空燃比反馈控制系统(O2S)资料

简述空燃比反馈控制的条件

简述空燃比反馈控制的条件空燃比反馈控制是指通过对发动机进气量、进气温度、进气压力、进气湿度、点火提前角等参数的实时监测和控制，使空气与燃油的比例保持在最佳范围内，从而提高发动机的效率和环保性。

进行空燃比反馈控制需要满足以下条件。

第一步，需要有可靠的空燃比检测技术。

目前，常见的空燃比检测技术有广谱氧传感器、氧离子传感器和宽带氧传感器等。

这些传感器可以测量排气中氧气的含量，并根据氧气含量的变化判断出当前的空燃比情况。

第二步，需要有可靠的空燃比控制技术。

空燃比控制系统通常由电脑、传感器、执行器等组成。

电脑负责监测空燃比传感器的反馈信号，并根据反馈信号调整发动机的进气量、进气温度、进气压力等参数，从而控制空燃比在最优化范围内。

执行器则负责执行电脑发出的指令，调整发动机的进气量、进气温度、进气压力等参数。

第三步，需要有适当的控制策略。

空燃比控制系统的控制策略包括基于负载的控制策略和基于速度的控制策略。

基于负载的控制策略是根据发动机负载的大小来控制空燃比的，适用于发动机负载较为稳定的情况，例如在匀速行驶时。

基于速度的控制策略则是根据发动机转速来控制空燃比的，适用于需要频繁变速的情况，例如加速、减速等。

第四步，需要有足够的计算能力和数据储存空间。

空燃比反馈控制系统需要进行实时监测和控制，涉及大量的数据计算和存储，因此需要有足够的计算能力和数据储存空间来支持系统的正常运行。

综上所述，空燃比反馈控制需要满足可靠的空燃比检测技术、可靠的空燃比控制技术、适当的控制策略以及足够的计算能力和数据储存空间等条件。

只有在这些条件的支持下，才能实现对发动机空燃比的实时监测和调整，从而提高发动机的效率和环保性。

汽车发动机电控技术原理与维修(第3版)14-学习任务6 三元催化转化器与空燃比反馈控制系统

根据使用材料的不同，氧传感器可分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2）式两种类型，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。
（1）氧化锆式氧传感器 ①结构组成。氧化锆式氧传感器主要由钢质护管、钢质壳体、锆管、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。
②工作原理。锆管的陶瓷体是多孔的，空气中的氧在二氧化锆固体电解质中容易通过。当锆管外表面与内部之间氧的浓度不同（即存在浓度差）时，氧原子就会从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散，以求达到平衡状态。当固体电解质表面设置集中用多孔电极之后，两极之间的电位差便是氧传感器的信号电压（内表面为正极，外表面为负极）。因为锆管内侧与氧浓度高的大气相通，外侧与氧浓度低的废气相通，且锆管外侧的氧随可燃混合气浓度变化而变化，所以当氧原子穿越锆管向锆管外侧扩散时，锆管内外表面之间的电位差将随可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓度差电池，传感器的信号源相当于一个可变电源。
（2）转换效率的影响因素三元催化转化器将有害气体转变成无害气体的效率受诸多因素的影响，其中影响最大的是排气温度和混合气的浓度。
①排气温度的影响。催化剂的表面活性作用是利用排气本身的热量激发的，其使用温度范围以活化开始温度为下限，以过热引起催化转化器故障的极限温度为上限。
保持催化转化器高净化率、高使用寿命的理想运行条件的使用温度约为400~800℃，使用温度的上限为1000℃。当发动机的排气温度达到815℃以上时，三元催化转化器的转化效率将明显下降。
2．氧传感器
氧传感器安装在发动机排气管上，其作用是通过监测排气管废气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入发动机ECU。发动机ECU根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而将空燃比控制在理论值14.7:1附近，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而降低有害气体的排放和节约燃油。

空燃比控制器

空燃比控制器汽车燃料及尾气控制技术在工业窑炉首次完美应用本文及本账号下所有文章皆为原创，技术交流请联系，商业利用请绕行工业窑炉使用过程中，气氛是最关键的工艺参数之一。

