氧传感器与空燃比传感器
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氧传感器和空燃比传感器
氧传感器和空燃比传感器都安装在发动 机的排气管上，与排气管中的废气接触，用 来检测排气中氧气分子的浓度，并将其转换 成电压信号。
Page 1
可编辑ppt
ECM根据这一信号对喷油量进行调整， 以实现对可燃混合气浓度的精确控制，改善 发动机的燃烧过程，达到即降低排放污染， 又减少燃油消耗的目的。
变化的，并以理论空燃比为界产生突变 ［见图2.58（b）］。
Page 12
可编辑ppt
Page 13
图2.58 氧传感器工作原理图
可编辑ppt
ECM根据氧传感器的信号电压的高低判 定混合气的浓度。
当信号电压大于0.45V时，ECM判定混 合气过浓；相反，当信号电压低于0.45V时， ECM判定混合气过稀。
采用氧传感器的发动机必须使用无铅汽 油。
Page 16
可编辑ppt
Page 17
图2.59 氧传感器的控制电路
1—加热器 2—氧传感器
可编辑ppt
氧化钛型氧传感器
相对于氧化锆型的氧传感器是以产生电压的 讯号，氧化钛(T 氧化钛型氧传感器iO2)型则 是利用电阻的变化来判别其中的含氧量。在某 个温度以上钛与氧的结合微弱，在氧气极少的 情况下就必须放弃氧气，因此缺氧而形成低电 阻的氧化半导体。相反的，若氧气较多，则形 成高电阻的状态。就像水温度传感器一样，有 着电阻高低的变化，这时只要供给一参考电压 ，即可由电压来可知冷却水的温度。
Page 5
可编辑ppt
安装在三元催化转化器后面的氧传
感器则用于监测三元催化转化器的工作 效率，以保证其能正常发挥作用。
Page 6
可编辑ppt
氧化锆型氧传感器
氧化锆氧传感器内有一个由氧化锆 陶瓷体制成的一端封闭不透气的管状体 （简称锆管，见图2.57）。
锆管的内外表面各自覆盖着一层透 气的多孔性薄铂层，作为电极。
在外电极表面还有一层多孔陶瓷涂 层，这样既可以防止废气烧蚀电极，又 可保证废气渗进保护层，和电极接触。
Page 9
可编辑pΒιβλιοθήκη Baidut
发动机运转时，锆管两侧存在氧浓度差，
使锆管形成微电池，在锆管两个铂电极间产生 一个微小的电压［见图2.58（a）］。
Page 10
可编辑ppt
当混合气的实际空燃比小于理论空燃
制成的，故又称电阻性氧传感器。这种传感器 的结构简单、体积小、成本低，但是在300℃ ～900℃工作时，电阻值随温度变化较大，所 以必须用温度补偿的方法来提高精度，通常用 另一个实心TiO2导体作为温度补偿。
Page 22
可编辑ppt
2 、 空燃比传感器的结构与工作原理
空燃比传感器又叫宽带氧传感器（ 或宽范围氧传感器、线性氧传感器、稀 混合比氧传感器等）。
锆管内表面电极与空气相通，外表 面则与废气接触。
Page 7
可编辑ppt
Page 8
图2.57 氧传感器的结构
1—保护罩 2—接线端子 3—外壳（接地） 4—空气侧铂电极 5—氧化锆陶
瓷体（锆管） 6—排气侧铂电极 7—加热器 8—陶瓷涂层
可编辑ppt
锆管外部套有一个带长缝槽的耐热 金属套管，对锆管起保护作用。
只能在理论空燃比附近工作的传感器称 为氧传感器，可以在整个稀薄燃烧区范围内 工作的传感器称为空燃比传感器。
Page 2
可编辑ppt
1 、 氧传感器的结构与工作原理
氧传感器可以安装在发动机的排气管上 （见图2.56），位于三元催化转化器的前面
或后面。
安装在三元催化转化器前面的氧传感器 的作用是通过检测废气中氧分子的浓度，让 ECM获得可燃混合气浓度的反馈信号，据此 对喷油量的控制进行修正，使混合气的空燃 比更接近于理论空燃比。
比，即发动机以较浓的混合气运转时，排 气中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产 生0.6～0.9V的电压；当混合气的实际空燃 比大于理论空燃比，即发动机以较稀的混 合气运转时，废气中有一定的氧分子，使 锆管中氧离子的移动能力减弱，只产生0.1 ～0.3V的电压。
Page 11
可编辑ppt
氧传感器信号随混合气成分不同而
Page 3
可编辑ppt
图2.56 氧传感器的安装位置
1—氧传感器（左前） 2—进气管 3—氧传感器（右前） 4—三元催化转化器 5—氧传感器（后） 6—排气管 7—预热式三元催化转换器
