寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法

1、寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法隨著汽車排放限值要求的不斷提高，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)型氧傳感器已不能滿足需要，取而代之的是控制精度更高的線性寬帶氧傳感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，簡(jiǎn)稱UEGO)。寬帶氧傳感器能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給ECU，ECU依此信號(hào)精確地控制噴油時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性與排放性達(dá)到較高水準(zhǔn)。一、寬帶型氧傳感器的組成寬帶型氧傳感器是以普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來(lái)。氧化鋯型氧傳感器有一特性，即當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。反之，若將電動(dòng)勢(shì)加在氧化鋯組件上，則會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。寬帶型氧傳感器有兩部分組成，如圖1所示。第一部分

2、是普通加熱型氧化鋯型氧傳感器，氧化鋯組件的兩個(gè)電極一個(gè)處于空氣室，另一個(gè)處于測(cè)量室?？諝馐遗c外界大氣相通，測(cè)量室通過(guò)單元泵與排氣相通，排氣中的氧通過(guò)單元泵輸送到測(cè)量室中。由于氧化鋯組件內(nèi)外兩側(cè)的氧含量不同，在兩電極間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，稱為能斯特電池。為使氧化鋯組件能極早投入工作，設(shè)置了加熱裝置，加熱裝置的工作受電腦控制。第二部分是泵氧元，又稱為單元泵。單元泵一側(cè)通排氣，另一側(cè)通測(cè)量室。單元泵是利用氧化鋯傳感器的反作用原理來(lái)工作的。將電壓施加于氧化鋯組件上，推動(dòng)氧離子的移動(dòng)，將排氣中的氧泵入測(cè)量室中。形象一點(diǎn)講，加在單元泵上的電壓越高，氧離子的移動(dòng)速度越快，單位時(shí)間內(nèi)泵入測(cè)量室中的氧離子數(shù)量越多。圖

3、1 寬帶型氧傳感器的主要組成部件二、寬帶氧傳感器的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電腦通過(guò)改變單元泵電流來(lái)調(diào)節(jié)泵氧速度，將能斯特電池的電壓值維持在450mV。這種不斷變化的單元泵電流經(jīng)電腦處理后形成寬帶氧傳感器的信號(hào)，電腦依此信號(hào)對(duì)空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制，使三元催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想狀態(tài)。具體調(diào)節(jié)過(guò)程如下：1.混合氣過(guò)濃混合氣過(guò)濃時(shí)，排氣中的氧含量少，倘若單元泵以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將不足，能斯特電池電壓值會(huì)超過(guò)450mV。此時(shí)控制單元增大單元泵的工作電流，增加泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量增加，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖2所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器電壓值來(lái)減少噴油量。

4、（a）能斯特電池電壓值大于450mV（b）能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV圖2 混合氣過(guò)濃時(shí)的調(diào)節(jié)過(guò)程2.混合氣過(guò)稀混合氣過(guò)稀時(shí)，排氣中的氧含量多，倘若單元泵仍以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將增多，能斯特電池電壓值會(huì)低于450mV。此時(shí)控制單元減小單元泵的工作電流，減小泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量減少，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖3所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器信號(hào)電壓值增加噴油量。（a）能斯特電池電壓值小于450mV（b）能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV圖3 混合氣過(guò)稀時(shí)的調(diào)節(jié)過(guò)程三、寬帶氧傳感器的檢測(cè)圖4為桑塔納3000及帕薩特領(lǐng)馭1.8T轎車裝用的前氧（G39）與后氧（G

5、130）傳感器線路連接情況。前氧傳感器G39，安裝在三元催化器前方，采用了寬帶型氧傳感器，主要是對(duì)空燃比進(jìn)行精確控制。后氧傳感器G130安裝在三元催化器后方，仍為普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧傳感器，主要是監(jiān)控三元催化器的轉(zhuǎn)換效率。對(duì)前氧傳感器G39來(lái)說(shuō)，傳感器側(cè)插頭的2號(hào)與6號(hào)端子之間串聯(lián)了一個(gè)微調(diào)電阻，阻值約125。端子3與4為加熱器供電，來(lái)自油泵繼電器的12V電由3號(hào)端子輸入，4號(hào)端子由電腦控制搭鐵。加熱器電阻約為3（正常值為2-5）。 D: S: D: K: D3 _. x- 9 e圖4 大眾車前氧與后氧傳感器線路連接圖寬帶氧傳感器的萬(wàn)用表檢測(cè)：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，拔下前氧傳感器的插頭，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，

6、在線束側(cè)插頭測(cè)量各端子的電壓值。1號(hào)與5號(hào)端子之間的電壓差應(yīng)為0.45V左右；3號(hào)端子對(duì)地電壓為12V，2S后為變?yōu)?，這是因?yàn)辄c(diǎn)火開(kāi)關(guān)打到ON位置不打車，電腦控制油泵繼電器只有2S左右的通電時(shí)間。寬帶氧傳感器的診斷儀檢測(cè)：利用萬(wàn)用表在寬帶氧傳感器端子上直接測(cè)量傳感器的輸出電壓是不可能的，必須通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，帕薩特領(lǐng)馭轎車寬帶氧傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流組號(hào)為33。寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0V2.0V。電壓值大于1.5V時(shí)混合氣過(guò)?。ㄑ醵啵?，電壓值小于1.5V時(shí)混合氣過(guò)濃（氧少）。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，可人為造成混合氣過(guò)濃與過(guò)稀，以此來(lái)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)流。從帕薩特領(lǐng)馭轎車進(jìn)氣歧管上拔掉一根真空管，使混合氣變稀，此時(shí)會(huì)看到