菲爾耐斯氧傳感器培訓(xùn)教程課件

1、菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司氧傳感器培訓(xùn)教程目錄目錄p序言p汽車氧傳感器的介紹汽車氧傳感器的介紹p氧傳感器的作用氧傳感器的作用p氧傳感器歷史及發(fā)展方向氧傳感器歷史及發(fā)展方向p氧傳感器分類氧傳感器分類p菲爾耐斯氧傳感器常見(jiàn)外型菲爾耐斯氧傳感器常見(jiàn)外型p菲爾耐斯氧傳感器簡(jiǎn)介菲爾耐斯氧傳感器簡(jiǎn)介p性能參數(shù)和技術(shù)規(guī)格性能參數(shù)和技術(shù)規(guī)格p產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)p辨別氧傳感器中毒辨別氧傳感器中毒p氧傳感器的初步檢查方法氧傳感器的初步檢查方法p生產(chǎn)設(shè)備及試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備及試驗(yàn)設(shè)備一一 、 序言序言 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是汽車保有量及使用頻率的增加，汽車尾氣所引起的污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視，

2、傳統(tǒng)的化油器式車輛已不適應(yīng)新的汽車尾氣排放要求，在這種情況下，電腦噴油車輛成了汽車工業(yè)發(fā)展的主流。電控噴油采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況及排放諸因素，能及時(shí)調(diào)節(jié)噴油量，這樣就可以使空燃比保持14.7:1，進(jìn)而獲得理想的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。而氧傳感器是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)（ems)的重要器件。 汽車工業(yè)綠色環(huán)保的時(shí)代已然來(lái)臨。 汽車氧傳感器作為汽車電噴系統(tǒng)的一部分，其對(duì)控制尾氣排放，節(jié)省燃油消耗起著舉足輕重的作用。國(guó)家關(guān)于排放政策的越嚴(yán)格，氧傳感器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景就越明朗。天榜有志成為國(guó)內(nèi)制造氧傳感器的領(lǐng)軍者。 菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司二、汽車氧傳感器的介紹、汽車氧傳感器

3、的介紹 自1976年德國(guó)的博世（bosch)公司和日本的豐田公司率先將氧傳感器應(yīng)用到汽車上，并將其產(chǎn)品系列化以來(lái)，短短十幾年的時(shí)間里，汽車氧傳感器已在日、美、歐廣泛應(yīng)用于汽車空燃比的控制及尾氣凈化上，車輛累計(jì)已達(dá)億萬(wàn)輛。 汽車用氧傳感器主要作用在于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧含量，并根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)電壓，反饋給ecu，從而控制噴油量的大小，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)處于最佳的燃燒狀態(tài)，并且與三元觸媒相結(jié)合使用可以減少汽車尾氣中有害成分80%以上，節(jié)油5%20%。這對(duì)能源的節(jié)約和污染的減少是一種必要的手段。因而引起了世界各國(guó)的重視。我國(guó)已進(jìn)入汽車大國(guó)，對(duì)如何減少污染負(fù)有重大責(zé)任，我國(guó)的汽車工業(yè)也已逐步使用

4、氧傳感器。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司三、氧傳感器工作原理、氧傳感器工作原理 氧傳感器的核心元件是氧化鋯管，它是一種固體電解質(zhì)，其內(nèi)外表面都覆蓋有多孔鉑電極和氧化鋁保護(hù)層，內(nèi)表面與大氣相通，外表面與尾氣接觸。 尾氣在與鋯管的外表面接觸時(shí)，尾氣中的殘留氧氣透過(guò)鉑電極和氧化鋁保護(hù)層同氧化鋯接觸，在一定高溫下鋯管內(nèi)外由于氧濃差而產(chǎn)生電勢(shì)差。當(dāng)在濃燃燒時(shí)，尾氣中的氧濃度降低，氧傳感器輸出電壓升至參考電壓以上。當(dāng)在稀燃燒時(shí)，尾氣中的氧濃度升高，氧傳感器輸出電壓降至參考電壓以下。 在電噴系統(tǒng)中，ecu參考氧傳感器的輸出信號(hào)調(diào)整燃料噴射等參數(shù)從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比，并結(jié)合三元催化裝置，可以最大

