氧傳感器的功能及使用ppt課件

1、氧傳感器的功能及使用v 沖壓工藝組v 韓寶生氧傳感器的概述 氧傳感器是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中必不可少的重要零部件。它是一種利用電化工原理研究發(fā)展出來(lái)的一個(gè)電器元件。 氧傳感器在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的配置機(jī)構(gòu)中被用于探測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的燃燒廢氣中氧的含量，借以判定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)燃油供給之空氣燃料混合比的實(shí)際狀態(tài)，并通過自身產(chǎn)生的電器反應(yīng)信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊ECM），以作為系統(tǒng)燃油管理系統(tǒng)的閉環(huán)燃油修正補(bǔ)償控制的重要依據(jù)，使燃油管理子系統(tǒng)能夠更加精確地控制調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)各種工作狀態(tài)下的空氣燃料混合比；并在絕大多數(shù)工況下使系統(tǒng)保持在理想空燃比工作狀態(tài)，以便獲得更加優(yōu)良的汽車排放控制特性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

2、氧傳感器的輸出信號(hào)為01的交變電壓信號(hào)。在特定的工作溫度范圍里， 氧傳感器可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的燃燒廢氣中氧的含量高低自動(dòng)感應(yīng)和探測(cè)并向發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊輸出一個(gè)高低不斷變化的電壓信號(hào)。 隨著汽車排放法規(guī)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)多采用加熱式氧傳感器。有兩種主要類型：非加熱型氧傳感器和加熱型氧傳感器。當(dāng)氧傳感器的安裝位置受到整車布局限制， 氧傳感器距離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管出口較遠(yuǎn)時(shí)，由于不能利用發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣對(duì)于傳感器迅速加熱，此時(shí)也必然需要采用加熱式氧傳感器。 下面以德爾福研究開發(fā)的OSP+型加熱式氧傳感器為例從幾個(gè)方面來(lái)了解一下氧傳感器， OSP+型氧傳感器內(nèi)部設(shè)計(jì)有平板結(jié)構(gòu)多層涂敷技術(shù)的熱敏

3、感應(yīng)元件，元件尺寸小巧，可有效控制傳感器的快速加熱，起燃極為迅速。可使發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)及早實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)燃油管理控制。氧傳感器被用于探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)所排廢氣中氧的含量，實(shí)時(shí)反饋給ECM作為閉環(huán)燃油修正補(bǔ)償控制的實(shí)際狀態(tài)的反饋信號(hào)，以更加精確地調(diào)整和保持理想的空燃比，同時(shí)得到更好的排放控制特性和燃油經(jīng)濟(jì)性。1、工作原理 德爾福OSP+型氧傳感器是采用平板結(jié)構(gòu)多層陶瓷元件作為傳感器的基礎(chǔ)元件。氧化鋯元件是一種通體充滿無(wú)數(shù)微孔的陶瓷基礎(chǔ)元件外面鍍有氧化鋯涂層，該涂層外側(cè)暴露于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣之中；涂層的內(nèi)側(cè)透過含微孔的陶瓷元件與大氣相通。集中在氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)電極之間氧含量的差別形成微分電壓信號(hào)。 當(dāng)氧化鋯元件

4、被電流加熱或被流經(jīng)傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣加熱所激活，空氣經(jīng)過通體充滿無(wú)數(shù)微孔的陶瓷基礎(chǔ)元件進(jìn)入氧化鋯元件的內(nèi)電極，而燃燒廢氣流經(jīng)氧化鋯的外電極。氧離子將從氧化鋯內(nèi)電極向外電極移動(dòng)，傳感器的內(nèi)外電極之間構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣中氧離子濃度的高低變化來(lái)改變這一輸出電壓信號(hào)的高低 氧傳感器通常的工作表現(xiàn)為在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)空燃比變稀時(shí)，排氣中氧含量的濃度將會(huì)升高，此時(shí)，氧傳感器的輸出電壓信號(hào)接近0 ；當(dāng)空燃比變濃時(shí)，排氣中氧含量的濃度降低，傳感器的輸出電壓接近1 。 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊ECM根據(jù)這一輸入電壓信號(hào)，配合系統(tǒng)控制邏輯及控制策略，通過相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行器，就可以調(diào)整系統(tǒng)輸出控制

