1、单元二、氧传感器和空燃比传感器,氧传感器,氧传感器的作用 氧传感器的分类 氧传感器结构及工作原理 氧传感器工作过程,空燃比,氧,喷油,14.7:1,如何将空燃比控制为14.7？,ECU如何获得空燃比信号？,用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧气浓度信号转变成电子信号输送给ECU，作为判定混合气浓度并对混合气浓度进行修正的重要参考信号。,1、氧传感器的作用,安装位置：发动机排气管上。,伸入排气管内,排气管上,位置,按材料和结构分：氧化锆式、氧化钛式,按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型,按传感器接线分： 1线、2线非加热型 3线、4线加热型,按检测范围分：窄型氧传感器（氧传感器）、宽型氧传感
2、器（空燃比传感器）,按位置分：上游氧传感器、下游氧传感器,氧传感器的分类,类型,氧传感器外部接线： 单线：信号线、外壳接地 双线：信号线、接地线 三线：电源、加热、信号（外壳接地） 四线：电源、加热、两个信号、,加热,加热器：预热，300,锆管：敏感元件,废气,大气,冷态不工作,结构,氧传感器 (O2S),氧化锆式氧传感器,将氧化锆烧结成试管状并在内侧和外侧镀有白金电极；其内侧注入大气并使氧浓度保持一定，而外侧则处于接触排气的状态。,氧化锆型氧传感器构造,氧化锆型O2传感器,原理：,氧化锆(ZrO2)固体电解质具有当温度升高时，使氧离子在它的内部容易移动的性质。,混合气浓，空燃比小于14.7，
3、约为0.9V,混合气稀，空燃比大于14.7 ，约为0.1V,电压在空燃比14.7 跃变,微电池：氧浓度差电压 无源传感器（参考电压0.45V）,跃变灵敏精确,废气,大气,原理,特点：,氧传感器高电压,空燃比14.7:1,原理,工作原理：,当两级间产生氧浓度差时，氧离子就从氧浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势。,当浓混和气燃烧所生产的废气遇上外侧的白金电极时，在白金的催化作用下其残余的微量O2与废气中的CO和HC产生反应，使外侧白金表面上的O2几乎全部消失。而此时它与内侧电极的氧浓度之差达到最大，可产生较大的电动势。,氧化锆型O2传感器,当稀混合气燃烧时，因为废气中含有高浓度的O2和低浓
4、度的CO和HC，即使O2和CO发生反应，外测电极表面上还有剩余的O2。所以，氧浓度差小，几乎不产生电动势。,低频脉冲,直流电压档，观察信号跳动,评价氧传感器性能的三大指标： 最大：近1V 最小：近0V 变化次数：一般10s变化不少于8次（2500r/min）,氧传感器的信号波形（2500r/min）,特性,空燃比闭环控制的条件,发动机怠速和部分负荷,特性,氧传感器信号的影响因数分析：,氧传感器信号,氧传感器信号不仅反映氧传感器性能，同时反映发动机的工作状态。,特性,氧化锆式氧传感器的工作条件,氧化锆氧传感器满足以下三个条件才能正常调节混合气浓度： 发动机温度高于的60； 氧化锆氧传感器自身温度
5、高于300； 发动机工作在怠速工况和部分负荷工况。 因此： 氧化锆氧传感器安装在温度较高的排气管上； 采用了加热器对锆管进行加热；,氧化钛式氧传感器,组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。 原理： 废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大； 废气中氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小。,3、工作原理,氧化钛式氧传感器：它是利用多孔状导体TiO2的导电性随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻性氧传感器。这种传感器的结构简单、体积小、成本低，但是在300900工作时，电阻值随温度变化较大，所以必须用温度补偿的方法来提高精度，通常用另一个实心TiO2导体作为温度补偿,4、结构,氧
6、化钛式氧传感器,氧化钛式氧传感器有两个电极，一个是信号正极，一个是信号负极。为了使氧化钛式氧传感器能迅速达到 它的工作温度（300）而投入工作，在氧传感器内部有热敏电阻加热元件对它进行加热，以保持氧化钛式 氧传感器在发动机工作过程中的温度保持恒定。,特点：,与氧化锆型O2传感器相比，有结构简单、体积小、价格低等优点，但有电阻随温度变化大的缺点。因此，需要温度补偿回路，或者通过内装加热器来确保温度稳定性,氧化钛型O2传感器,氧化钛式氧传感器的工作条件,氧化钛氧传感器满足以下三个条件才能正常调节混合气浓度： 发动机温度高于的60； 氧化钛氧传感器自身温度高于600； 发动机工作在怠速工况和部分负荷
7、工况。 因此： 氧化钛氧传感器安装在温度较高的排气管上； 采用了加热器对传感元件进行加热；,氧传感器检测,1、指针万用表测试： 电压变化应在010.9V之间，怠速情况下，10秒钟至少变化5次以上，否则氧传感器老化。测试导线：分为1线、2线、3线、4线、7线,氧传感器检测,氧化锆传感器,氧化钛传感器,2、示波器的检测：信号电压在0.10.9V之间变化，而且是以0.45V为中心上下跳动，一次高于0.45V，然后一次又低于0.45V,交替变化。,氧传感器的基本电路如图 6所示。（1）氧传感器加热器电阻的检测点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表档测量氧传感器接线端中加热器端子与自搭铁端子（图 6的端子1和2）间的电阻（图 7），其电阻值应符合标准值（一般为4-40；具体数值参见具体车型说明书）。如不符合标准，应更换氧传感器。测量后，接好氧传感器线束连接器，以便作进一步的检测。,学习体验,1、氧传感器的检测,
