寬帶氧傳感器的工作原理與檢測方法

PAGE9寬帶氧傳感器的工作原理與檢測方法寬帶氧傳感器的工作原理與檢測方法隨著汽車排放限值要求的不斷提高，傳統(tǒng)開關(guān)型氧傳感器已不能滿足需要，取而代之的是控制精度更高的線性寬帶氧傳感器(UniversalExhaustGasOxygenSensor，簡稱UEGO)。寬帶氧傳感器能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給ECU，ECU依此信號(hào)精確地控制噴油時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性與排放性達(dá)到較高水準(zhǔn)。一、寬帶型氧傳感器的組成寬帶型氧傳感器是以普通加熱型開關(guān)式氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來。氧化鋯型氧傳感器有一特性，即當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢。反之，若將電動(dòng)勢加在氧化鋯組件上，則會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。寬帶型氧傳感器有兩部分組成，如圖1所示。第一部分是普通加熱型氧化鋯型氧傳感器，氧化鋯組件的兩個(gè)電極一個(gè)處于空氣室，另一個(gè)處于測量室?？諝馐遗c外界大氣相通，測量室通過單元泵與排氣相通，排氣中的氧通過單元泵輸送到測量室中。由于氧化鋯組件內(nèi)外兩側(cè)的氧含量不同，在兩電極間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，稱為能斯特電池。為使氧化鋯組件能極早投入工作，設(shè)置了加熱裝置，加熱裝置的工作受電腦控制。第二部分是泵氧元，又稱為單元泵。單元泵一側(cè)通排氣，另一側(cè)通測量室。單元泵是利用氧化鋯傳感器的反作用原理來工作的。將電壓施加于氧化鋯組件上，推動(dòng)氧離子的移動(dòng)，將排氣中的氧泵入測量室中。形象一點(diǎn)講，加在單元泵上的電壓越高，氧離子的移動(dòng)速度越快，單位時(shí)間內(nèi)泵入測量室中的氧離子數(shù)量越多。圖1寬帶型氧傳感器的主要組成部件二、寬帶氧傳感器的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電腦通過改變單元泵電流來調(diào)節(jié)泵氧速度，將能斯特電池的電壓值維持在450mV。這種不斷變化的單元泵電流經(jīng)電腦處理后形成寬帶氧傳感器的信號(hào)，電腦依此信號(hào)對空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制，使三元催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想狀態(tài)。具體調(diào)節(jié)過程如下：1.混合氣過濃混合氣過濃時(shí)，排氣中的氧含量少，倘若單元泵以原來的工作電流工作，測量室的氧量將不足，能斯特電池電壓值會(huì)超過450mV。此時(shí)控制單元增大單元泵的工作電流，增加泵氧速度，使測量室中的氧量增加，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖2所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器電壓值來減少噴油量。（a）能斯特電池電壓值大于450mV（b）能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV圖2混合氣過濃時(shí)的調(diào)節(jié)過程2.混合氣過稀混合氣過稀時(shí)，排氣中的氧含量多，倘若單元泵仍以原來的工作電流工作，測量室的氧量將增多，能斯特電池電壓值會(huì)低于450mV。此時(shí)控制單元減小單元泵的工作電流，減小泵氧速度，使測量室中的氧量減少，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖3所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器信號(hào)電壓值增加噴油量。（a）能斯特電池電壓值小于450mV（b）能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV圖3混合氣過稀時(shí)的調(diào)節(jié)過程三、寬帶氧傳感器的檢測圖4為桑塔納3000及帕薩特領(lǐng)馭1.8T轎車裝用的前氧（G39）與后氧（G130）傳感器線路連接情況。前氧傳感器G39，安裝在三元催化器前方，采用了寬帶型氧傳感器，主要是對空燃比進(jìn)行精確控制。后氧傳感器G130安裝在三元催化器后方，仍為普通加熱型開關(guān)式氧傳感器，主要是監(jiān)控三元催化器的轉(zhuǎn)換效率。對前氧傳感器G39來說，傳感器側(cè)插頭的2號(hào)與6號(hào)端子之間串聯(lián)了一個(gè)微調(diào)電阻，阻值約125Ω。端子3與4為加熱器供電，來自油泵繼電器的12V電由3號(hào)端子輸入，4號(hào)端子由電腦控制搭鐵。加熱器電阻約為3Ω（正常值為2-5Ω）。D:S:D:K:D3_.x-`9e圖4大眾車前氧與后氧傳感器線路連接圖寬帶氧傳感器的萬用表檢測：點(diǎn)火開關(guān)OFF，拔下前氧傳感器的插頭，點(diǎn)火開關(guān)ON，在線束側(cè)插頭測量各端子的電壓值。1號(hào)與5號(hào)端子之間的電壓差應(yīng)為0.45V左右；3號(hào)端子對地電壓為12V，2S后為變?yōu)?，這是因?yàn)辄c(diǎn)火開關(guān)打到ON位置不打車，電腦控制油泵繼電器只有2S左右的通電時(shí)間。寬帶氧傳感器的診斷儀檢測：利用萬用表在寬帶氧傳感器端子上直接測量傳感器的輸出電壓是不可能的，必須通過診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，帕薩特領(lǐng)馭轎車寬帶氧傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流組號(hào)為33。寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0V～2.0V。電壓值大于1.5V時(shí)混合氣過稀（氧多），電壓值小于1.5V時(shí)混合氣過濃（氧少）。實(shí)際檢測時(shí)，可人為造成混合氣過濃與過稀，以此來讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)流。從帕薩特領(lǐng)馭轎車進(jìn)氣歧管上拔掉一根真空管，使混合氣變稀，此時(shí)會(huì)