关于氧传感器的研究论文

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1、本科生毕业论文题目:XXXXXXXXXXX学生姓名:专业:班级:指导教师:2011年1月摘要摘要汽车行业是目前在国际上应用传感器最大的市场之一,而氧传感器申报的专利数,居汽车传感器的首位。氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气中的氧含量。因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，来微调燃料的喷射量，使A/F控制在最佳状态，既大大地降低了排污量，又节省了能源。关键词：氧传感器故障检查汽车 目录目录绪论1第一章氧传感器的应用21.1氧化锆式氧传感器的构造21.2汽车氧传感器的工作原理31.3氧传感器的应用4第二章汽车氧传感器的

2、常见故障62.1氧传感器中毒62.2积碳62.3氧传感器陶瓷碎裂72.4加热器电阻丝烧断72.5氧传感器内部线路断脱7第三章汽车氧传感器的检查方法83.1氧传感器加热器电阻的检查83.2氧传感器反馈电压的测量8第四章汽车氧传感器的发展趋势11总结13参考文献14绪论绪论汽车行业是目前国际上应用传感器最大市场之一，现在世界上汽车年产量在4000万辆以上，其中日本的年产量达1000万辆以上。从世界各国公布的专利情况来看，各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家，都很重视汽车传感器的研制和生产。而氧传感器的申报专利数，居汽车传感器的首位，这反映

3、了该传感器的技术难度和各国的重视程度。控制汽车空燃比用的氧传感器在日本以每年50％-60％的速度增长。就我国来说，仅近三年需改加氧传感器的旧车就超过2000万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过200万个。目前，一辆普通家用轿车大约要安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。据报道，2000年汽车传感器的市场为61.7亿美元(9.04亿件产品)，2005年达到84.5亿美元(12.68亿件产品)，增长率为6.5％(按美元计)和7.0％(按产品件数计)，所以，氧传感器(氧探头)的市场前景非常广阔，对氧传感器的研

4、究也成为热点。14第一章氧传感器的应用第一章氧传感器的应用目前，实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分，单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。1.1氧化锆式氧传感器的构造氧化锆式氧传感器主要由氧化锆（ZrO2）、和护套组成，如（图1）所示。氧化锆式氧传感器有加热式的和非加热式的两种。现代轿车大部分使用加热式的氧化锆式氧传感器。加热式的氧

5、传感器在锆管中间有加热棒，锆管是由陶瓷体制成、固定在带有安装螺纹的固定套中。导人排气管罩插入排气管中，它的内表面与空气相通，外表面与废气相通。锆管的内、外表面覆盖一层多孔性铂膜作电极，为防止废气腐蚀铂膜，在锆管外表面的铂膜层上覆盖一层多孔陶瓷层，并有一个防护套管，套管上开有槽口或孔。氧传感器的接线端有一个金属护套，上面开有孔，使锆管内表面与空气相通，电线将锆管内表面铂极经绝缘套从传感器引出。图1氧化锆式氧传感器结构与组成14第一章氧传感器的应用1.2汽车氧传感器的工作原理氧化锆式氧传感器的工作原理如（图2）所示。锆管的陶瓷体是多孔体，氧

6、气可以渗入该多孔体固体电解质内。温度较高时，氧气发生电离。只要锆管内（大气）外（废气）氧含量不一样，存在氧浓度差，则在固体电解质内部氧离子从大气一侧向排气一侧扩散，使锆管形成微电池，在锆管铂极间产生电压。当混合气稀时，排气中氧含量多，两侧氧浓度差小，产生的电压小；当混合气浓时，排气中氧含量少，CO、HO、H2的含量较多，这些成分在锆管外表面的铂的催化作用下，与氧发生反应，消耗废气中残余的氧，使锆管外表面氧浓度变成零，这样使得锆管内、外两侧的氧浓度差突然增大，两极间产生的电压也增大。因此，氧传感器产生的电压在过量空气系数λ＝1时产生突变，

7、λ＞1时，氧传感器输出电压几乎为零，λ＜1时，氧传感器输出电压接近1V，如（图3）所示氧传感器电压特性。在发动机混合气闭环控制过程中，氧传感器相当于一个浓度开关，根据混合气空燃比的变化向ECU输入宽度变化的电脉冲信号，ECU根据氧传感器反馈信号，控制喷油量，使排气中有害气体的成分减到最少。。图2氧化锆式氧传感器的工作原理1电动势；2大气一侧铂金电极；3圃态电解质（氧化锆元素）；4－排气一侧的铂金电极；5陶瓷涂层14第一章氧传感器的应用图3 氧传感器的电压特性1电动势；⒉传感器表面的氧浓度氧传感器的这种特性只有在温度较高时（600℃左右）

8、才充分体现出来。在低温时，这种特性会发生很大变化。为了得到稳定的输出，在氧传感器内部增加一个陶瓷加热元件，用于保证其工作温度，这种叫做加热式氧化锆氧传感器，如（图4）所示。这种加热式的氧传感器有四根线，两根