寬氧感測器知識

2022-09-24 02:57:03 字數 2731 閱讀 7361

為了克服普通氧感測帶來的缺陷,新一代寬量程氧感測器誕生了.下面我們就來談談寬量程氧感測器的工作原理.寬量程氧感測器由幫浦氧元(pump cell)、能斯特單元(nernst cell)、基準參考單元(reference cell)、加熱元件以及幫浦氧元控制環路組成。

這是個寬量程氧感測器的閉環控制系統。能斯特單元也就是我們非常熟悉的普通二氧化鋯氧感測器的結構。它在這裡提供乙個檢測腔,一面開口與大氣(free air)相通,另一面封閉與廢氣接觸,輸出乙個與廢氣含氧量相關的vsense電壓,幫浦控制環路是個累加運算放大器,輸入端有乙個恆壓源,基準電壓恆定在0.

45v。當廢氣不斷從擴散小孔進入能斯特單元檢測腔時,由於某種原因造成廢氣變濃時,vsense電壓就公升高,通過累加運算放大器運算處理後,輸出ipump(幫浦電流)為負值,幫浦氧元將氧氣幫浦入檢測腔內進行化學分解反應,在廢氣中產生水和一氧化碳及一些氧化物附著在幫浦氧元的表面.在化學反應中將過多的碳氫化合物分解,從而降低了廢氣的濃度,使檢測腔恢復到vsense電壓為0.

45v的廢氣含氧濃度的平衡狀態.當廢氣濃度變稀時,vsense電壓降低,同樣通過累加運算放大器運算處理後,輸出ipump(幫浦電流)為正值,幫浦氧元將氧氣幫浦出檢測腔.幫浦控制環路反饋系統始終維持檢測腔內廢氣含氧量的濃度.

當達到檢測腔廢氣含氧濃度平衡也就是vsense電壓為0.45時,幫浦氧元不工作,此時ipump等於零.上面談到的是幫浦氧元的工作原理.

概述了改變幫浦電流的極性(電流流動方向)與大小就可以達到平衡檢測腔裡的廢氣含氧量,如何將這個變化的幫浦電流再去控制發動機ecu對噴油器噴油時間的調整,是至關重要的.在幫浦氧元控制環路中有一塊dsp(數字訊號處理器)電路,該電路有二路輸出,一路將變化的幫浦電流訊號通過放大數模轉換成線性電壓,此電壓從0-5v連續變化去控制發動機ecu的afr調整.另一路輸出脈寬調變訊號去控制com場效應開關電晶體導通與截止時間,給加熱單元元件提供電流,加熱氧感測器.

寬量程氧感測器它的特點,工作曲線平滑,能夠連續檢測空燃比(afr)10至20之間,相當於過量空氣係數lambda從0.686至1.405的寬範圍內.

,當線性電壓在2.5v時,就達到了理論afr14.7的控制.

在檢測寬量程氧感測時,不能用萬用表電壓檔及示波器進行直接測量氧感測器的埠線束電壓.只能用相關的專用檢測儀進行資料流分析.本田**車系安裝在三元催化器上游為afr感測器,檢測訊號為電流(ma)值,下游為副氧感測器檢測訊號為線性電壓值.

氧感測器的判別

寬量程空燃比感測器和老式氧化鋯氧感測器由於其結構原理不同,

所以檢測也不同:氧化鋯氧感測器直接利用電壓訊號作為測量值;

而寬頻氧感測器將經過特殊處理和控制的幫浦氧元供給電流作為測量過量空氣係數的引數,

這樣感測器產生的就不是階躍函式性質的響應而是連續遞增的訊號。

檢測寶來車三元催化器的前後氧感測器時,

可以利用k81通過讀取資料流的方法進行診斷分析,

資料流033組第01項顯示的是三元催化器前的寬量程空燃比感測器電壓比值

資料流036組第00項顯示的是三元催化器後的老式氧化鋯氧感測器的電壓值

寬量程空燃比感測器的電壓比值應在1v-2v之間來回變化

當電壓訊號出現在1.5v以下時,說明混合氣過濃

當電壓訊號出現在1.5v以上時,說明混合氣過稀

當電壓出現恆定值1.5v、4.9v、0v時都說明寬量程空燃比感測器線路出現故障

三元催化器後的老式氧化鋯氧感測器的電壓值應在0.5v-0.8v之間稍微變動(而不是0v-1v之間來回變化)

當電壓出現恆定值1.1v、0.4-0.5v、0v時都說明氧感測器線路出現故障

關於寬量程氧感測器的幾點補充1.辯別寛量程氧感測器的方法,是看引擎蓋下的標識,如標識為hos則為普通氧感測器,如標識為a/f sensor則為寬程量程氧感測程器.2.

寬量程氧感測器只用於觸媒轉換器之前,觸媒轉換器之後必為普通氧感測器.3.寬量程氧感測器有5-7線.

4.寬量程開氧感測器的加熱速度遠比普通氧感測器快,這使從開環到比環的時間縮短.5.

注意,寬量程氧感測器有兩條地線一為普通地線一為寛量程氧感測器專用地線,兩者之間有2-3伏電壓差

氧感測器主要有濃差型氧化鋯式、極限型氧化鋯式和氧化鈦式三種。

(1) 濃差型氧化鋯(zro2)式氧感測器

濃差型氧化鋯式氧感測器是利用了氧化鋯固體電解質材料,在高溫下(285~ 850℃)能夠導通氧離子,從而形成微電池的原理來工作的,其中為電動勢, 為理想氣體常數, 為感測器工作溫度, 為法拉第常數, 為尾氣的氧分壓, 為參比氣體的氧分壓。但是由於電動勢與氧分壓是對數關係,該感測器對於氧分壓偏離計量比時(如貧燃系統)的情況不十分敏感。

雖然這種感測器安裝靈活,不受極端公升溫的影響,但此類感測器輸出訊號的強弱直接和溫度有關,只有當溫度高於400℃時,才能正常工作,所以,目前zro2濃差電池型氧感測器其發展方向主要是降低工作溫度,增大硬度和韌性,減少製造成本和提高壽命。

(2) 極限型氧化鋯氧感測器

極限型氧感測器是基於氧汞原理來工作的,具有響應時間短和高靈敏的特點,其彌補了其他型別氧感測器(如電子傳導型、電阻型)對貧燃區空燃比響應慢、靈敏度低的不足。

隙控制氣由於限流型氧感測器只是利用孔體的擴散來實現封閉室內外的氧濃差,所以不用任何參比氣體。目前,極限型氧化鋯式氧感測器主要基於的還是物理擴散原理,化學擴散的原理還在進一步研究之中。

(3) 氧化鈦(tio2)式氧感測器

氧化鈦式氧感測器對比氧化鋯式氧感測器的工作原理有很大的不同,它是利用多孔狀導體tio2的導電性隨排氣中氧含量的變化而變化的特性製成的,故又稱電阻性氧感測器。這種感測器的結構簡單、體積小、成本低,但是在300℃~900℃工作時,電阻值隨溫度變化較大,所以必須用溫度補償的方法來提高精度,通常用另乙個實心tio2導體作為溫度補償。

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