汽油发动机管理系统故障诊断与修理 氧传感器工作原理 2-7-1氧传感器工作原理.ppt

为了达到排放法规的要求，现代汽车发动机多装用三元催化转化器。三元催化转化器安装在排气管的中段，它能将排气中三种主要的有害成分一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化合物（NOX）转化为无害成分水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。 氧传感器检测排气中氧含量，并将其转换成电信号，反馈给PCM， PCM由此判断混合气空燃比，修正喷油器的喷油量， 控制空燃比收敛于理论值14.7：1，实现空燃比闭环控制，保证三元催化转换器转换效率最高，使发动机达到最佳的排放性能。所以，采用氧传感器的最终目的是为了提高发动机的排放性能。 按功能不同分为上游氧传感器和下游氧传感器，上游氧传感器安装在三元催化转换器前面，用于检测混合气空燃比，修正喷油量；下游氧传感器安装在三元催化转换器后面，用于检测经过三元催化转换器转换后的排气成分，监测三元催化转换器的转换效率。 按材质不同分为氧化锆（ZrO2）式氧传感器和氧化钛（TiO2）式氧传感器，分别采用陶瓷材料氧化锆和氧化钛制成。 按氧传感器是否有加热装置分为加热型和非加热型氧传感器，加热型氧传感器内有一个起预热作用的加热元件，可在发动机起动后的20s～30s内迅速将氧传感器加热至工作温度（氧传感器的工作温度一般要大于300℃，空燃比传感器的工作温度为650℃）；非加热型氧传感器内没有加热元件，只能靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能达到工作温度而开始工作。 氧化锆式氧传感器的结构如图所示，敏感元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管， 锆管内侧通大气， 外侧通废气。 锆管内外表面覆盖一层铂膜电极，起催化作用。铂膜外覆盖一层多孔氧化铝陶瓷层，陶瓷层外加有带槽口的套管，防止铂膜被废气腐蚀，并保证废气与锆管接触。传感器固定在有安装螺纹和六方区的钢制外壳内，通过安装螺纹拧装在氧传感器安装孔中。氧传感器的信号线由锆管内外两侧引出，接线端有一个金属护套，其上开有一个小孔，使锆管内侧与大气相通。 氧传感器内部增加加热器进行预热，从而可以使氧传感器迅速达到工作条件温度。 所以，氧传感器在冷态下是不工作的。 * 饿 啊 下次得少吃点 下次得多吃点 为什么安装三元催化转换器？ 为什么安装氧传感器？ 氧传感器有何作用， 氧传感器如何工作？ 1.安装位置 2.作用 3.类型 4.结构 5.工作原理 6.工作特性 7.影响因素 1.氧传感器位置 2.氧传感器作用 2.氧传感器作用 检测 氧含量 修正 喷油量 控制空燃比 14.7:1 3.类型 按检测范围 窄型氧传感器（氧传感器） 宽型氧传感器（空燃比传感器） 按功能划分 上游氧传感器（前氧传感器） 下游氧传感器（后氧传感器） 3.类型 按材质不同 氧化锆（ZrO2）式氧传感器 氧化钛（TiO2）式氧传感器 3.类型 按有无加热装置 1线、2线————非加热型 3线、4线————加热型 3.类型 3.类型 1线氧传感器 ECU 信号线 3线氧传感器 ECU 信号线 2线氧传感器 ECU 信号线 信号线 4线氧传感器 ECU 信号线 信号线 4.结构 伸入排气管内 排气管上 4.结构 加热 加热器：预热，300℃ ECU 废气 大气 锆管：敏感元件 ? 冷态不工作 5.工作原理 V 微电池：氧浓度差—电压 无源传感器（参考电压0.45V） 废气 大气 6.工作特性 跃变——灵敏——精确 混合气浓，空燃比小于14.7，约为0.9V 电压在空燃比14.7 跃变 混合气稀，空燃比大于14.7 ，约为0.1V 6.工作特性 评价氧传感器性能指标： 最大：近1V 最小：近0V 变化次数：一般10s变化不少于8次（2500r/min） 6.工作特性 氧传感器 ECU 喷油器 空燃比闭环控制的条件 发动机怠速和部分负荷 发动机温度高于60℃ 氧传感器温度高于300℃ 7.影响因素 空燃比 燃烧过程 内因：氧传感器 外因：O2浓度差 氧传感器信号的影响因数分析： 氧传感器信号 1. 氧传感器信号是近似低频数字信号，根据信号的高电平、低电平、变化频率评价氧传感器性能。 2. 发动机无故障情况下，在发动机热机（一般大于60℃）的怠速和部分负荷时，氧传感器达到工作温度，进行空燃比闭环控制 。 3. 氧传感器信号的影响因数有内因和外因，内因就是氧传感器的性能，外因就是氧传感器内外侧的氧浓度差。 Thank you! 现代电控发动机上为什么要安装三元催化转换器，为什么要安装氧传感器，氧传感器有何作用？氧传感器是如何工作的？下面就来探讨上述问题。 轿车排气管路中的三元催化转换器前后安装有两个氧传感器 。 三元催化转换器转换效率与混合气空燃比有关，在理论空燃比的一个窄小范围内，三元催化转换器转换效率最高，为此必须采用空燃比闭环控制系统，将空燃比精确控制在理论