宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法

《宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法发布时间：2010-4-2915:52

2、编辑：汽车乐QiChele.com

3、查看：1067次来源:网络随着汽车尾气排放限值要求的不断提高，传统的开关型氧传感器已不能满足需要，取而代之的是控制精度更高的线性宽带氧传感器(UniversalExhaustGasOxygenSensor,简称UEGO)。氧传感器闭环控制调节发动机燃烧室构成宽带型氧传感器的组件有两个部分：一部分为感应室，另一部分是泵氧元。感应室的一面与大气接触，而另一面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，与普通氧化错传感器一样，由于感应室两侧的氧

4、含量不同而产生一个电动势。一般的氧化钻•传感器将此电压作为控制单元的输入信号来控制混合比，而宽带型氧传感器与此不同的是：发动机控制单元要把感应室两侧的氧含量保持一致，让电压值维持在0.45V,这个电压只是电脑的参考标准值，它就需要传感器的另一部分来完成。宽带型氧传感器的另一部分是传感器的关键部件——泵氧元，泵氧元一边是排气，另一边与测试腔相连。泵氧元就是利用氧化锵传感器的反作用原理，将电压施加于氧化错组件(泵氧元)上，这样会造成氧离子的移动。把排气中的氧泵入测试腔当屮，使感应室两侧的电压值维持在0.45Vo这个施加在泵氧元上变化的电压，才是我

5、们耍的氧含量信号。如果混合汽太浓，那么排气中含氧量下降，此时从扩散孔益岀的氧较多，感应室的电压升高。为达到平衡发动机控制单元，增加控制电流使泵氧元增加泵氧效率，使测试腔的氧含量增加，这样可以调节感应室的电压恢复到0.45V；相反混合汽太稀，则排气屮的含氧量增加，这时氧要从扩散孔进入测试腔，感应室电压降低，此时泵氧元向外排岀氧来平衡测试腔中的含氧量，使感应室的电压维持在0.45Vo总而言之，加在泵氧元上的电压可以保证当测试腔内的氧多时，排出腔内的氧，这时发动机控制单元的控制电流是正电流;当腔内的氧少时，进行供氧，此吋发动机控制单元的控制电流是负

6、电流。以上过程供给泵氧元的电流就反映了排气屮的剩余空气含量系数。二、宽带氧传感器(LSU)与LSH或LSF氧传感器的工作原理及区别普通LSH或LSF氧传感器一般有四根线，其中两根是加热线，第三根是信号线，另一根是接地线。其在陶瓷体两侧附着二氧化错涂层，在350°C或更高的温度下能传导氧离子，传感器两侧氧气的浓度差使两个表面Z间产生电位差，且工作曲线非常陡ill肖，混合汽在接近理论空燃比时，输出0.45V电压。尾气稍微偏浓时，输出电压就突变为0.6〜0.9V；反之尾气变稀后，输出电压突变为0.3〜0」V,如果尾气进一步增浓，氧传感器的输出电压己

7、经达到峰值测量电压0.9Vo如果尾气进一步变稀，氧传感器的输出电压已经达到最低测量值0.1V,过浓与过稀的尾气对普通氧传感器已无法测量，0.1〜0.9V的两状态电压信号已无法满足对汽车排放的控制。使用催化转换器上游的两点式氧传感器时，只能对废气成分进行定性分析：只能区分浓混合汽(入&叩咸稀混合m>；i)o因此，只围绕九=i时持续振荡时，才能实现最佳的废气成分控制。控制过程质量越好，控制系统通过Lambda控制器消除空燃比变化的速度越快。由于燃油提前喷射持续进行，并且氧传感器并未直接位于燃烧室内，因此设定了一个随控制路径响应时间变化的最小周

8、期。这个响应时间分别由DME控制单元的计算时间、吸气之前的燃油提前量、汽缸内的保压时间、气体在废气排放系统内的流经时间和氧传感器的响应延迟时间组成。这就意味着响应时间由发动机转速和发动机负荷决定。为使Lambda控制器（FR）获得恒定的振幅，对Lambda控制器所做的改进也必须进行调整。除此Z外，在混合汽所从浓变为稀以及从稀变为浓的过程屮,突然的控制变换会使得振荡周期缩短。其只能在混合汽为14.7:1的理论空燃比下，在混合汽燃烧后，对排放的尾气含氧量在比较狭窄的范围内进行检测，因此这是普通氧传感器的缺陷所在。利用宽频带氧传感器（LSU）可实现

9、恒定的氧传感器闭环控制。宽带氧传感器由1个普通窄范围浓差电压型氧传感器（氧化鉛参考电池、1个界限电流型氧传感器、氧化链泵电池）及扩散小孔、扩散室构成（见图2）。他需要一个专门设计的传感器控制器来控制其正常工作。在图2屮传感器控制器用A和B表示。尾气通过扩散小孔进人扩散室，尾气可能是浓混合汽，也可能是稀混合汽。氧化鉛参考电池感知尾气的浓度后，产生电压Us,根据尾气浓度的不同，浓混合汽将产生高于参考电压UsRef的Us,传感器控制器将产牛一个方向的泵电流Ip,该泵电流Ip将氧气泵入扩散室内进行化学分解反应，在废气中产生水和一氧化碳及一些氧化物，附

10、着在泵氧元的表面。在化学反应中将过多的碳氢化合物分解，从而降低了废气的浓度，使扩散室恢复到Us电压为0.45V的尾气含氧浓度的平衡状态。相反，稀混合汽将产生低于参考