《汽车氧传感器》PPT课件

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1、第六章氧传感器6.1氧(O2)传感器的基本介绍6.2氧传感器的开发背景6.3氧传感器在三元系统中的作用6.4氧传感器的材料与工作原理6.5氧传感器的结构与特点6.6氧传感器使用中的问题6.7氧传感器的评定技术6.1氧(O2)传感器的基本介绍6.1.1二氧化锆型氧(O2)传感器氧(O2)传感器可用于电子控制燃油喷射装置中的反馈系统;用以检测排放气体中的氧气浓度、空燃比的浓稀，监测气缸内是否按理论空燃比(15:1)进行燃烧，并向计算机反馈。这种传感器的结构如图6一1所示，它是由产生电动势的二氧化锆管、起电极作用的衬套以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车排气的进

2、气孔组成的。二氧化锆管的内、外表面均涂覆有薄薄一层铂，铂既可以成为电极又具有电势放大作用。二氧化锆管的外表面处于氧气浓度较低的汽车所排放的气体中，而管的内表面则导入周围空气，两表面氧气浓度之差就会产生电动势。下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍二氧化锆型传感器的工作原理如下所述:当空燃比较浓时，排放气体中的氧气比较少，大气中的氧离子通过二氧化锆管后产生电压，所以指示灯亮;反之，当空燃比较低时，氧气浓度很高，所以产生的电压很低，指示灯不亮。上一页下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍6.1.2带加热器的二氧化锆氧浓淡电动势型氧(O2)传感器为了

3、保证氧传感器具有稳定的输出信号，就需要使其处于300℃以上的环境中，因此，一般可以把它安装在离发动机较近、温度较高的位置处，但是，由于设计上的原因，有时必须将其安装在离发动机较远、温度较低的位置处，在这种位置处也能工作的是带加热器的氧传感器，即在排放气体温度为150℃~200℃时可以工作。上一页下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍这种传感器的工作原理与前面介绍过的无加热器氧传感器完全相同，在试管形的固体电解质的内侧设置了陶瓷加热器，在给加热器加上电压之后，从内侧进行加热，所以在低温下就可以工作。传感器的结构如图6-2所示。在这种场合下，氧传感器是

4、作电子控制燃油喷射装置上的空燃比反馈控制传感器用的，用以检测排放气体中的氧气浓度。上一页下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍在空燃比反馈系统中，当空燃比稀薄时，排放气体中的氧浓度增加，氧传感器把“稀薄状况”通知计算机，然后，计算机发出信号增加喷油量，由此，当空燃比比理论值还浓时，排放气体中的氧浓度降低，氧传感器把“较浓状况”通知计算机，然后计算机减少喷油量，又回复到原来状态。如上所述，反馈系统就是这样往复动作，从而把空燃比控制在理论值。氧传感器的性能与温度有很大的关系。上一页下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍6.1.3二氧化钛型氧(OZ)

5、传感器这种氧传感器采用了半导体材料二氧化钛，二氧化钛属N型半导体，其电阻值的大小取决于周围环境的氧浓度情况，因此，二氧化钛型传感器和二氧化锆型传感器一样，也可以用作检测排放气体中的氧浓度。二氧化钛型氧传感器的结构如图6一3所示。在二氧化钛元件中嵌有圆板形铂电极，它的周围有陶瓷。在绝缘体的一端，就是二氧化钛元件和热敏电阻，从两极和两个元件的连接点处共引出3根引线。在绝缘体表面上绕有钨丝，以其作为氧传感器的加热器，并引出2根引线。上一页下一页返回6.1氧(O2)传感器的基本介绍当周围氧气比较多时，二氧化钛的阻值增大;反之，当周围氧气比较少时，二氧化钛的阻值

6、减小，所以，二氧化钛氧传感器的阻值在理论空燃比附近处急剧变化，输出电压也急剧地变化。用二氧化钛制作的氧传感器有3个端子，即“基准电源”、“输出”和“搭铁”。二氧化钛的阻值随温度的变化情况如图6一4所示。与二氧化钛元件串联的热敏电阻起温度补偿作用。当温度很低时，二氧化钛的阻值很大而无法正常工作，对此进行快速预热激活，所以传感器上配装了加热器上面所说的二氧化钛氧传感器，还有耐铅中毒能力强、产品体积小的优点。上一页返回6.2氧传感器的开发背景自从1970年有些国家制定了严格的汽车废气排放法规以来，大大加快了汽车排放净化装置的研制步伐，一开始时出现了许多种类的

7、净化装置，随着技术不断地革新，不断地加以淘汰，最后留下来的也就是合理的系统，即可以同时净化NOx、CO及HC三种有害物质的三元催化方式。在此系统中占主导地位的是催化剂技术的发展与氧传感器的成功开发，氧传感器是使此系统最有效地发挥作用必不可少的部件。下一页返回6.2氧传感器的开发背景从原理上讲，氧传感器有足够的理由成立。但因汽车使用非常广泛，氧传感器必须能承受苛刻环境，要长期保证稳定的性能，当初，生产厂家并没有充分的把握。但当无论如何都需要这一部件时，不仅从事传感器开发的部件厂，而且包括汽车制造厂的开发部门，以及与汽车技术有关的技术人员、研究人员从各个角

8、度作了大量的研究。上一页下一页返回6.2氧传感器的开发背景1976年，博世公司首先在沃尔沃车上