(1)氧传感器的作用。 轿车上一般安装有前氧传感器和后氧传感器。前氧传感器安装在发动机排气管和三元催化器之间,主要用于修正喷油量;后氧传感器也称为空燃比传感器,安装在三元催化器之后，用于监视三元催化器的工作状况。 氧传感器用来检测废气中氧的浓度并转换为电信号,将此信号反馈给ECU,ECU据此判断可燃混合气的浓度,调节喷油量。可燃混合气的浓度偏稀时增加喷油量,偏浓时减少喷油量,使可燃混合气浓度接近理论值(空燃比为14.7)。 (2)氧传感器的结构。 常见的氧传感器有加热型氧化钛式氧传感器和加热型氧化锆式氧传感器(图9-5-6)。 加热型氧化钛式氧传感器主要由二氧化钛元件、加热元件、通气孔、陶瓷管、连接器针脚等组成(图9-5-7),其中加热元件采用热敏电阻,其上绕有钨丝并引出两个电极直接与汽车电源(12~14V)相通,用于对二氧化钛进行加热,使氧化钛式氧传感器迅速到达工作温度而投入工作。 加热型氧化锆式氧传感器主要由锆管、内电极、外电极、加热元件、连接器针脚等组成(图9-5-8)。其中加热元件采用热敏电阻,其上绕有偶丝并引出两个电极直接与汽车电源(12~14V)相通,用于对锆管进行加热,使氧化错式氧传感器迅速到达工作温度而投入工作(图9-5-9)。
(3)氧传感器工作原理。
以氧化错式氧传感器为例,二氧化错为一种固体电解质,在高温下,氧离子在其内部能够扩散和渗透。当氧化锆管的内外侧表面分别接触到不同密度的氧时,氧化锆物质中的氧离子便从内向外扩散,产生电动势,管内外侧的铂电极便产生电压。
在高温及铂的催化下,废气中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,使铂电极产生电压信号,此电压信号在输入回路的比较器中与基住电压对比,以0.45V以上为1、以0.45V以下为0输入汽车ECU中处理,ECU把高电压信号视作浓混合气,把低电压信号视作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,ECU按照尽可能接近14.7:1的最佳空燃比来稀释或加浓混合气。
排气管废气中氧气含量增加时,锆管内外表面之间的电压差减小,氧传感器输出低电压信号(<0.45V),反馈给ECU的是混合气稀信号,ECU将增加喷油脉宽(图9-5-9)。
排气管废气中氧气含量减少时,锆管内外表面之间的电压差增加,氧传感器输出高电压信号(>0.45V),反馈给ECU的是混合气浓信号,ECU将减少喷油脉宽(图9-5-10)。
