宽域氧传感器.ppt

宽域型氧传感器Wide bandOxygenSensor 姓名 古存专业 车辆工程 传统氧传感器 工作原理在一定条件下 高温和铂催化 利用氧化锆内外两侧的氧浓度差 产生电位差 且浓度差越大 电位差越大 大气中氧的含量为21 浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧 稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧 但仍比大气中的氧少得多 在高温及铂的催化下 带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上 由于大气中的氧气比废气中的氧气多 套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子 两侧离子的浓度差产生电动势 当套管废气一侧的氧浓度低时 在电极之间产生一个高电压 0 6 1V 这个电压信号被送到ECU放大处理 ECU把高电压信号看作浓混合气 而把低电压信号看作稀混合气 根据氧传感器的电压信号 电脑按照尽可能接近14 7 1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气 因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器 氧传感器只有在高温时 端部达到300 C以上 其特性才能充分体现 才能输出电压 它在约800 C时 对混合气的变化反应最快 而在低温时这种特性会发生很大变化 理论基础 宽域型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来 利用了氧化锆的两个特性 第一个特性是当氧化锆两侧的含氧量不同时 在氧化锆两侧的电极上产生电动势 普通氧传感器正是利用氧化锆的这一特性 第二个特性与第一个特性相反 即当在氧化锆两侧的电极上加上电压时 可以使氧离子移动 实物结构图 原理结构图 宽域型氧传感器的两个重要部分 一部分称为感应室 它的一面与大气接触而另一面是测试腔 通过扩散孔与排气接触 和普通氧化锆氧传感器一样 由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势Us 一般的氧化锆传感器将此电压作为控制单元的输入信号来控制空燃比 而宽域型氧传感器与此不同的是 发动机控制单元要使感应室两侧的氧含量保持一致 让电压值维持在0 45V 这个电压只是电脑的参考标准值 它就需要传感器的另一部分来完成 宽域型氧传感器的两个重要部分 另一部分是传感器的关键部件泵氧元 泵氧元一边是排气 另一边是与测试腔相连 泵氧元就是利用氧化锆传感器的反作用原理 将电压施加于氧化锆组件 泵氧元 上 这样会造成氧离子的移动 把排气中的氧泵入测试腔当中 使感应室两侧的电压值维持在0 45V 这个施加在泵氧元上变化的电压 才是我们要的氧含量信号 如果混合气太浓 那么排气中含氧量下降 此时从扩散孔益出的氧较多 感应室的电压升高 宽域型氧传感器的两个重要部分 为达到平衡 发动机控制单元增加控制电流使泵氧元增加泵氧效率 使测试腔的氧含量增加 这样可以调节感应室的电压恢复到0 45v 相反 混合气太稀 则排气中的含氧量增加 这时氧要从扩散孔进入测试腔 感应室电压降低 此时泵氧元向外排出氧来平衡测试腔中的含氧量 使感应室的电压维持在0 45v 总而言之 加在泵氧元上的电压可以保证当测试腔内的氧多时 排出腔内的氧 这时发动机控制单元的控制电流是正电流 当腔内的氧少时 进行供氧 此时发动机控制单元的控制电流是负电流 以上过程供给泵氧元的电流就反映了排气中的过量空气含量系数 调整举例 一 混合气过浓 1 泵入混合气过浓时 泵氧元以原来的工作电流工作 测试室的氧含量减少 2 氧传感器感应室电压值超过450mv 3 控制单元增大泵氧元的工作电流 使泵氧元旋转速度增加 增加泵氧速度 4 泵氧元泵入测试室中的氧量增加 使感应室电压值恢复到450mv 5 控制单元根据增加的电流 折算成电压值 减少喷油量 调整举例 二 混合气过稀 1 混合气过稀时 泵在原来的工作电流下会泵入较多的氧 测试室中氧的含量增加 2 氧传感器感应室电压值低于450mv 3 控制单元减小泵氧元的工作电流 使泵氧速度减小 4 泵氧元泵入测试室中的氧量减少 使感应室电压值恢复到450mv 5 同时控制单元根据减少的电流 折算成电压值 增加喷油量 优点总结 1 监测灵敏度更高宽域氧传感器一般都用在稀薄燃烧发动机中 在全空燃比范围内