窑炉气氛决定了制品质量和能耗水平，甚至影响窑炉的安全运行；炉膛气氛和烟气气氛更决定了窑炉内排放的有机污染物能否充分燃烧达标排放。

长久以来，频繁波动的气氛及烟气条件需要频繁调整空燃比，窑炉用户伤透脑筋！《空燃比智能控制系统》是技术人员总结了20多年的窑炉制造调试及使用经验的基础上由整个团队自主研发的结晶。

由检测系统，智能控制系统，执行系统三大功能部分组成，整个系统独立于窑炉的原控制系统并且不对原控制系统构成任何影响，是在窑炉主体控制系统以外对空燃比的进一步优化。

产品集成了团队多年窑炉设计调试与多个行业产品的窑炉使用和烧结技术开发经验。

系统选用的标准硬件均为国际顶级品牌，为客户在苛刻的环境下的稳定运行提供可靠保障！《空燃比智能控制系统》通过采集烟道或炉膛中的气氛信息；由控制系统分析目前是否为最优状况并做出相应判断；最终由PLC发出指令给执行系统完成气氛调节任务；循环采集调节，实现闭环控制。

系统持续进行在线采集并在线判断调节最终实现气氛稳定平衡在实现产品质量、环保排放和能源消耗等方面最优的水平！《空燃比智能控制系统》维护方便、反应速度快、测量与控制范围广，广泛应用于电力、冶金、耐材、供暖、建材、电子等行业，分析与控制各种工业窑炉中的烟气，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染。

系统完全独立于现有中控系统运行，不需要对现有系统进行任何调整。

经验表明《空燃比智能控制系统》平均能够给客户带来20%的能源节约和稳定优化的环保排放！《空燃比智能控制系统》，通过调节空燃比来控制炉内气氛和排放烟气气氛，能够为烧结工艺带来以下改善：1，温度更稳定，制品排气速度均匀，改善釉面气泡问题让釉面更加光滑；2，温度更稳定，减缓由于制品放热反应或有机物释放带来的局部高温而造成的内部裂纹、制品变形等问题；3，有效利用制品自身放热反应或有机物释放带来的热量维持炉内温度避免在制品释放足够的热量却由于没有足够的空气燃烧浪费燃料；4，让制品释放的有机污染物在炉内有效燃烧，降低后续环保系统的运行压力，最终改善环保排放；5，在排放端应用则可以保证烟气的含氧量确保最终排放不会由于缺氧而导致污染物未充分燃烧而超标。

汽油发动机空燃比控制系统

第 22 卷第 3 期总第 58 期 2001 年
河北科技大学学报 JOU RNAL O F H EB E I U N IV ER S IT Y O F
SC IEN CE AND T ECHNOLO GY
文章编号: 100821542 (2001) 0320019204
V o l. 22 N o. 3 Sum 58 2001
催化剂才能对这 3 种有害成分有很高的转换率, 如图 1 所示[2]。
根据三元催化转换器的转化效率和空燃比的关系, 要
使三元催化转换器同时使 CO、HC 及 NO x 的转化率较高, 必须将空燃比的平均值控制在理论空燃比 14. 7±0. 05 的
范围内, 瞬时振幅在理论空燃比±1 的范围内, 且空燃比的
振荡频率越高越好。闭环空燃比控制系统就是要使化油器
式发动机在常用稳定工况下的空燃比维持在理论空燃比
附近, 并在发动机工况变化时, 空燃比偏离的程度最小, 并
且调整时间短。
3 控制系统总体设计
图 1 三元催化转化器的效率和空燃比的关系
本系统采用化油器旁通空气法, 在控制方面将开环控 F ig. 1 T he relation of the rate of TW C
绝对压力降至很低, 促使附在进气管、进气道和进气门表面以及缝隙中的燃油加速气化, 随之进
入气缸, 而此时进气缸的空气量很少, 结果导致混合气瞬间过浓, 瞬间过浓混合气后发动机已经
处于稀燃状态, 但由于氧传感器信号的滞后, 氧传感器会给出继续补气的信号, 若此时补气会使
空燃比过大, 也有可能造成发动机熄火。对于上述情况处理方法是用转速信号的“加速度”判断这
LH 0
0
0. 2 1. 0 0. 6