5、限度降低尾氣有害氣體排放量，提高燃燒效率、節(jié)約能源，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司 相關(guān)概念及特性曲線理論空燃比：a/f=14.7:1 （ =1） 濃混合氣：當(dāng)實(shí)際空燃比小于理論空燃比時(shí)，稱混合氣為濃混合氣。 稀混合氣：當(dāng)實(shí)際空燃比大于理論空燃比時(shí)，稱混合氣為稀混合氣。 當(dāng)混合氣變濃，即排氣中氧含量 的濃度降低（ 1），氧傳感器的 輸出電壓信號(hào)接近1v。 當(dāng)混合氣變稀，即排氣中氧含量 的濃度升高（ 1），氧傳感器的 輸出電壓信號(hào)接近0v。 菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司四、氧傳感器歷史及發(fā)展方向1.非加熱型氧傳感器 （管式）1976年，博世為降低汽車

6、尾氣排放而發(fā)明的氧傳感器，首次裝備針對(duì)美國(guó)市場(chǎng)的沃爾沃240/260轎車。博世是氧傳感器的發(fā)明者，在市場(chǎng)和技術(shù)上繼續(xù)保持領(lǐng)先。非加熱型氧傳感器鋪平了將來(lái)的廢氣排放控制之路。其所要求的最低工作溫度為500，因此，必須直接緊鄰發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口安裝。博世1線ntk 2線菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司2.加熱型氧傳感器3芯（管式） 為了能在遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)之處安裝氧傳感器，傳感器（內(nèi)置有一手指形陶瓷感應(yīng)體） 的下端裝有獨(dú)立的加熱器。在尾氣端，傳感器的廢氣端配有一保護(hù)管，以保護(hù)陶瓷感應(yīng)體不受尾氣中燃燒殘?jiān)那治g。這是第一次將可能轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)，保證了傳感器元件的恒定工作溫度保持在350以上。接地方式：外

7、殼接地3.加熱型氧傳感器4芯（管式） 傳感器信號(hào)不能通過(guò)外殼傳遞，它是通過(guò)附加的第4條連接線傳遞的。這樣，由此路新增信號(hào)可防止氧傳感器信號(hào)斷路而導(dǎo)致失敗。接地方式：獨(dú)立接地式/線殼共地式 常見(jiàn)導(dǎo)線顏色辨別方式（博世/ntk/天榜）其他幾種常見(jiàn)的導(dǎo)線顏色德?tīng)柛＃╠elphi)：信號(hào)線：紫色接地線：淡粉色加熱線：棕色電裝1線（denso)： 電裝2線（denso）：電裝3線（denso）：電裝4線（denso）：信號(hào)線：黑色 信號(hào)線：藍(lán)色 信號(hào)線：藍(lán)色 信號(hào)線：藍(lán)色 接地線：白色 加熱線：黑色 接地線：白色 加熱線：黑色4.平板型氧傳感器（亦稱片式氧傳感器planar) 平板型氧傳感器是一種形式更

8、為先進(jìn)的指型傳感器。其陶瓷感應(yīng)體由多片延展的扁平的陶瓷薄片組成。由于加熱器集成于該平板型陶瓷感應(yīng)體，因此氧傳感器能夠更快進(jìn)入工作狀態(tài)。達(dá)到工作溫度的速度是以前的氧傳感器的兩倍，因此，在工況惡劣的冷起動(dòng)階段，廢氣排放是以前的一半。平板型氧傳感器有雙層保護(hù)管。5.平板寬帶型傳感器（亦稱寬域氧傳感器wide band) 與以前的傳感器不同，平板寬帶型傳感器配有兩個(gè)測(cè)量單元和一 個(gè)6芯的連接器。在油汽混合過(guò)濃和過(guò)稀的工況時(shí)均可實(shí)現(xiàn)極精確的測(cè)量。即使是天然氣和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也可以用它來(lái)進(jìn)行控制。氧傳感器結(jié)構(gòu)圖示：指型氧傳感器（亦稱管式氧傳感器） 平板型氧傳感器（亦稱片式氧傳感器） 1.陶瓷感應(yīng)體（鋯管) 1