5、指令，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作載荷保持理想的空燃比燃油供給狀態(tài)。 氧傳感器是閉環(huán)燃油管理控制子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。正是由于有了該傳感器才使得發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比的閉環(huán)燃油控制成為可能，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)達(dá)到最佳三元催化轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化效率所需的理想空燃比的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制2、結(jié)構(gòu)特征 德爾福公司生產(chǎn)的現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)配套用傳感器的主要特點(diǎn): 零部件統(tǒng)一設(shè)計(jì),全球采購(gòu)系統(tǒng)可保障全球產(chǎn)品性能的一致性 傳感器具備防水功能 平板式多層感應(yīng)涂敷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),起燃時(shí)間短, 反應(yīng)迅速 無(wú)需空氣滲透過濾裝置 大批量生產(chǎn),大批量產(chǎn)品應(yīng)用考核,可靠性能優(yōu)良 超強(qiáng)低溫適應(yīng)性能 超強(qiáng)抗雜質(zhì)中毒性能 設(shè)計(jì)可預(yù)防表面化合物燒結(jié) 采用不銹鋼

6、材料的輸出信號(hào)導(dǎo)線設(shè)計(jì),工作可靠 v 具有防錯(cuò)設(shè)計(jì)措施,便于應(yīng)用v 單獨(dú)接地設(shè)計(jì),系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠v3、性能參數(shù)和技術(shù)規(guī)格在溫度450條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)上的實(shí)測(cè)數(shù)值）v 空燃比為濃的電壓信號(hào)： 750毫伏v 空燃比為稀的電壓信號(hào)： 120毫伏v 450時(shí)，空燃比濃變稀的相應(yīng)時(shí)間： 80毫秒v 450時(shí)，空燃比稀變濃的相應(yīng)時(shí)間： 65毫秒v 加熱元件電阻21 ） 9.61.5歐姆v 加熱元件電流： 0.520.10Av 加熱元件損耗功率： 7.0瓦v 鋯元件活化時(shí)間： 12秒v 內(nèi)部電阻： 5千歐姆v 外接電壓： 13.5v 裝配螺紋孔尺寸規(guī)格 M18X1.5v 裝配扭緊力矩： 3848N m

7、v 常規(guī)工作溫度范圍： 260 850 v 傳感器信號(hào)傳輸線束線徑 0.35平方毫米v 傳感器接線端子定義：v 傳感器的傳送反饋信號(hào)電路和加熱控制電路特殊要求v OSP+型氧傳感器引入了由ECM持續(xù)為探測(cè)元件提供氧氣作為參照氣體的特殊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。因此，這種氧傳感器需要電子控制系統(tǒng)電路能夠向氧傳感器的信號(hào)端輸出710毫安的泵電流，以便將感應(yīng)元件廢氣一側(cè)的氧氣輸?shù)絽⒖細(xì)怏w一側(cè)。泵電流可以由集成到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊ECM的控制輸出電路提供。這樣就可以取消傳感器之廢氣一側(cè)與參考?xì)怏w一側(cè)之間的密封處理元件。4、安裝要求 （1安裝位置要求 控制用傳感器前級(jí)氧傳感器設(shè)計(jì)布置 原則上講，用以進(jìn)行空燃比控制用的前

8、級(jí)氧傳感器應(yīng)安裝布置于排氣歧管的各個(gè)氣缸排氣氣流匯集及混合均勻、可以代表所有氣缸排出廢氣狀態(tài)的位置附近，以便確保所感應(yīng)出的信號(hào)能夠表征所有氣缸排出廢氣狀態(tài)，避免只探測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)某單一氣缸的廢氣中氧離子濃度信息反饋而影響整個(gè)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)燃燒狀態(tài)的正確判斷。同時(shí)，為了保證傳感器在冷啟動(dòng)時(shí)盡快實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,傳感器應(yīng)安裝在離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管出口較近、氣流溫度較高的位置 三元催化器功能監(jiān)測(cè)用氧傳感器后級(jí)氧傳感器安裝設(shè)計(jì)布置： 由于氧傳感器需要達(dá)到適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟确娇捎行У拈_始工作，根據(jù)后氧傳感器的實(shí)際安裝位置的具體情況，必須采用加熱型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后級(jí)氧傳感器，后氧傳感器的理想安裝位置推薦裝配在三元催化轉(zhuǎn)化器之