(o3、so2、nox、颗粒物)_技术参数(大西比)

技术部分(大西比)总体技术要求1、系统应是完备的空气质量自动监测系统，应具有自动监测系统的先进性和可靠性，用于环境空气污染物的监测。

2、仪器通过国家计量检定（CMC）认证，系统可以采集、存储所监测的空气污染数据并将所有数据传送到中心站现有数据采集平台。

3、数据采集仪和多元气体校准仪一体化高集成度。

4、自动站与中心站之间的数据传输支持PSTN和GPRS两种通讯方式。

5、系统现场网络采用ETERNET网络，系统避采免用模拟数据采集引起的系统误差。

6、采样系统由采样管将空气引入内采样阀板，内采样管由惰性玻璃制成，标气和样气通过相同的采样口进入仪器，保证采样气体和校准气体气路的一致性。

采样系统空气滞留时间<20s。

7、系统内各仪器电子部分采用模块化设计，主要板卡可以互换。

8、多元气体校准仪内的臭氧发生器的流量采用MFC 控制，保证臭氧的精度以准确实现气相滴定（GPT）功能。

9、测量浓度值可以mg/m3、ppb、ppm单位表示。

10、仪器具有自动校准功能，也可通过数据采集仪进行自动校准。

11、系统空压机具有定期排水和远程自动排水功能。

12、单台分析仪可以连接MODEM并将系统数据上传。

13、仪器供电电源：220 VA C±10%,50Hz。

14、手动或自动进行零漂/跨漂校准补偿。

15、LCD图形显示屏，中文界面，菜单结构。

16、仪器具有数据存储功能，并可根据需要设置存储数据时间间隔。

17、可存储运行记录和显示近期校准、报警、出错和断电等信息。

18、可实现远程数据和状态显示，远程进行仪器设置，软件可在线升级。

19、模块化的设计，抗干扰性强，散热性好，维护和更换部件方便。

20、提供包括RS232串口输出、以太网输出、模拟电压信号等多种输出模式并且模拟电压信号可根据需要调节。

21.悬浮颗粒物分析仪采用已知密度的校准膜，在每一测量周期内自动完成仪器的校准，无零漂。

1、分析单元PM2.5分析仪臭氧分析仪2、气象系统3、采样系统4、校准及数据采集单元5、中心站1、中心站软件能够对采集的数据汇总生成小时、日、周、月、季、年报表及相应图表。

电控发动机空燃比反馈控制氧传感器

3）真空试验将真空表接到进气歧管，启动发动机，使其从怠速逐渐升至2500r/min，观察真空表的变化，如果这时真空度下降，则保持发动机转速 2500r/min不变，且此后真空度读数明显下降，则说明催化转化器有阻塞。
4、加热法
启动发动机，预热至正常工作温度，将发动机转速维持在2500r/min左右，将车辆举升，用数字式温度计（接触式或非接触式红外线激光温度计）测量催化转化器进口和出口的温度，需尽量靠近催化转化器（50mm内）。正常工作的催化转化器，其出口的温度高于进口温度 20～25％。如果车辆在主催化转化器之前还安装了副催化转化器，主催化转化器出口温度应高于进口温度15～20％，如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，需更换；
金属外壳、隔热减振衬垫、载体、涂在载体上催化活性层。
安装位置：在排气消声器前。
（1）壳体壳体一般由不锈钢制成，以防因氧化皮脱落而造成催化剂的堵塞。（2）减震层减震层一般由膨胀挚片和钢丝网两种，起到减震、缓解热应力、保温和密封的作用。
（3）载体：承载催化活性层。整体式载体：陶瓷载体（应用广泛）
2）背压试验在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压，如果排气背压不超过发动机所规定的限值，则表明催化剂载体没有被阻塞。如果排气背压超过发动机所规定的限值，则需将催化转化器后端的排气系统拆掉，重复以上的试验，如果催化转化器阻塞，排气背压仍将超过发动机所规定的限值。如果排气背压下降，则说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题，破碎的催化剂载体滞留在下游的排气系统中，所以首先进行外观检查确认催化剂载体完整是非常必要的。对有问题的排气管、消声器和催化转化器也可通过测量其前后的压力损失来判断。

