汽车发动机氧传感器解读.ppt

汽车发动机氧传感器 姓名：赵永金 学号日期：2016.05.17 模版名称：蓝色系模版 模版编号：TCB001 适用范围：本模版用于月底分析报表、分析。 制作课件： 1、图表的大小要与“图表专用”板式中的框体大小相符或一致。 2、在设计表格时，要去掉表格的左右边框，“点击表格”—“设计”—“边框”下拉键—“左边框”——“右边框”。 目 录 LOGO 汽车发动机氧传感器作用 结构和工作原理 ZrO2和TiO2氧传感器的比较 存在的问题与展望 一、发动机氧传感器的作用 汽车尾气中包含着NOx、CO、HC等有害成分，为了提高排气净化效果，在尾气净化装置系统里设置了氧传感器,用来检测排气中含氧的量,并将检测的结果转变为电压信号或电阻信号输入控制单元 (ECU)作为空燃比闭环修正的依据 , 从而不断修整喷油时间和喷油量 , 使混合气的浓度收敛于理论值 (λ=14.8), 以达到控制发动机废气中有害气体含量的目的 。 图1 三元催化转换器转换效率 二、结构和工作原理 在汽车发动机上常用的氧传感器是二氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器。 2.1 二氧化锆式氧传感器 二氧化锆式氧传感器是基于氧化锆固体电解质的材料特性来检测尾气中氧浓度的，按传感器是否有加热装置分为加热型和非加热型氧传感器。 二、结构和工作原理 图2 加热型二氧化锆氧传感器 图3 非加热型二氧化锆氧传感器 二氧化锆氧传感器结构： 二、结构和工作原理 图4 二氧化锆氧传感器工作原理图 发动机排出的废气从氧传感器的端部经过并与锆管的外表面接触，空气从传感器尾部的通气孔进入锆管的内表面，由于大气中的氧气比废气中的氧气多，因而氧离子从大气侧向废气侧扩散，两侧离子的浓度差产生电动势，此时锆管相当于一个微电池，向外输出电压信号。锆管内外表面氧浓度差越大，输出电压信号也越高。 2.2 二氧化钛式氧传感器 二氧化钛传感器是一种氧化物半导体氧传感器,TiO2具有氧敏特性,即其电阻可随氧离子浓度的变化而变化。汽车用二氧化钛氧传感器的基本结构如图5所示。 二、结构和工作原理 图5 二氧化钛氧传感器结构图 当混合气偏稀时 ,排气中的含氧高 , 钛管外表面氧浓度高 , 二氧化钛出现高电阻值状态 ;当混合气偏浓时, 排气中的含氧量低, 钛管外表面上氧浓度很低 ,二氧化钛便出现低电阻值状态。其电阻输出特性曲线见图6。 利用 ECU为二氧化钛氧传感器提供一个恒压电源 , 使得氧化钛氧传感器根据混合气浓度的变化, 向 ECU反馈变为电压信号输出,见图7。由于TiO2的电阻受温度影响较大 , 在电路中加接一个起温度补偿的作用的热敏电阻 Rs, 见图8。 二、结构和工作原理 图6 电阻输出特性曲线 图7 电压输出特性曲线 图8 电路图 当混ZrO2和TiO2氧传感器是目前在电控发动机上最常使用的两种氧传感器,它们的比较如下图所示。 三、ZrO2和TiO2氧传感器的比较