氧传感器的工作原理和检测方法

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弁言:

氧传感器安设在鼓动机的排气管上,正常位于三效催化转折器以前,用于丈量废气中的氧含量,进而扶助ECU把搀杂气的空燃比管束在理论值(14.7)左近。可燃搀杂气中空气品质与燃油品质之比为空燃比,空燃比A/F(A:air-空气,F:fuel-燃料)示意空气和燃料的搀杂比。理论空燃比指的是:“在巴望状况下鼓动机达成一次劳动轮回所耗费的空气的量与耗费的燃油的量的比值”,准则值为14.7:1。为甚么要把空燃比管束在“理论空燃比”左近呢?很显然理论空燃比是燃油在鼓动机内焚烧最符合的比值,在该空燃比下,空气不会过多,燃油也不会焚烧不彻底,鼓动灵活力充足而经济省油。空燃比是鼓动机运行时的一个重要参数,它对尾气排放、鼓动机的动力性和经济性都有很大的影响。三元催化转扮装配自己并不能探测空燃比,为使废气催化率抵达最好(90%以上),肯定在鼓动机排气管中安设氧传感器并测验闭环管束,其劳动旨趣是氧传感器将测得废气中氧的浓度,更改成电记号后发送给ECU,使鼓动机的空燃比管束在一个狭窄的、凑近巴望的地区内(14.7:1),若空燃比大时,尽管CO和HC的转折率略有提升,但NOx的转折率赶紧下落为20%,于是必需保证最好的空燃比,测验最好的空燃比,关键是要保证氧传感器劳动平常。假若燃油中含铅、硅就会孕育氧传感器中毒。其它操纵欠妥,还会孕育氧传感器积碳、陶瓷破碎、加热器电阻丝烧断、内部路线断脱等毛病。氧传感器的生效会致使空燃比失准,排气状况恶化,催化转折器效率升高,永劫间会使催化转折器的操纵寿命升高。

正文

目前汽车上罕用的氧传感器重要有二氧化锆与二氧化钛氧传感器,不过跟着技能的进展,对比好的车型也用到了新式的氧传感器,新式氧传感器有平面型氧传感器和宽频带型氧传感器。

⑴.氧化锆氧传感器是具备传导性的固体电解质,在氧分子浓度差的影响下孕育电动势。

⑵.氧化钛型氧传感器是高电阻半导体,当表面缺氧时,电阻变小与鼓动机冷却液温度传感器(ECT)彷佛,氧化钛氧传感器的电阻值则随其周遭氧含量的改观而改观。

⑶.新式氧传感器平面型传感器(线性)

①.中枢为陶瓷材料,双方有涂层。

②.涂层的长处是:对尾气中的氧浓度更敏锐。

③.双方涂层的氧浓度不同,孕育电压记号。

④.形状没有改观。

⑤.插足为4个

⑷.新式氧传感器宽频带型

氧传感器本来就相当因而一个低电压、低电流的小发机电,当它的表里表面所来往的氧分子浓度不同时,便孕育一个电位差,它的表面面伸入排气管中直接与鼓动机排气连合触,它的内表面与大气来往,大气中氧分子的浓度是稳定的。而排气中氧分子的浓度是随搀杂气浓度的改观而改观的。当搀杂气的本质空燃比高于理论空燃比14.7:1,即稀搀杂气时,废气中残剩的氧分子浓度相对较高,这时氧传感器表里氧分子浓度出入较小,只可输出约莫0.1V的电压;而当搀杂气的本质空燃比小于理论空燃比,即浓搀杂气时,废气中残剩的氧分子特别少,这时氧传感器表里表面氧分子浓度出入较大,能够输出约莫1.0V左右的电压。云云,电脑就能够经由氧传感器输出的记号熟悉今朝搀杂气浓度干系于理论值的轻微误差,因而依照这个记号反应调换喷油器的喷油脉宽,以补偿这个轻微误差,进而提升了管束的精度。

1氧传感器是一种热敏电压型传感器氧传感器直接地反应投入气缸中搀杂气的浓度,这类讯息于是摇动的电压传送给电控单位(ECU)的,于是判定氧传感器功能的重要法子是探测氧传感器输出的记号电压值及其摇动的局限和摇动的频次。另一方面,鼓动机惟独抵达确定的温度能力激活氧传感器。于是,探测氧传感器前,必需对鼓动机充足预热,在氧传感器抵达平常劳动温度℃~℃今后能力停止探测,在此以前,氧传感器的电阻大,好像开路,氧传感器不孕育任何电压记号;若鼓动机的排气温度高出℃,氧传感器的管束也将中缀。今朝有的车型采取主、副2个氧传感器,主氧传感器(在前)常常带有加热器,副氧传感器不带加热器,要依*废气预热,温度高出℃能力平常劳动。关于加热型氧传感器,其加热电阻的阻值正常为5Ω~7Ω。假若加热电阻被烧蚀(电阻为无限大),氧传感器很难快速抵达平常的劳动温度,此时理当替换氧传感器。