Page 4
可编辑ppt
氧传感器通常和安装在排气管中段
的三元催化反应器一同使用，以保证混 合气的空燃比处于接近理论空燃比的一 个窄小范围内，从而使三元催化反应器 能充分发挥其净化作用。
外由于高温下电阻容易产生变化，因此氧化钛
型氧传感器会设一温度补偿电路，以反应温度 高低所产生误差。
Page 19
可编辑ppt
Page 20
可编辑ppt
1、氧化钛式氧传感器 2、1V电压端子 3、ECU 4、输出电压端子
Page 21
可编辑ppt
氧化钛式氧传感器对比氧化锆式氧传感器的工作 原理有很大的不同，它是利用多孔状导体TiO2 的导电性随排气中氧含量的变化而变化的特性
Page 23
可编辑ppt
它能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可 正常工作的空燃比范围大约为12∶1～20∶1， 使得ECM在非理论空燃比区域范围内实现喷油 量的反馈控制成为可能。
空燃比传感器有两种结构形式：单元件和 双元件。
Page 24
可编辑ppt
1）单元件空燃比传感器
单元件空燃比传感器的氧化锆元件 采用平面型结构，两侧有铂电极，其中 正极通过空气腔与大气相通，负极与排 气之间有一多孔性的扩散障碍层和多孔 氧化铝层，排气管中的氧分子可以通过 多孔性氧化铝层和扩散障碍层到达阴极 表面。
Page 14
可编辑ppt
ECM根据氧传感器传来的信号，及 时对混合气的浓度进行修正，使之尽可 能接近14.7∶1的理论空燃比。
因此氧传感器是ECM控制可燃混合 气浓度的重要传感器。
Page 15
可编辑ppt
氧化锆的这种特性只有在较高温度时（ 600℃左右）才能充分体现出来，
带加热器的氧传感器内有一个陶瓷加热 元件（见图2.57），可在发动机起动后的20 ～30s内迅速将氧传感器加热至工作温度（见 图2.59）。
Page 18
可编辑ppt
假设计算机供给氧传感器5V的参考电压，当混合 比浓时电阻低所得到电压较高(将近5V)，若混 合比较稀时电阻高所得到的电压较低(将近0V)
，因此由电阻的变化即可得知当时混合比的状
况，不过近来的车型为了使氧化钛型氧传感器
有着与氧化锆型相同的变化，即将参考电压改 成1V，所以其电压即成了0~1V的范围内。另
氧传感器和空燃比传感器都安装在发动 机的排气管上，与排气管中的废气接触，用 来检测排气中氧气分子的浓度，并将其转换 成电压信号。
Page 1
可编辑ppt
ECM根据这一信号对喷油量进行调整， 以实现对可燃混合气浓度的精确控制，改善 发动机的燃烧过程，达到即降低排放污染， 又减少燃油消耗的目的。
变化的，并以理论空燃比为界产生突变 ［见图2.58（b）］。
Page 12
可编辑ppt
Page 13
图2.58 氧传感器工作原理图
可编辑ppt
ECM根据氧传感器的信号电压的高低判 定混合气的浓度。
当信号电压大于0.45V时，ECM判定混 合气过浓；相反，当信号电压低于0.45V时， ECM判定混合气过稀。
采用氧传感器的发动机必须使用无铅汽 油。
Page 16
可编辑ppt
Page 17
图2.59 氧传感器的控制电路
1—加热器 2—氧传感器
可编辑ppt
氧化钛型氧传感器
相对于氧化锆型的氧传感器是以产生电压的 讯号，氧化钛(T 氧化钛型氧传感器iO2)型则 是利用电阻的变化来判别其中的含氧量。在某 个温度以上钛与氧的结合微弱，在氧气极少的 情况下就必须放弃氧气，因此缺氧而形成低电 阻的氧化半导体。相反的，若氧气较多，则形 成高电阻的状态。就像水温度传感器一样，有 着电阻高低的变化，这时只要供给一参考电压 ，即可由电压来可知冷却水的温度。
Page 5
可编辑ppt
安装在三元催化转化器后面的氧传
感器则用于监测三元催化转化器的工作 效率，以保证其能正常发挥作用。
Page 6
可编辑ppt
氧化锆型氧传感器
氧化锆氧传感器内有一个由氧化锆 陶瓷体制成的一端封闭不透气的管状体 （简称锆管，见图2.57）。
锆管的内外表面各自覆盖着一层透 气的多孔性薄铂层，作为电极。
在外电极表面还有一层多孔陶瓷涂 层，这样既可以防止废气烧蚀电极，又 可保证废气渗进保护层，和电极接触。
Page 9
可编辑pΒιβλιοθήκη Baidut
发动机运转时，锆管两侧存在氧浓度差，
使锆管形成微电池，在锆管两个铂电极间产生 一个微小的电压［见图2.58（a）］。
