uego寬帶氧傳感器,寬域氧傳感器,寬量程氧傳感器的工作原理

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1、UEGO寬帶氧傳感器,寬域氧傳感器,寬量程氧傳感器的工作原理隨著對(duì)汽車尾氣排放要求的不斷提高,傳統(tǒng)的開關(guān)型氧傳感器已不能滿足高排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,取而代之的是控制精度更高的線性寬域氧傳感器。??寬域氧傳感器(UniversalExhaustGasOxygenSens,簡(jiǎn)稱UEGO)能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給ECU,從而ECU精確地控制噴油時(shí)間,使氣缸內(nèi)混和氣濃度始終保持理論空燃比值。寬域氧傳感器的使用提高了ECU的控制精度,最大限度地發(fā)揮了三元催化器的作用,更加有效地降低了有害氣體的排放。寬域氧傳感器及其控制器的研究與開發(fā),與當(dāng)今汽車

2、發(fā)展中的安全、環(huán)保、節(jié)能三大主題相吻合,具有一定的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。??寬域氧傳感器,顧名思義它的測(cè)量范圍變大。寬域氧傳感器是在普通開關(guān)型氧傳感器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)泵氧膜片。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流經(jīng)寬域氧傳感器頭部時(shí),它將反饋一個(gè)電壓信號(hào)給控制器,告知控制器氣缸內(nèi)混合氣是稀了還是濃了;之后控制器將產(chǎn)生一個(gè)泵電流流經(jīng)寬域氧傳感器泵氧膜片,從而消耗過量的氧氣或燃料,使氣缸內(nèi)混合氣的濃度始終維持在理論值附近。??寬域氧傳感器的工作原理主要是:1、采集傳感器的反饋信號(hào)。2、產(chǎn)生泵電流控制信號(hào)。3、通過采集泵電流流經(jīng)某一特定電阻產(chǎn)生的電壓,得知泵電流

3、的大小,再通過AD轉(zhuǎn)換輸入到控制芯片。寬帶型氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來。氧化鋯型氧傳感器有一特性,就是當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。若相反將電動(dòng)勢(shì)加在氧化鋯組件上,即會(huì)造成氧離子的移動(dòng),根據(jù)此原理即可由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制所想要的比例值。??????根據(jù)氧傳感器的制造材料不同,寬帶型氧傳感器可分為以ZrO2為基體的固化電解質(zhì)型和利用氧化物半導(dǎo)體電阻變化型兩大類;根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)不同,寬帶型氧傳感又可分為電池型,臨界電流型及泵電池型。??????構(gòu)成寬帶型氧傳感器的組件有兩個(gè)部分:????????一部分為

4、感應(yīng)室,它的一面與大氣接觸而另一面是測(cè)試腔,通過擴(kuò)散孔與排氣接觸,和普通氧化鋯氧傳感器一樣,由于感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量不同而產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),一般的氧化鋯傳感將此電壓作為控制單元的輸入信號(hào)來控制混合比而寬帶型氧傳感器與此不同的是:發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元要把感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量保持一致,讓電壓值維持在0.45V,這個(gè)電壓只是電腦的參考標(biāo)準(zhǔn)值,它就需要傳感器的另一部分來完成。????????另一部分是傳感器的關(guān)鍵部件泵氧元,泵氧元一邊是排氣,另一邊是與測(cè)試腔相連。泵氧元就是利用氧化鋯傳感器的反作用原理,將電壓施加于氧化鋯組件(泵氧元)上,這樣會(huì)造成氧離子

5、的移動(dòng),把排氣中的氧泵入測(cè)試腔當(dāng)中,使感應(yīng)室兩側(cè)的電壓值維持在0.45V.這個(gè)施加在泵氧元上變化的電壓,才是我們要的氧含量信號(hào)。如果混合氣太濃,那么排氣中含氧量下降,此時(shí)從擴(kuò)散孔益出的氧較多,感應(yīng)室的電壓升高。為達(dá)到平衡發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元增加控制電流使泵氧元增加泵氧效率,使測(cè)試腔的氧含量增加,這樣可以調(diào)節(jié)感應(yīng)室的電壓恢復(fù)的0.45v;相反混合氣太稀,則排氣中的含氧量增加,這時(shí)氧要從擴(kuò)散孔進(jìn)入測(cè)試腔,感應(yīng)室電壓降低,此時(shí)泵氧元向外排出氧來平衡測(cè)試腔中的含氧量,使感應(yīng)室的電壓維持在0.45v.總而言之,加在泵氧元上的電壓可以保證當(dāng)測(cè)試腔內(nèi)的氧

6、多時(shí),排出腔內(nèi)的氧,這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制電流是正電流;當(dāng)腔內(nèi)的氧少時(shí),進(jìn)行供氧,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制電流是負(fù)電流。以上過程供給泵氧元的電流就反映了排氣中的乘余空氣含量系數(shù)。淺析電噴汽車的寬量程氧傳感器一、普通氧傳感器的缺陷??普通氧傳感器一般有4根線,其中2根是加熱線,第3根是信號(hào)線,另1根是接地線。它是在陶瓷體兩側(cè)附著二氧化錯(cuò)涂層,在350℃或更高的溫度下能傳導(dǎo)氧離子,傳感器兩側(cè)氧氣的濃度差使兩個(gè)表面之間產(chǎn)生電位差,且工作曲線非常陡峭,混合氣在接近理論空燃比時(shí),輸出0.45V電壓。尾氣稍微偏濃時(shí),輸出電壓就突變?yōu)?.6V~0

7、.9V;反之,尾氣變稀后,輸出電壓突變?yōu)?.3V~0.1V(圖1),我們來分析一下:如果尾氣進(jìn)一步增濃,氧傳感器的電壓會(huì)不會(huì)再增加呢?0.9V的輸出電壓已經(jīng)封頂,另外如果尾氣進(jìn)一步變稀,氧傳感器的電壓會(huì)不會(huì)再一次降低呢?0.1V的輸出電壓已經(jīng)是谷底。從上面分析來看,過濃與過稀的尾氣對(duì)普通氧傳感已無法測(cè)量。0.1V~0.9V的兩狀態(tài)電壓信號(hào)已無法滿足對(duì)汽車排放的控制。它只能在混合氣為14.7:1的理論空燃比下,在混合氣燃燒后,對(duì)排放的尾氣含氧量在比較狹窄的范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè),因此這是普通氧傳感器的缺陷所在。二、寬量程氧傳感器的結(jié)構(gòu)和工作為了

8、克服普通氧傳感器帶來的缺陷,新一代寬量程氧傳感器誕生了。寬量程氧傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由1個(gè)普通窄范圍濃差電壓型氧傳感器(氧化錯(cuò)參考電池、1個(gè)界限電流型氧傳感器、氧化錯(cuò)泵電池)及擴(kuò)散小孔、擴(kuò)散室構(gòu)成。它需要一個(gè)專門設(shè)

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