2氧传感器的毛病确认选择“时域断定法”所谓“时域断定法”,是指某传感器的输出记号能否在确定的时光内产生改观以及改观的局限、频次能否吻合准则值,假若不产生这类改观,自诊断系统即确认其有毛病。氧传感器供应的记号电压准则为0.1V~1.0V,况且在这个局限内快速摇动,其摇动频次准则为30次/min。当氧传感器输出的记号电压在0.1V~0.3V之间摇动时,ECU断定为搀杂气偏稀;当氧传感器的记号电压在0.6V~0.9V之间摇动时,ECU断定为搀杂气偏浓;当记号电压为0.45V左右时属最好。假若氧传感器在确定的时光内没有0.45V左右的基准记号电压输出,大概记号电压摇动的频次不吻合准则,即确认氧传感器曾经生效。正由于如斯,探测氧传感器的反应记号,今朝没有其余设施比示波器愈加伶俐和有用。

3氧传感器是一种多元毛病的“报警器”氧传感器及其路线产生的毛病会被电控单位(ECU)储备况且报警。一旦氧传感器输入ECU的记号电压<0.45V,大概记号电压摇动的频次<20次/min时,ECU就断定为可燃搀杂气太稀,况且增多喷油量,使油耗增大,毛病灯点亮,同时储备毛病代码。这类毛病属于氧传感器的“自素性毛病”。本相上,不光氧传感器产生自素性毛病时会报警,况且产生他素性毛病也会报警。所谓“他素性毛病”,是指电控组件自己没有毛病,是干系组件劳动不良的影响而引发管束系统报警譬喻电动燃油泵、燃油滤清器、喷油器、三效催化转折器等产生了脏堵,严峻影响了空燃比(A/F)的巨细,毛病灯也点亮,毛病码显示为“氧传感器毛病”,此时氧传感器自己本来并没有毁坏。从这个意义上说,氧传感器是鼓动机多元毛病的“代言人”。于是,当电喷鼓动机浮现怠速不稳、缺火、喘抖大概油耗增多等毛病时,都理当调取况且解读毛病代码,很大概显示“氧传感器毛病”。不过,显示“氧传感器毛病”毛病代码并不确定即是氧传感器自己毁坏,路线短路、断路大概ECU内部管束电路有题目也会输出一样的毛病代码。于是,当显示“氧传感器毁坏”毛病码时,理当停止归纳剖析和判定,辨明是氧传感器的自素性毛病仍然他素性毛病,以断定毛病的详细部位。

4氧传感器最怕铅中毒和硅中毒氧传感器的平常颜色是淡灰色,经由查看氧传感器顶端劳动面的颜色,能够判定氧传感器能否因铅中毒、硅中毒大概积碳堆积过多而毁坏。⑴顶端劳动面呈棕色。这是由“铅中毒”引发的颜色。有质料显示,操纵含铅汽油唯有行驶km,铅化物就会粘附在氧传感器的劳动面上,使氧传感器根底失落讯息反应机能。不论氧化锆式氧传感器仍然氧化钛式氧传感器,都怕废气中的铅化物和碳化物的浑浊和遮盖。汽车一旦操纵了含铅汽油大概鼓动机“烧机油”,由于铅化物和碳化物的遮盖,氧传感器的记号电压渐变性格当即失准,反应速率升高到10s内少于8次,况且报警显示,此时只可替换新的氧传感器。

⑵顶端劳动面呈白色。这是由于在培修鼓动机时操纵了硅密封胶、硅密封圈等引发的“硅中毒”。硅胶中含有醋酸(它起硫化影响),当醋酸硅胶运用在有机油滚动的部位,醋酸挥发,投入曲轴箱,经由废气再轮回系统又投入气缸,终究经由排气管排出而毁坏氧传感器。此外,假若汽油和机油中含有的硅化合物过多,焚烧后生成二氧化硅(SiO2),也会使氧传感器“中毒”生效。

一辆大宇王子(PRINCE)轿车大修鼓动机今后,试车时总共平常,不过排气管接口垫有点漏气,克己了一个厚石棉垫,装车后排气管不再漏气,不过鼓动机预热后闻到一种怪味,今后又浮现怠速不稳和加快不良局面,同时毛病灯点亮。经由查验,显示毛病码13,即氧传感器毛病。替换氧传感器和火花塞都失效,还用尾气剖析仪探测了尾气各成份的含量。思量到毛病是在替换了排气管接口石棉垫后浮现的,该垫片位于氧传感器的前哨,况且相距很近,猜忌石棉中的某种成份浑浊了氧传感器,因而换回平昔的排气管垫片实验,终归毛病不再浮现。这注明石棉垫在高温前提下有二氧化硅(SiO2)大概其余有机硅气体披发出来,孕育氧传感器硅中毒。⑶顶端劳动面呈黑色。这是由积碳引发的颜色,当积碳堆积过多时,会影响氧传感器反应讯息的锐敏度。

