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全范围空燃比传感器的结构与原理

作者:admin发布时间:2022-06-21分类:汽车维修浏览:24评论:0


导读:        全范围空燃比传感器是一种能连续...

        全范围空燃比传感器是一种能连续检测混合气从过浓状态到理论空燃比再到稀薄状态整个过程的传感器,其结构是由氧浓电池型检测理论空燃比的传感器和检测临界电流的氧泵组合而成。它的特点是利用氧泵供给出入测量室的氧气,使排放废气保持在理论空燃比上。一旦排放废气比混合气空燃比稀薄,则会从测量室中放出氧气到排气中去;相反,混合气过浓时则会吸入氧气,这样能够根据氧泵的电流值检测出排放气体的空燃比。

        全范围空燃比传感器是利用氧浓度差电池原理和氧气泵的泵电池原理,连续检测混合气从过浓到理论空燃比再到稀薄状态的整个过程的一种传感器。当混合气过浓时,氧气泵就会吸入O2到测定室中;而当排放的气体浓度比混合气空燃比稀薄时,氧气泵则从测定室中放出O2到排气中去。全范围空燃比传感器就是利用这一特点用氧气泵供给出入测定室的O2,使排放气体保持在理论空燃比上,这样就可通过测定氧气泵的电流值IP来测定排放气体中的空燃比A/F。图7-19所示为此种传感器的基本特性,混合气空燃比在过浓一侧对应负电流,在稀薄一侧对应正电流,当理论空燃比A/F为14.7时,电流值为零,这样即可连续测量出空燃比,从而控制喷油脉宽。全范围空燃比传感器原理如图7-20所示。

图7-19 全范围空燃比传感器的基本特征

图7-19 全范围空燃比传感器的基本特征

图7-20 全范围空燃比传感器的原理图

图7-20 全范围空燃比传感器的原理图

1)全范围空燃比传感器的构造

        全范围空燃比氧传感器由一个氧气泵单元、普通窄范围浓度差电压型二氧化锆式氧传感器、加热器构成,如图7-21所示。

图7-21全范围空燃比传感器的结构

图7-21全范围空燃比传感器的结构


2)全范围空燃比传感器的工作原理

        全范围空燃比传感器是由泵单元与常规传感器单元相互作用而实现功能的。一方面二氧化锆参考电池不断监测测量区氧气浓度,如果二氧化锆参考电池电压不在0.45V附近,传感器控制器运算放大器就会控制二氧化锆泵电池的泵电流IP,利用泵单元的泵氧作用,使二氧化锆参考电池目标电压值在0.45V附近,使测量区氧浓度达到λ=1。在这一过程中泵单元的电流要发生变化,通过泵单元的电流值的变化,发动机ECU计算出尾气中氧含量,进而控制喷油量。

        当混合气较稀时,通过扩散通道进入测量室中的发动机尾气氧含量较多,二氧化锆参考电池信号电压值下降,富氧的稀混合气产生低于参考电压Uref的电压值,传感器控制器就会产生泵电流,自动减小或反向提供单元泵的工作电流IP(使泵入测试室的氧量减少),使二氧化锆参考电池信号尽快恢复到0.45V的电压值。ECU接收到单元泵的工作电流(控制单元将其折算成电压值信号),根据减少的泵电流,推算出空燃比,加大喷油量。

       当混合气过浓时,氧气泵的泵氧量与通过扩散通道进入测量室的氧量叠加后,测量室中氧的含量较少,二氧化锆参考电池信号电压值上升,浓混合气产生高于参考电压Uref的电压值,传感器控制器就会产生泵电流,自动增加单元泵的工作电流IP(使泵入测试室的氧量增加),使二氧化锆参考电池信号尽快恢复到0.45V的电压值。ECU接收到单元泵的工作电流(控制单元将其折算成电压值信号),根据增加的泵电流,ECU减少喷油量。



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