汽車維修技能培訓(xùn)：進(jìn)氣系統(tǒng)——氧傳感器
一、氧傳感器的作用
氧傳感器的作用是測定廢氣中的氧含量，然后將檢測的結(jié)果及時(shí)反饋給發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，以便使發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)不論發(fā)動機(jī)機(jī)械狀態(tài)如何，都能有效地對燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，把混合氣的空燃比控制在理論空燃比附近很窄的范圍內(nèi)，使裝有三元催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機(jī)達(dá)到最佳的排氣凈化效果。氧傳感器裝在排氣歧管或前排氣管內(nèi)，如圖2-3-20所示。
為了與新的排放法規(guī)相適應(yīng)，在汽車上采用了三元催化劑排氣凈化裝置。為充分發(fā)揮三元催化劑的凈化特性，需要把空燃比控制在理論空燃比(λ=1)附近的狹窄范圍內(nèi)。
二、氧傳感器的分類
現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)用化了的氧傳感器有氧化鋯(ZrO₂)氧傳感器和二氧化鈦(TiO₂)氧傳感器兩種。
三、氧傳感器的構(gòu)造和工作原理
1.氧化鋯式氧傳感器
氧化鋯式氧傳感器工作原理：其內(nèi)側(cè)通大氣(含氧量高),外側(cè)通過發(fā)動機(jī)的排氣(含氧量低)�；旌蠚馄珴鈺r(shí)，排氣中的含氧量極少，氧化鋯內(nèi)外側(cè)氧的濃度差大，因而產(chǎn)生一個(gè)較高的電壓；混合氣偏稀時(shí)，排氣中含有較多的氧，氧化鋯內(nèi)外側(cè)的氧濃度差較小，產(chǎn)生的電壓較低，可使電動勢以理論空燃比為界發(fā)生突變。
氧化鋯的內(nèi)外表面涂有鉑，鉑的外表面有一層陶瓷，起保護(hù)鉑電極的作用。氧化鋯表面涂鉑的作用是催化排氣中的O2與CO反應(yīng)，使混合氣偏濃時(shí)氧含量幾乎為零，以提高氧傳感器的靈敏度。
氧化鋯需在400℃以上的溫度下才能正常工作。為此，在一些氧化鋯型氧傳感器(圖2-3-24)中設(shè)有加熱器，其作用是在排氣管溫度尚未達(dá)到氧傳感器正常工作溫度時(shí)通電加熱氧傳感器，以使其迅速達(dá)到正常工作溫度。
2.二氧化鈦式氧傳感器
二氧化鈦式氧傳感器就是利用氧化鈦的電阻隨周圍氣體中氧含量變化而相應(yīng)改變的這一特性制成。將二氧化鈦敏感元件置于排氣管中，當(dāng)混合氣偏稀時(shí)，排氣中氧含量較高，傳感器的電阻較大；當(dāng)混合氣偏濃時(shí)，排氣中的氧含量較低，傳感器的電阻相應(yīng)減少。由于在理論空燃比附近電阻值急劇變化，故其輸出電壓也急劇變化，如圖2-3-27所示。這一電阻的變化通過傳感器內(nèi)部電路變成相應(yīng)的電壓信號反饋給發(fā)動機(jī)ECU。
二氧化鈦式氧傳感器的3個(gè)端子分別是基準(zhǔn)電源、傳感器輸出端和搭鐵端。由于二氧化鈦的電阻隨溫度變化，故串聯(lián)熱敏電阻后具有溫度補(bǔ)償作用。在低溫狀態(tài)下，二氧化鈦電阻值增大，影響其正常的性能，為使其快速升溫以活化其性能，可裝有加熱線圈。
二氧化鈦式氧傳感器雖然比氧化鋯式氧傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、便宜，但電阻隨溫度的變化大。因此需要加設(shè)溫度修正回路，內(nèi)裝加熱器，以便使高溫下的二氧化鈦式氧傳感器檢測特性比較穩(wěn)定。