9、.集成了加熱器的平板型陶瓷感應(yīng)體（平芯） 2.加熱器 2.雙層保護(hù)管 3.保護(hù)管菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司五、氧傳感器分類一、根據(jù)傳感元件材料：氧傳感器有氧化鋯和氧化鈦型2種，其工作原理不同。目前，市場(chǎng)上的主要的氧傳感器都是鋯系氧傳感器，因?yàn)殇喯笛鮽鞲衅鲏勖^長(zhǎng)，也相對(duì)穩(wěn)定。1.二氧化鋯型（zro)鋯元素工作特性：氧化鋯是具有傳導(dǎo)氧離子能力的固體電解質(zhì)，當(dāng)溫度達(dá)到300，氧化鋯材料能夠傳導(dǎo)氧離子，從氧離子濃的一方向氧離子稀的一方流動(dòng)，從而產(chǎn)生電壓信號(hào)。天榜氧傳感器為二氧化鋯傳感器。2.二氧化鈦型（tio)工作原理：尾氣中的氧濃度不同，傳感器的電阻發(fā)生變動(dòng)?；旌蠚鉂獾那闆r下，傳

10、感器電阻降低至1000歐姆以下?；旌蠚庀〉那闆r下，傳感器電阻升高至20.000歐姆以上。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司二、根據(jù)結(jié)構(gòu)分類1.非加熱型傳感器（1線/2線）：利用發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣的余熱進(jìn)行加熱，一般裝配在離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口較近的排氣管上。2.加熱型氧傳感器（3線/4線):內(nèi)部設(shè)計(jì)有加熱器，可利用系統(tǒng)供電電壓強(qiáng)制使氧傳感器加速預(yù)熱，促使其快速反映，及早實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制?？梢匝b配在距離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管遠(yuǎn)端。三、根據(jù)功能或安裝位置分類 控制用氧傳感器：俗稱前氧，可單獨(dú)測(cè)量 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣中氧的濃度，生成電壓信 號(hào)反饋給ecu以達(dá)到理想空燃比狀態(tài)，安 裝在三元催化器的上游位置。（圖中1

11、,2 為控制用氧傳感器） 診斷用氧傳感器：俗稱后氧，安裝在三元 催化器的下游端?？刂蒲鮽鞲衅鳎ㄇ把酰?因老化，其向ecu輸送的電壓信號(hào)曲線會(huì) 發(fā)生偏移。診斷用氧傳感器（后氧）會(huì)檢 測(cè)前氧，三元催化器是否仍然處于最佳工 作狀態(tài)。然后ecu就可計(jì)算出矯正偏移所 需的補(bǔ)償量。（圖中3,4為診斷用氧傳感 器）菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司全球幾大主要知名氧傳感器產(chǎn)家：1、德國(guó)：博世（bosch)2、日本：ngk-ntk3、美國(guó)：德?tīng)柛＃╠elphi)4、日本：電裝（denso)ntk常見(jiàn)外型電裝（denso）常見(jiàn)外型博世常見(jiàn)外形德?tīng)柛＃╠elp

