2汽车发动机传感器的结构与工作原理教材.ppt

当发动机混合气浓度较稀(空燃比大于14.7)时，排气中氧离子含量较多，氧化钛和外表面的氧离子浓度较大，二氧化钛呈现高阻状态。 由此可见氧化钛式氧传感器的电阻将在混合气空燃比A／F约为14.7(过量空气系数约为1)时产生突变。 3.工作电路 桑塔纳2000GLi型轿车氧传感器工作电路如图2-55所示， 氧传感器负极信号线与ECU插座28端子连接，ECU内部连接一只电阻； 传感器正极信号线与ECU 10端子连接，ECU内部提供一个恒压源。 当点火开关接通时，汽车电源(12～14V)经熔断器向传感器加热元件提供电压，热敏电阻通电产生热量对二氧化钛进行加热，使其迅速达到工作温度。 与此同时，计算机ECU中的恒压源向氧传感器供给一个恒定电压。 当混合气浓度偏浓时，氧传感器电阻小，经氧传感器与ECU内部电阻分压后，ECU将接收到一个高电平(约0.9V)； 当混合气浓度偏稀时，氧传感器电阻大，经氧传感器与ECU内部电阻分压后，ECU将接收到一个低电平(约0.1V)。 当氧传感器工作正常时，输出电压在高电平(0.9V)与低电平(O.1V)之间变动的频率，每分钟至少10次。 （三）宽量程氧传感器 1.特点: 能在λ=0.7～2.2空气成分的宽范围内精确地给出连续的特征变化曲线；100ms的响应时间；结构紧凑结实；良好的抗老化、腐蚀、沉淀、中毒等能力；对路面冲击不敏感；双层保护套管；使用寿命160,000km。宽频带型?传感器外形尺寸比跳跃型? 传感器仅大几毫米。 2.宽量程氧传感器的工作原理 宽量程氧传感器主要由氧化锆参考电池、氧化锆泵电池、扩散孔、扩散室、控制器A和B等组成 ◆氧化锆参考电池与氧化锆氧传感器的工作原理相同，其功用是感知通过扩散小孔进入扩散室的废气中的氧浓度，并在内、外两电极之间产生电动势Us。 ◆氧化锆泵电池则相当于一个氧气泵，通过给其输入泵电流，将废气中的氧“泵入”扩散室，或将扩散室中的氧“泵出”。 ◆控制器的功用则是力图使扩散室内的氧浓度保持不变，即保持氧化锆参考电池产生的电动势Us为0.45V(参考电压Uu)的平衡状态。如下图所示。 当混合气较浓，废气中的氧浓度较小时，氧化锆参考电池将产生高于0.45V的电动势， 单元泵以原来的工作电流工作，泵入测试室的氧量少。此时控制单元增大单元泵的工作电流，使单元泵旋转速度增加，增加泵氧速度，单元泵泵入测试室中的氧量增加，使?电压值恢复到450mv。 而当混合气较稀，废气中的氧浓度较大时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量较多，?电压值下降。加大喷油量，同时减少单元泵的工作电流。为能使?电压值尽快恢复到450mv的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算成?电压值信号。 随废气中的氧浓度变化，氧化锆参考电池产生的电动势Us变化，而要恢复到Us为0.45V的平衡状态，所需的泵电流也随之成正比变化，通过控制器将变化的泵电流信号转换成连续变化的电压信号Uo(0～5V)，ECU根据此电压信号即可确定混合气的实际浓度。 宽量程氧传感器能够在10～20的空燃比范围内连续工作，输出的信号电压随空燃比增大而成正比增大，其输出特性如图所示。 (四)普通氧传感器的检修 氧传感器的基本电路图如图所示。 1.氧传感器加热器电阻的检测 点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器上的电插，用万用表Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子与搭铁端子间的电阻， 其电阻值应符合标准值(一般为4～40Ω)； 具体数值参见具体车型的说明书)，否则，应更换氧传感器。 2.氧传感器信号电压的检测 用诊断仪读取氧传感器的信号电压。让发动机以2500r／min左右的转速保持运转，同时检查氧传感器的信号电压能否在0～1V之间来回摆动，记下10S内电压表指针摆动次数。 在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的信号电压将在0.4V上下不断变化，10S内反馈电压的变化次数应不少于8次。 若电压表指针在10S内的摆动次数等于或多余8次，说明氧传感器及反馈控制系统工作正常； 电压表指针若在10S内的摆动次数少于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作不正常，可能是氧传感器表面有积炭而使灵敏度降低，此时应让发动机以2500r／min的转速运转2min，以清除传感器表面的积炭，若信号电压变化依旧缓慢，则为氧传感器或ECU反馈控制电路有故障。 3.宽量程氧传感器的检测 宽量程氧传感器一般有6个端子，包括 加热线圈电源端子 加热线圈搭铁端子 两个5V电源端子、 信号端子