第六節(jié) 氧傳感器

1、第二章第二章 傳感器傳感器第六節(jié)第六節(jié) 氧傳感器氧傳感器第六節(jié)第六節(jié) 氧傳感器氧傳感器Exhaust Gas Oxygen SensorExhaust Gas Oxygen Sensor，EGOEGO 【作用【作用】氧傳感器是用來檢測排氣管中氧傳感器是用來檢測排氣管中氧氣的濃度，并將氧氣濃度信號轉(zhuǎn)變成氧氣的濃度，并將氧氣濃度信號轉(zhuǎn)變成電子信號輸送給發(fā)動機控制模塊，作為電子信號輸送給發(fā)動機控制模塊，作為判定混合氣濃度并對混合氣濃度進(jìn)行修判定混合氣濃度并對混合氣濃度進(jìn)行修正的重要參考信號。正的重要參考信號?！灸康哪康摹坎捎醚鮽鞲衅鞯淖罱K目的是為采用氧傳感器的最終目的是為了提高發(fā)動機的排放性能。了提

2、高發(fā)動機的排放性能?！景惭b位置【安裝位置】排氣管上排氣管上 【分類【分類】按檢測按檢測A/FA/F范圍分范圍分 窄帶式窄帶式 氧化鋯（氧化鋯（ZrO2ZrO2）式）式 氧化鈦（氧化鈦（TiO2TiO2）式）式 寬帶式寬帶式一、氧化鋯式氧傳感器（窄帶式）一、氧化鋯式氧傳感器（窄帶式）SANTANASANTANA氧傳感器氧傳感器JETTAJETTA氧傳感器的外型氧傳感器的外型寶來六線式氧傳感器寶來六線式氧傳感器的外型的外型1 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)由陶瓷二氧化鋯管、由陶瓷二氧化鋯管、防護(hù)罩、電極等組成。防護(hù)罩、電極等組成。2 2、工作原理、工作原理二氧化鋯固體電解質(zhì)二氧化鋯固體電解質(zhì)U U型管，安裝在帶有

3、型管，安裝在帶有螺絲的固定套中，內(nèi)螺絲的固定套中，內(nèi)表面與大氣相通，外表面與大氣相通，外表面與廢氣相通，安表面與廢氣相通，安裝于排氣管上，鋯管裝于排氣管上，鋯管的陶瓷體是多孔的，的陶瓷體是多孔的，允許氧滲入該固體電允許氧滲入該固體電解質(zhì)內(nèi)。解質(zhì)內(nèi)。 溫度較高時，氧氣分子溫度較高時，氧氣分子發(fā)生電離變成氧離子，發(fā)生電離變成氧離子，若陶瓷體內(nèi)（大氣）外若陶瓷體內(nèi)（大氣）外（廢氣）側(cè)氧離子含量（廢氣）側(cè)氧離子含量不一致，即存在濃度差不一致，即存在濃度差時，在固體電解質(zhì)內(nèi)部時，在固體電解質(zhì)內(nèi)部氧離子從大氣一側(cè)向排氧離子從大氣一側(cè)向排氣一側(cè)擴散，鋯管元件氣一側(cè)擴散，鋯管元件成了一個微電池，在鋯成了一個微

4、電池，在鋯管兩鉑極間產(chǎn)生電壓。管兩鉑極間產(chǎn)生電壓。 當(dāng)混合氣稀時，排氣當(dāng)混合氣稀時，排氣中所含氧多，兩側(cè)氧中所含氧多，兩側(cè)氧濃度差小，只產(chǎn)生小濃度差小，只產(chǎn)生小的電壓；當(dāng)混合氣濃的電壓；當(dāng)混合氣濃時，排氣中氧含量少，時，排氣中氧含量少，兩電極間產(chǎn)生較大的兩電極間產(chǎn)生較大的電壓。電壓。(1)(1)氧傳感器產(chǎn)生的氧傳感器產(chǎn)生的電壓將在理想空燃比電壓將在理想空燃比14.714.7時產(chǎn)生突變，稀時產(chǎn)生突變，稀混合氣時，氧傳感器混合氣時，氧傳感器輸出電壓幾乎為零，輸出電壓幾乎為零，一般為一般為0.1V0.1V，濃混合，濃混合氣時，氧傳感器輸出氣時，氧傳感器輸出電壓去接近電壓去接近1V1V或或0.9V0.