空燃比反馈控制系统(OS)资料

5、学习空燃比控制
（1）学习空燃比变化，不断修正调节空燃比，微调喷油量，进一步提高空燃比的控制精度。
（2）学习空燃比控制修正范围
一般闭环控制空燃比修正系数为0.80-1.20或1.251.75，在故障诊断仪里显示为±20%或±25%。如果修正值超出修正范围时，不再修正调节。
（1）喷油器漏油造成混合气过浓。（2）喷油器堵塞造成混合气过稀。（3）点火系统缺火或火花塞能量不足造成混合气（HC和新鲜空气）直接进入三元催化器燃烧，使得发动机动力性、经济性、排放性下降。（4）气门正时不对，造成混合气直接进入三元催化器燃烧。（5）空气流量计后漏气造成NO2过多。（6）空气流量计故障造成进气量计量不准。（7）进气温度传感器或水温传感器故障。（8）燃油压力调节器失效。
ZrO2陶瓷对氧离子浓度特别敏感，在内外有氧离子浓度差时，氧离子由高浓度向低浓度扩散时形成电池。
2、氧化锆式氧传感器的结构
主要由锆管、电极、保护管等组成。
3、氧化锆式氧传感器的工作原理
氧化锆式氧传感器工作原理图
工作原理：
发动机的排气气流从锆管表面的陶瓷层渗入，与负极接触，内部的正极与大气接触。温度较高时， O2发生电离形成氧离子。若陶瓷层内（大气）、外（废气）侧氧离子存在浓度差时，使得陶瓷体内侧（正极）的氧离子向外侧（负极）扩散，锆管元件形成了一个微电池，扩散的结果造成锆管正、负极间产生电势差。浓度差越大，电势差越大。
注意点
通过安装在排气管上的氧传感器送来的反馈信号，对理论空燃比进行反馈控制。
3、氧传感器对喷油量的控制与修正
（1）前氧传感器对空燃比进行反馈控制。（2）后氧传感器用于检测三元催化转换器的催化效率。

2.8-空燃比闭环控制

死时间可达1s以上不等的数值。而大负荷高转速时死时间减为几百毫秒。
第31页，共56页。
3）闭环控制时λ的变化过程
当氧传感器输出电压越过450mV左右的门槛值跃升或跃降时， ECU确认混合气成分发生了越过λ=1的改变。此时应通过λ修正系数调整喷油量，使混合气成分回头往λ=1方向发展。当然，最好是一步调整到混合气λ=1并保持下去。
第24页，共56页。
片式宽带氧传感器是Nerst浓度电池（传感电池）和用于氧离子输送的泵电池的一种结合,所以它不仅能判定λ大于1还是小于1，而且能在稀的和浓的区域测定λ的具体数值。每个传感器要单独进行标定。
这种传感器要求专门的电子控制装置，不仅要求用于产生传感器制传感器温度的电子控制装置。
这段时间称为死时间，由以下四部分组成：
1. 混合气从喷油器到气缸的流动时间；
2. 发动机一个工作循环从进气到排气所经历的时间； 3. 燃烧过的气体从气缸到氧传感器的流动时间；
4. 氧传感器的响应时间。
其中主要是混合气和燃烧气体的流动时间。
第30页，共56页。
死时间的长短取决于发动机的负荷与转速。例如怠速时根据氧传感器与发动机的距离长短，
加热的管式氧传感器可以安装在离发动机相对较远的地点，因而长期全负荷运行时氧传感器也不会因过热而出问题。
加热的管式氧传感器始终具有最佳的工作温度，可实现较低的和稳定的废气排放。
第20页，共56页。
4）片式氧传感器
前述的两种氧传感器的传感元件都是管状的（传感陶瓷管）。在此基础上开发出了加热元件集成于片状传感元件的氧传感器。
这层加固层防止了铂催化层遭受废气中沉积物的腐蚀和侵蚀，确保了传感器的长期稳定性。
第10页，共56页。