12、hi）常見(jiàn)外形菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司七、菲爾耐斯汽車氧傳感器常用外型博世1號(hào)款外型德?tīng)柛?號(hào)款外型ntk1號(hào)外型博世2號(hào)款外型德?tīng)柛?號(hào)款外型電裝1號(hào)款外型電裝2號(hào)款外型電裝3號(hào)外型ntk2號(hào)外型德?tīng)柛?號(hào)款外型 八、菲爾耐斯氧傳感器簡(jiǎn)介 氧傳感器由氧化鋯管、加熱棒、密封件、裝置件、耐高溫電纜及電接頭等組成。其基體材料采用納米級(jí)釔 穩(wěn)定化氧化鋯固體電解質(zhì)材料。鋯管空腔內(nèi)可裝有加熱器，加熱器受發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu控制，其作用是當(dāng)排氣溫度低的時(shí)候加熱氧傳感器。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司九、性能參數(shù)和技術(shù)規(guī)格加熱型氧傳感器 工作電壓范圍：12-14v 溫度范圍

13、： 氧傳感器的部位下限工作溫度上限工作溫度陶瓷探針頂部350850外殼六角螺母570電纜線和絕緣接頭250連接插頭120 性能：項(xiàng)目（350）參數(shù)氧傳感器電壓（mv） =0.93-0.97750-910 氧傳感器電壓（mv） =1.05-1.10-30-70 響應(yīng)時(shí)間（600mv-300mv）250ms 響應(yīng)時(shí)間（300mv-600mv）250ms 加熱功率（12v）12w/18w（可根據(jù)系統(tǒng)定制）允許燃料：無(wú)鉛汽油（93#或以上）。適用于汽油機(jī)，不適用于天然氣和柴油。 十、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)1.鋯管傳感元件-菲爾耐斯獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)氧傳感器氧化鋯管粉體的設(shè)計(jì)研發(fā) 針對(duì)傳統(tǒng)的氧化鋯粉體配方燒結(jié)溫度高，在實(shí)際

14、使用過(guò)程中氧化鋯管容易開(kāi)裂等問(wèn)題，通過(guò)在氧化鋯粉體傳統(tǒng)配方當(dāng)中適當(dāng)添加其他微量元素，獲得了氧化鋯粉體的一種新配方。實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，采用氧化鋯粉體新配方，在保持與傳統(tǒng)配方氧化鋯燒結(jié)體密度及高溫導(dǎo)電性能基本相當(dāng)?shù)那闆r下，氧化鋯管的開(kāi)裂傾向明顯下降，抗熱震性能顯著提高，同時(shí)有效降低了燒結(jié)溫度，改善了燒結(jié)性能，大大提高了氧化鋯管的成品率。氧化鋯管的成型工藝 傳統(tǒng)的氧化鋯管一般采用注塑成型工藝，采用這種工藝制造的氧化鋯管存在強(qiáng)度低、密度不均勻和精度差等問(wèn)題，直接影響了氧傳感器的壽命及可靠性，難以保證氧傳感器的高性能。 為了確保氧傳感器的產(chǎn)品性能和鋯管加工的成品率，本公司采用了靜壓成型工藝，該

15、工藝要求對(duì)粉體的預(yù)壓制及高壓成形過(guò)程中的時(shí)間及壓力進(jìn)行精確控制，為了消除人工操作所造成的時(shí)間壓力控制誤差，本公司對(duì)原有的靜壓成型設(shè)備進(jìn)行了自動(dòng)化改造，并開(kāi)發(fā)了配套的工裝模具，通過(guò)大量試驗(yàn)，摸索出了一套氧化鋯管靜壓成型的新工藝流程。采用該工藝與傳統(tǒng)的注塑成型工藝相比，有效提高了氧化鋯管的機(jī)械強(qiáng)度，而且密度更為均勻，尺寸精度大為提高，氧化鋯管的成品率可提高20%以上。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司氧傳感器鋯管保護(hù)層噴涂工藝 對(duì)氧傳感器外電極進(jìn)行有效的保護(hù)是防止電極中毒失效的重要措施，通常需要在氧化鋯鋯管外表面的鉑電極上包裹一層多孔保護(hù)層，對(duì)