5、9V。3 3、信號特性、信號特性（2 2）ECUECU如何根據(jù)信號電壓識別空燃比，如何根據(jù)信號電壓識別空燃比， 控制噴油？控制噴油？ 大于大于0.45V0.45V ， ECUECU控制控制減油減油；小于；小于0.45V0.45V，ECUECU控制控制增油增油。維持空燃比。維持空燃比14.714.7。4 4、工作條件、工作條件v發(fā)動機水溫高于發(fā)動機水溫高于6060v傳感器自身溫度高于傳感器自身溫度高于300300v中等負(fù)荷工況形成閉環(huán)控制中等負(fù)荷工況形成閉環(huán)控制 （在中等負(fù)荷工況時（在中等負(fù)荷工況時ECUECU根據(jù)輸出信號根據(jù)輸出信號對噴油量進(jìn)行修正，其他工況采用開環(huán)對噴油量進(jìn)行修正，其他工況采

6、用開環(huán)控制）控制）二、氧化鈦式氧傳感器二、氧化鈦式氧傳感器1 1、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成二氧化鈦元件金屬外殼陶瓷絕緣體接線端子陶瓷元件導(dǎo)線金屬保護(hù)套 由二氧化鈦元件、導(dǎo)線、金屬外殼和由二氧化鈦元件、導(dǎo)線、金屬外殼和接線端子等。接線端子等。2 2、工作原理（電阻型氧傳感器）、工作原理（電阻型氧傳感器） 在排氣管中氧氣濃度發(fā)生變化的時候，氧在排氣管中氧氣濃度發(fā)生變化的時候，氧傳感器的電阻將發(fā)生變化（氧含量少，電阻下傳感器的電阻將發(fā)生變化（氧含量少，電阻下降），發(fā)動機控制模塊根據(jù)傳感器兩端的電壓降），發(fā)動機控制模塊根據(jù)傳感器兩端的電壓降來判定混合氣的濃度，進(jìn)而對混合氣的濃度降來判定混合氣的濃度，進(jìn)而對混

7、合氣的濃度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。(a)(a)廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值增大；增大；(b)(b)廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減小。小。3 3、信號特性、信號特性氧傳感器產(chǎn)生的電氧傳感器產(chǎn)生的電壓將在理想空燃比壓將在理想空燃比14.714.7時產(chǎn)生突變，時產(chǎn)生突變，濃混合氣時，氧傳濃混合氣時，氧傳感器輸出電壓幾乎感器輸出電壓幾乎為零，一般為為零，一般為0.1V0.1V，稀混合氣時，氧傳稀混合氣時，氧傳感器輸出電壓去接感器輸出電壓去接近近1V1V或或0.9V0.9V。4 4、工作條件、工作條件v發(fā)動機水

8、溫高于發(fā)動機水溫高于6060v傳感器自身溫度高于傳感器自身溫度高于600600v中等負(fù)荷工況形成閉環(huán)控制中等負(fù)荷工況形成閉環(huán)控制 三、寬帶式氧傳感器三、寬帶式氧傳感器 UEGOv能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號給能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號給ECUECU，從而使從而使ECUECU精確地控制噴油時間，使氣缸精確地控制噴油時間，使氣缸內(nèi)混和氣濃度始終保持理論空燃比值。內(nèi)混和氣濃度始終保持理論空燃比值。 1 1、組成、組成 感應(yīng)室（一面通大氣，一面接測試腔）感應(yīng)室（一面通大氣，一面接測試腔） 泵氧元（一面接測試腔，一面通排氣）泵氧元（一面接測試腔，一面通排氣）2 2、工作原理、工作原理v濃混合氣：排氣中

9、氧氣濃混合氣：排氣中氧氣測試腔氧氣擴散到測試腔氧氣擴散到排氣中排氣中電壓大于電壓大于0.45VECU控制泵氧元控制泵氧元的電流變化，使測試腔的氧氣增多，維持電的電流變化，使測試腔的氧氣增多，維持電壓在壓在0.45V，此時電流為負(fù)電流，此時電流為負(fù)電流v稀混合氣：排氣中氧氣稀混合氣：排氣中氧氣排氣中氧氣擴散到排氣中氧氣擴散到測試腔測試腔電壓小于電壓小于0.45VECU控制泵氧元控制泵氧元的電流變化，使測試腔的氧氣減少，維持電的電流變化，使測試腔的氧氣減少，維持電壓在壓在0.45V，此時電流為正電流，此時電流為正電流3 3、電路圖、電路圖 教材教材P70 2-79P70 2-79v1-1-泵電流輸