丰田诊断技术空燃比控制原理课件

目标A/F 0.88 0.94 1.00 1.09 1.2
AFS -0.36mA -0.18mA
0 0.18mA 0.36mA
17
’09 Master Renewal Seminar of FTMS
A/F传感器&氧传感器
比较
18
’09 Master Renewal Seminar of FTMS
反馈（MAF 偏移）
如果总的燃油修正为＋45％
基本喷油量 × 各种补偿系数 × 反馈补偿－净化值
因素
燃油压力喷油器
吸入空气 MAF传感器 PIM传感器
缺火气门积碳
基于以上计算的喷油量过稀
原因
无法喷入期望的燃油量有未被空气流量计检测的空气进入(真空泄漏)
传感器特性向比实际值偏大的方向偏移增加废气中氧含量
反馈的相关数据流
Fuel System Status(Bank#) SFT LFT O2S B# S# AFS B# S1(V) AFS B# S1(mA) (Target)Air-Fuel Ratio（目标数据） AF FT B# S1（实际数据）
19
P112&31
’09 Master Renewal Seminar of FTMS
20
P112&31
’09 Master Renewal Seminar of FTMS
反馈的相关数据流-A/F & O2
空燃比传感器和氧传感器的工作温度
传感器
A/F传感器氧传感器
活化温度 (氧化锆)
750℃ 400℃
目标温度
750℃ 550℃
加热器温度
800℃ 600℃
数据说明 exle文件

浅析燃气发动机的空燃比控制

浅析燃气发动机的空燃比控制摘要：燃气发动机控制系统属于发动机控制的一个细分领域，这种控制系统和汽油机的控制系统有较多的相似之处，但由于燃料压力、成份和供气时的物理状态不同又使得燃气发动机控制存在较多的独特之处。

特别是燃气发动机的空燃比控制，由于燃料的供应由液态变成了气态，同时压力波动、气源成份变化，都与燃油发动机的控制有比较大的差异。

采用天然气发动机替代原先的燃油发动机，对我国能源结构调整战略是一个重要支撑，同时，燃气汽车作为一种清洁能源汽车，污染物排放可以明显低于燃油汽车，开发性能优异的燃气发动机空燃比控制系统，对燃气汽车推广和节能减排具有重要意义。

关键词：然气；发动机；空燃比发动机研究的目的就是在保证发动机动力性和经济性的同时，尽量降低发动机的有害排放物，以满足日益严格的排放法规的要求。

而发动机的动力性、经济性和排放性能均与其瞬态空燃比密切相关。

对天然气发动机空燃比控制系统的研究与开发，在保证发动机有效动力的同时可进一步提高燃料利用效率和发动机排放水平，具有较大的科研价值和应用价值。

由于天然气发动机具有复杂的非线性和时变性，所以对其空燃比控制系统具有较高的控制要求。

因此，空燃比控制方法的确定和实现发动机的关键技术。

在燃气发动机空燃比控制系统中，数据采集系统是中心环节，也是最基础的部分，其采集量的实时性、精度与准度对发动机的运行及控制起着决定性的作用。

一、天然气发动机分类1、单燃料发动机。

只使用天然气作为燃料，根据天然气的燃料特性对发动机进行重新设计制造，优化发动机结构参数和控制参数，已达到较好的动力性、经济学和排放性能。

2、两用燃料发动机。

使用天然气或汽油作为燃料，应用在点燃式发动机上。

在保留原汽油机的供油系统和点火系统的基础上，新增一套天然气供给系统和油气转换装置。

天然气供给方式分为赶外供气和紅内供气。

3、双燃料发动机。

同时使用天然气和柴油两种燃料，应用在压燃式发动机上。

在原柴油机基础上增加一套天然气供气和气量控制系统，喷油泵控制柴油量。