16、廢氣中的雜質(zhì)起到“過(guò)濾”作用，要求保護(hù)層既要透氣又能擋住污染微粒。由于受到委屈交變高、低溫的沖擊，采用火焰噴涂涂層，外電極保護(hù)層容易脫落。為了克服這個(gè)問(wèn)題，我們研發(fā)了一套數(shù)控陶瓷微粒等離子噴涂設(shè)備。通過(guò)對(duì)等離子噴涂等參數(shù)的控制，使等離子火焰能按照預(yù)定的程序均勻地將陶瓷微粒燒結(jié)在鋯管電極表面，有效提高了外電極與保護(hù)層的結(jié)合強(qiáng)度，熱震實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，耐熱性能得到明顯改善，增強(qiáng)了氧傳感器的抗失效能力。 我們的氧傳感器在汽車專業(yè)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的裝車試驗(yàn)中穩(wěn)定可靠，耐久性試驗(yàn)已超過(guò)5萬(wàn)公里。 2、加熱棒 菲爾耐斯所采購(gòu)的加熱棒是利用ic外殼的封裝技術(shù)，并可把加熱器的圖形印刷在陶瓷片上，同時(shí)利用高溫共燒的辦法制出

17、精巧的加熱器。質(zhì)量及穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于市場(chǎng)上一般氧傳感器廠家所用的加熱棒。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司3、產(chǎn)品技術(shù)性能比較優(yōu)勢(shì) 菲爾耐斯氧傳感器樣品與國(guó)外同類產(chǎn)品（德國(guó)bosch公司生產(chǎn)的lsh型氧傳感器）的性能對(duì)比情況如下表所示。由對(duì)比結(jié)果可以看出，本公司產(chǎn)品的部分性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品的水平，而售價(jià)只相當(dāng)于國(guó)外產(chǎn)品的50%。本公司的氧傳感器經(jīng)過(guò)進(jìn)一步完善以后，各項(xiàng)性能指標(biāo)全面達(dá)到或超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品是完全可能的。產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)本項(xiàng)目產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)外產(chǎn)品（德國(guó)bosch公司 生產(chǎn)的lsh型氧傳感器）工作溫度350-850350-850350-850響應(yīng)時(shí)間150ms300ms150ms

18、濃燃燒輸出電壓350時(shí)，usb=750-910mv850時(shí)，usb=625-785mv350時(shí)，usb=750-910mv850時(shí)，usb=625-785mv350時(shí)， usb=770-910mv850時(shí)，usb=640-780mv稀燃燒輸出電壓350時(shí)，usb=30-70mv850時(shí)，usb=20-90mv350時(shí)，usb=30-70mv850時(shí)，usb=20-90mv350時(shí)，usb=30-70mv850時(shí)，usb25-85mv內(nèi)阻2k1k鋯元件活化時(shí)間55%45%十一、辨別氧傳感器中毒p正常p特征：保護(hù)管無(wú)殘留，顏色呈晦暗色p機(jī)油污染p特征：保護(hù)管表面覆上一層白色或灰黑色油狀的沉積物。p成因：燃油添加劑或機(jī)油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行燃燒p硅中毒p特征：保護(hù)管沉積物顏色介于亮白色和顆粒狀的淺灰色之間。p成因：硅化合物存在于一些密封材料、潤(rùn)滑劑及防凍劑中的腐蝕抑制成分。p防凍劑污染p成因：防凍劑從氣缸蓋處泄露至發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行燃燒。p鉛中毒p特征：保護(hù)管表面有發(fā)亮的生銹層。p成因：使用含鉛汽油。p *含鉛汽油會(huì)損害氧傳感器和三元催化器，大多數(shù)的氧傳感器經(jīng)含鉛汽油的侵蝕后，使用里程數(shù)會(huì)急劇下降。經(jīng)常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。菲爾耐斯集團(tuán)（廣州）汽車配套裝備制造有限公司十二、氧傳感器的初步檢查方法 1.氧傳感器加熱器電阻的檢查 用萬(wàn)用表電阻檔（歐姆檔）測(cè)量氧傳