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汽车氧传感器工作原理

2017-09-30
类别:基础知识
eye 164
文章创建人 拍明
  一、汽车氧传感器工作原理- -简介

  氧传感器,英文名称为lambda sensor,主要利用Nernst原理来减少排气污染,考虑到环境方面的因素,氧传感器现在已作为汽车上的标准配置而存在。汽车氧传感器位于发动机排气管上,是电喷发动机控制系统中关键的传感部件,是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器主要是利用陶瓷敏感元件来测量汽车排气管道中的氧电势,由化学平衡原理计算出对应的氧浓度,从而可以通过监测和控制燃烧空燃比来保证产品的质量和尾气的排放。氧传感器具有响应迅速、结构简单、使用方便、维护容易、测量准确等优点,是目前来讲最佳的燃烧气氛测量方式。

汽车氧传感器工作原理.png

  二、汽车氧传感器工作原理

  汽车氧传感器的工作原理类似于干电池,传感器中的氧化锆元素起到类似电解液的作用。在一定条件下,利用氧化锆内外两侧的氧浓度差可以产生电位差,且浓度差越大电位差越大。大气中氧含量大概为21%,浓混合气燃烧后的废气中实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上,由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当汽车套管废气一侧的氧浓度低时,在氧传感器电极之间产生一个高电压(0.6~1V),这个电压信号被送到汽车ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气,进而达到减少排气污染的作用。

汽车氧传感器工作原理.png

  氧传感器在汽车上的作用

  氧传感器是汽车上必备的传感器的之一,它的主要作用是使发动机得到最佳浓度的混合气,从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。通过氧传感器测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息,并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机,使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制;确保三效催化转化器对排气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物三种污染物都有最大的转化效率,最大程度地进行排放污染物的转化和净化。

  汽车氧传感器用于检测进入三元催化转换装置的排气气体状态,是使用三元催化转换装置发动机上必不可少的传感器。发动机的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降。所以为了使装有三元催化转换装置的发动机达到最佳的排气净化性能,必须把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内。目前已在汽车上使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。

  在汽车上,氧传感器随时检测排气中的氧浓度,并随时向微机控制装置反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量,如信号反映混合气较浓,则减少喷油时间;反之,如信号反映较稀,则延长喷油时间。从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比始终保持在理论空燃比附近。这就是燃料闭环控制或称燃料反馈控制。


责任编辑:Davia

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