(4)机油投入了鼓动机焚烧室会使氧传感器表面覆上一层油状的堆积物,进而使氧传感器的反应推迟或失灵。假若氧传感器表面有厚厚的一层白色或灰色油状堆积物,注明操纵了燃油增加剂大概鼓动机在“烧机油”。这些燃油增加剂和机油的特别成份会浑浊氧传感器的感触元件。

氧传感器劳动状况参数的范例依车型而不同,有些车型以状况参数的体例显示出来,其

改观为浓或稀;也有些车型将它以数值参数的体例显示出来,其数值参数单位为mV。浓或稀示意排气的整体状况,数值示意氧传感器的输出电压。该参数在鼓动机热车后以中速

(1~r/min)运行时,浮现浓稀的瓜代改观或输出电压在~mV之间往返改观,

每10秒内的改观次数应大于8次(0.8Hz)。若该参数改观迟钝或不改观或数值反常,则说

明氧传感器或微机内的反应管束系统有毛病。

氧传感器劳动电压太低,一向在0.3V如下,其重要因为如下:

①喷油器暴露。

②燃油压力太高。

③活性炭罐的电磁阀常开。

④空气流量计有毛病。

⑤氧传感器加热毛病或氧传感器脏污。

氧传感器劳动电压太高,一向显示在0.6V以上,其重要因为如下:

①喷油器淤塞。

②空气流量计毛病。

③燃油压力太低。

④空气流量计和骨气门之间的未计量的空气。

⑤在排气歧管垫片处的未计量的空气。

⑥氧传感器加热毛病或氧传感器脏污。

氧传感器的劳动电压不平常大概引发的重要毛病如下:

①加快不良。

②发冲。

③冒黑烟。

④偶然消弭。

5氧传感器的3种探测法子⑴合做况探测:氧传感器输出的记号电压(指ECU导线侧相连器端子对地的电压)理当吻合上面的请求——a.点燃开关位于ON地方时,记号电压约莫为0V;b.鼓动机冷机怠速运行时,记号电压约莫为0V;c.鼓动机预热后怠速运行时,记号电压约莫为0V~1.0V;d.鼓动机预热后加快运行时,记号电压约莫为0.5V~1.0V;e.鼓动机预热后放慢运行时,记号电压约莫为0V~0.4V。⑵锐敏度探测:起动鼓动机,让鼓动机以2r/min的转速运行3min,使氧传感器抵达劳动温度。鼓动机继承以2r/min的转速运行,同时丈量氧传感器的记号电压,假若记号电压在0.1V~1.0V之间摇动的次数为10s内大于8次,注明氧传感器的锐敏度平常。不然,理当替换氧传感器。⑶模仿探测:拔下一根鼓动机的真空软管,模仿搀杂气变稀,若氧传感器的记号电压下落到0.1V~0.3V;堵住空气滤清器的进气口,模仿搀杂气变浓,若氧传感器的记号电压回升到0.8V~1.0V,注明氧传感器劳动平常。假若氧传感器的记号电压不产生上述改观,注明氧传感器有毛病,该当给予替换。

6培修氧传感器的其余注重事变⑴ECU对氧传感器“搀杂气过稀”记号的矫正局限是有限的(准则系数为1±20%),不能降服点燃功夫偏晚带来的妨害。于是,对“空燃比”的调换不能过份依赖氧传感器,还须要对干系的系统停止查验。⑵由于氧传感器所孕育的电动势的能量特别小,于是用平常的万用表是没法测定的,必需操纵示波器大概高阻抗的数字式万用表才行。⑶一部份老车型的电控单位(ECU)在怠速状况下会粗心氧传感器的记号,惟独在鼓动机转速抵达1r/min时ECU才对搀杂气停止闭环管束。于是,对这类汽车必需先将转速提升到1r/min,而后再对氧传感器停止探测。⑷由于氧传感器不停处在高温废气当中,与其余传感器比拟,它的毛病率较高,操纵寿命较短(平常型氧传感器的寿命为5~8万Km,加热型氧传感器的寿命约莫10万Km)。氧传感器毁坏后理当实时替换,选择将氧传感器断路大概短路的法子是不行取的,由于此时测验的是“开路管束”,对空燃比的调治不正确,会带来动力性、经济性和排气净化性的恶化。⑸氧传感器柄部套下有通气孔,外界空气由此投入氧传感器的内腔,做为“参考气”,于是该当查验该通气孔能否通畅。一旦油污大概其余堆积物投入氧传感器内腔,大概淤塞了该通气孔,会使氧传感器的输出记号失真。⑹不要在氧传感器的插头上涂抹创造厂未章程操纵的溶剂、清静液、防粘剂、油性液体大概挥发性固体。⑺氧传感器的拧紧扭矩为50~60N/m。注重:在安设时不要对氧传感器侧的电缆金属扣环不适本地加热。

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