10、入端泵電流輸入端v2 2、4-4-參考電壓端參考電壓端v3-3-信號輸出端信號輸出端 電壓值為電壓值為1-2V1-2V ?。合。?.5-2.0V1.5-2.0V 濃：濃：1.0-1.5V1.0-1.5Vv5 5、6 6加熱端子加熱端子泵氧元電阻泵氧元電阻v三元催化器之前為主三元催化器之前為主EGOEGO： 用作空燃比控制的反饋信號用作空燃比控制的反饋信號v三元催化器之后為副三元催化器之后為副EGOEGO： 用來檢測三元催化器（用來檢測三元催化器（TWCTWC）轉(zhuǎn)化）轉(zhuǎn)化效能效能四、主、副四、主、副EGO五、氧傳感器電路五、氧傳感器電路豐田豐田L(fēng)S400LS400轎車氧傳感器控制電路轎車氧傳感器

11、控制電路兩個熱型氧傳感器兩個熱型氧傳感器兩個普通型氧傳感器兩個普通型氧傳感器氧傳感器外部接線：氧傳感器外部接線：單線：單線：信號線、外殼信號線、外殼接地接地雙線：雙線：信號線、接地信號線、接地線線三線：三線：電源、加熱、電源、加熱、信號（外殼接地）信號（外殼接地）四線：四線：電源、加熱、電源、加熱、信號、接地信號、接地（1 1）萬用表檢測）萬用表檢測 桑塔納桑塔納AJRAJR起動，起動，水溫大于水溫大于80801 1）檢測加熱線圈）檢測加熱線圈 a a、線圈電阻：、線圈電阻： 室溫室溫1-51-5 b b、供電電壓：、供電電壓： 起動后起動后12V12V c c、搭鐵電阻：、搭鐵電阻：00V六

12、、氧傳感器檢測六、氧傳感器檢測2 2）檢測信號電路）檢測信號電路動態(tài)值動態(tài)值：發(fā)動機運轉(zhuǎn)：發(fā)動機運轉(zhuǎn)2500r/min2500r/min， 以以0.45V0.45V為中心上下波動次數(shù)為中心上下波動次數(shù)10s10s內(nèi)內(nèi)不少于不少于8 8次次靜態(tài)值靜態(tài)值：發(fā)動機不運轉(zhuǎn)，：發(fā)動機不運轉(zhuǎn)，0.45-0.5V0.45-0.5VV（2 2）示波器檢測）示波器檢測最高信號電壓最高信號電壓850mV最低信號電壓最低信號電壓75175mV從濃到稀的最從濃到稀的最大允許響應(yīng)時大允許響應(yīng)時間間100ms發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速2500r/min2500r/min，2-3min2-3min，每每10s10s內(nèi)，變化不少于

13、內(nèi)，變化不少于8 8次。次。氧傳感器失效氧傳感器失效氧傳感器氧傳感器EFIEFI系統(tǒng)的閉環(huán)控制過程系統(tǒng)的閉環(huán)控制過程 在帶氧傳感器的在帶氧傳感器的EFIEFI系統(tǒng)中，并不是所有工況都進(jìn)行系統(tǒng)中，并不是所有工況都進(jìn)行閉環(huán)控制。在閉環(huán)控制。在起動、怠速、暖機、加速、全負(fù)荷、減速斷起動、怠速、暖機、加速、全負(fù)荷、減速斷油油等工況下，發(fā)動機不可能以理論空燃比工作，此時仍采等工況下，發(fā)動機不可能以理論空燃比工作，此時仍采用開環(huán)控制方式。用開環(huán)控制方式。案例：氧傳感器鉛中毒案例：氧傳感器鉛中毒車型車型：寧波美日：寧波美日MR6370AMR6370A型轎車，裝用天津豐田型轎車，裝用天津豐田8A-FE8A-FE電噴發(fā)動機。電噴發(fā)動機。 故障故障：發(fā)動機怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)，：發(fā)動機怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)，故障燈亮起。故障燈亮起。檢查檢查：故障代碼：故障代碼2121，無氧傳感器信號。起動待發(fā)動機，無氧傳感器信號。起動待發(fā)動機溫度上升為溫度上升為6060以上時，用萬用表檢測氧傳感器的輸以上時，用萬用表檢測氧傳感器的輸出信號，始終為出信號，始終為0.7V0.7V。拔下一根發(fā)動機的真空管，使。拔下一根發(fā)動機的真空管，使混合氣變稀，再堵住空氣濾清器，使混合氣變濃，輸混合氣變稀，再堵住空氣濾清器，使混合氣變濃，輸出電壓還是出