Page 10
可编辑ppt
当混合气的实际空燃比小于理论空燃
制成的，故又称电阻性氧传感器。这种传感器 的结构简单、体积小、成本低，但是在300℃ ～900℃工作时，电阻值随温度变化较大，所 以必须用温度补偿的方法来提高精度，通常用 另一个实心TiO2导体作为温度补偿。
Page 22
可编辑ppt
2 、 空燃比传感器的结构与工作原理
空燃比传感器又叫宽带氧传感器（ 或宽范围氧传感器、线性氧传感器、稀 混合比氧传感器等）。
锆管内表面电极与空气相通，外表 面则与废气接触。
Page 7
可编辑ppt
Page 8
图2.57 氧传感器的结构
1—保护罩 2—接线端子 3—外壳（接地） 4—空气侧铂电极 5—氧化锆陶
瓷体（锆管） 6—排气侧铂电极 7—加热器 8—陶瓷涂层
可编辑ppt
锆管外部套有一个带长缝槽的耐热 金属套管，对锆管起保护作用。
只能在理论空燃比附近工作的传感器称 为氧传感器，可以在整个稀薄燃烧区范围内 工作的传感器称为空燃比传感器。
Page 2
可编辑ppt
1 、 氧传感器的结构与工作原理
氧传感器可以安装在发动机的排气管上 （见图2.56），位于三元催化转化器的前面
或后面。
安装在三元催化转化器前面的氧传感器 的作用是通过检测废气中氧分子的浓度，让 ECM获得可燃混合气浓度的反馈信号，据此 对喷油量的控制进行修正，使混合气的空燃 比更接近于理论空燃比。
比，即发动机以较浓的混合气运转时，排 气中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产 生0.6～0.9V的电压；当混合气的实际空燃 比大于理论空燃比，即发动机以较稀的混 合气运转时，废气中有一定的氧分子，使 锆管中氧离子的移动能力减弱，只产生0.1 ～0.3V的电压。
Page 11
可编辑ppt
氧传感器信号随混合气成分不同而
Page 3
可编辑ppt
图2.56 氧传感器的安装位置
1—氧传感器（左前） 2—进气管 3—氧传感器（右前） 4—三元催化转化器 5—氧传感器（后） 6—排气管 7—预热式三元催化转换器
Page 4
可编辑ppt
氧传感器通常和安装在排气管中段
的三元催化反应器一同使用，以保证混 合气的空燃比处于接近理论空燃比的一 个窄小范围内，从而使三元催化反应器 能充分发挥其净化作用。
外由于高温下电阻容易产生变化，因此氧化钛
型氧传感器会设一温度补偿电路，以反应温度 高低所产生误差。
Page 19
可编辑ppt
Page 20
可编辑ppt
1、氧化钛式氧传感器 2、1V电压端子 3、ECU 4、输出电压端子
Page 21
可编辑ppt
氧化钛式氧传感器对比氧化锆式氧传感器的工作 原理有很大的不同，它是利用多孔状导体TiO2 的导电性随排气中氧含量的变化而变化的特性
Page 23
可编辑ppt
它能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可 正常工作的空燃比范围大约为12∶1～20∶1， 使得ECM在非理论空燃比区域范围内实现喷油 量的反馈控制成为可能。
空燃比传感器有两种结构形式：单元件和 双元件。
Page 24
可编辑ppt
1）单元件空燃比传感器
单元件空燃比传感器的氧化锆元件 采用平面型结构，两侧有铂电极，其中 正极通过空气腔与大气相通，负极与排 气之间有一多孔性的扩散障碍层和多孔 氧化铝层，排气管中的氧分子可以通过 多孔性氧化铝层和扩散障碍层到达阴极 表面。
Page 14
可编辑ppt
ECM根据氧传感器传来的信号，及 时对混合气的浓度进行修正，使之尽可 能接近14.7∶1的理论空燃比。
因此氧传感器是ECM控制可燃混合 气浓度的重要传感器。
Page 15
可编辑ppt
氧化锆的这种特性只有在较高温度时（ 600℃左右）才能充分体现出来，
带加热器的氧传感器内有一个陶瓷加热 元件（见图2.57），可在发动机起动后的20 ～30s内迅速将氧传感器加热至工作温度（见 图2.59）。
Page 18
可编辑ppt
假设计算机供给氧传感器5V的参考电压，当混合 比浓时电阻低所得到电压较高(将近5V)，若混 合比较稀时电阻高所得到的电压较低(将近0V)
，因此由电阻的变化即可得知当时混合比的状
况，不过近来的车型为了使氧化钛型氧传感器
有着与氧化锆型相同的变化，即将参考电压改 成1V，所以其电压即成了0~1V的范围内。另