氧傳感器是如何工作的
氧傳感器是汽車中非常重要的部件。
目前汽車上采用的氧傳感器主要有氧化鈦式和氧化鋯式兩種,氧化鋯式又分加熱型和非加熱型。氧傳感器有一線制、二線制、三線制、四線制這 4 種類型。
大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器,能在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后迅速加熱至工作溫度,擴(kuò)大空燃比閉環(huán)控制范圍。
氧傳感器通過不同方式工作。比如二氧化鋯式氧傳感器,它由鋯管、電極和防護(hù)套管等組成。在高溫廢氣沖刷下,氧氣發(fā)生電離,由于鋯管內(nèi)外氧離子濃度不同,形成氧濃度差電池?;旌蠚庀r(shí),排氣含氧量高,鋯管內(nèi)外濃度差小,產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)約 100mV;混合氣濃時(shí),排氣含氧量低,濃度差大,電動(dòng)勢(shì)約 900mV。電動(dòng)勢(shì)高低以理論空燃比為界限突變。而且氧傳感器輸出特性與排氣溫度有關(guān),溫度低于 300℃時(shí)輸出特性不穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)排氣溫度低,氧傳感器不工作,發(fā)動(dòng)機(jī)開環(huán)運(yùn)行。只有溫度升高,氧傳感器才工作。有的車型安裝排氣溫度傳感器,信號(hào)達(dá)到一定值后,ECU 才根據(jù)氧傳感器信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋修正,調(diào)整噴油量,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
氧化鋯氧傳感器是一種電化學(xué)傳感器,涂有薄鉑層,形成固態(tài)電化學(xué)燃料電池。若測(cè)試氣體有一氧化碳,會(huì)被氧氣氧化形成二氧化碳,觸發(fā)電流。它不直接感測(cè)氧氣,而是感測(cè)廢氣和正常空氣中氧氣濃度差異。雖常用于控制汽車空燃比,在工業(yè)中也重要。但它測(cè)量氧氣需高溫,會(huì)改變氧氣溫度,耗電多,不用于電池驅(qū)動(dòng)或手持設(shè)備,精度要求高時(shí)也不適用。
另外,氧傳感器還有電化學(xué)氧傳感器和光學(xué)氧傳感器。電化學(xué)氧傳感器測(cè)量傳感器內(nèi)化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生與氧氣水平成比例的電輸出,一些不需要供電,優(yōu)點(diǎn)是功率要求低、檢測(cè)限低、受干擾氣體影響小、價(jià)格便宜,但依賴溫度相關(guān)化學(xué)過程,輸出受溫度影響大,化學(xué)反應(yīng)會(huì)停止,需再校準(zhǔn),不夠精準(zhǔn)。光學(xué)氧傳感器基于氧的熒光猝滅原理,依靠光源、光探測(cè)器和發(fā)光材料,通過檢測(cè)熒光變化測(cè)量氧含量,有的測(cè)量隨時(shí)間的發(fā)光下降,壽命長(zhǎng)。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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