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汽车氧传感器的作用、工作原理、检测方法!

发布日期:2020-10-22 01:28

  氧传感器用于检测废气中的氧含量并获得混合气的空燃比浓稀信号,该信号输入ECM后,ECM 根据该信号调整发动机的喷油量,实现闭环控制,使催化转换器更好地发挥净化作用。

  现在的汽车上主要运用的氧传感器有二氧化锆氧传感器、二氧化钛氧传感器及宽域型氧传感器三种,下面将重点介绍二氧化锆氧传感器结构、原理以及检测方法。

  二氧化锆氧传感器由锆管(传感元件)、电极和防护套管等组成,如下图所示。锆管是由含有少量钇的二氧化锆(ZrO2)制成的固态电解质元件,在锆管内、外两侧涂覆一层多孔性铂膜电极。锆管内侧通大气,外侧与排气接触。

  工作时,在高温废气冲刷下,氧气发生电离,由于锆管内侧氧离子浓度高,外侧氧离子浓度低,在氧浓差作用下,氧离子从大气侧向排气侧扩散,从而形成了氧浓度差电池,如下图所示。

  当混合气稀时,排气中含氧量高,锆管内外两侧浓度差小,产生的电动势小,大约为100mV。

  当混合气浓时,排气中含氧量低,浓度差大,产生的电动势高,大约为900mV。电动势的高低以理论空燃比为界限发生突变,如下图。

  氧传感器的输出特性与排气温度有关,当排气温度低于300℃时,氧传感器的输出特性不稳定。

  发动机刚刚启动后,由于排气温度偏低,氧传感器不工作,发动机在开环状态下工作。只有排气温度升高后,氧传感器才工作。所以,氧传感器的安装位置应在排气温度较高处。

  有的车型上安装有排气温度传感器,当排气温度传感器的信号达到一定值后ECU 才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正一调整喷油量、k8,控制混合气的浓度,即发动机开始进行闭环控制。

  桑塔纳2000GSi使用二氧化锆氧传感器G39,其接线图和端子布置、端子功能如下图。

  当氧传感器或其连接线路出现故障时,可能会出现排放超标、回火、放炮、怠速熄火、发动机运转失准、油耗增大等故障,使发动机工况恶化。