9、下游外殼的延長(zhǎng)管上、且距催化轉(zhuǎn)化器載體后端面100300毫米以內(nèi)。當(dāng)三元催化轉(zhuǎn)化器下游與排氣消聲器之間為帶有裝配法蘭結(jié)構(gòu)時(shí)，為了防止因聯(lián)結(jié)法蘭漏氣造成排氣氧含量信號(hào)的錯(cuò)誤判斷，須將傳感器裝配布置在三元催化轉(zhuǎn)化器一側(cè)的聯(lián)結(jié)法蘭上游。 （2安裝方向要求 氧傳感器的裝配位置選擇應(yīng)特別注意避免路面砂石直接沖擊后飛濺到氧傳感器的外殼及傳感器的線束上，所以氧傳感器頭部應(yīng)朝下裝配，且其裝配孔軸心線與水平面夾角不小于10度為佳。v氧傳感器安裝方向應(yīng)可能減少冷凝水在傳感器頭部附近或傳感器自身內(nèi)部產(chǎn)生聚集的可能性，以便將由于排氣中冷凝水對(duì)傳感器鋯元件造成的熱沖擊損壞之可能性將至最低。v（3安裝凸臺(tái)要求：v 裝配凸

10、臺(tái)材料：不銹鋼v 凸臺(tái)推薦最大厚度：不大于13毫米v 螺紋孔尺寸：M18X1.5v 螺紋質(zhì)量：表面應(yīng)無(wú)毛刺、砂眼，或其他任何可能影響安裝和拆卸的缺陷v 安裝表面平面度0.2，表面光潔度為Ra3.2，表面對(duì)安裝孔心的垂直度為0.2（4車身裝配孔尺寸要求后氧傳感器） 對(duì)于接插器選在車身內(nèi)部的后氧傳感器布置設(shè)計(jì)，由于傳感器需要穿過車身底板，傳感器線束設(shè)計(jì)有防水橡膠封塞用于防止線束磨損和造成短路。傳感器一般采用從外向內(nèi)裝配方式。 后氧傳感器與車身穿越裝配孔的推薦尺寸為25.025.2毫米；適用于鋼板厚度0.7毫米。（5其他裝配要求：防燒結(jié)劑：新傳感器螺紋表面要涂有防燒結(jié)劑，傳感器在拆下后重新安裝前應(yīng)補(bǔ)

11、涂防燒結(jié)劑。（6傳感器拆裝及其他注意事項(xiàng)： 禁止氧傳感器跌落或與硬物表面撞擊。 裝上氧傳感器后，禁止給發(fā)動(dòng)機(jī)施加大的敲擊力例如在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上打印發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)）v 禁止讓發(fā)動(dòng)機(jī)排放的積碳、硅油、機(jī)油、鉛 或其他有機(jī)物等污染傳感器v 禁止過度用力拉拽或纏繞傳感器線束、拉拽導(dǎo)線來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的方位，可導(dǎo)致?lián)p壞加熱元件、導(dǎo)線和不良電路連接v 拆掉包裝時(shí)，要解開包裝帶，而不是拽著導(dǎo)線從包裝帶中拉出v 禁止壓折、打節(jié)或其它損傷傳感器線束的操作 v 禁止在 插接頭上使用油脂、清潔劑或其它雜質(zhì)v 在安裝時(shí)，禁止將傳感器導(dǎo)線與傳感器本體彎折至小于90度角v 在汽車上，將氧傳感器線束遠(yuǎn)離可能產(chǎn)生較大電磁干擾的裝置，比如火花塞導(dǎo)線、發(fā)電機(jī)等v 拆裝之前適度加熱排氣系統(tǒng)v 拆卸后應(yīng)用硬絲刷清理安裝孔及附近區(qū)域v 重新安裝傳感器應(yīng)用新的密封墊圈及涂抹專用螺紋防燒結(jié)劑 v5、推薦使用條件 v （1傳感器常規(guī)工作溫度范圍 v 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管溫度范圍：260850v 傳感器最高連續(xù)工作溫度及允許最大過熱溫度：（2允許燃油雜質(zhì)量： 鉛Pb）： 不大于0.005克/升 磷P）： 不大于0.0002克/升 硫 (S)： 不大于0.04%（重量比） 硅 （Si） 不大于4ppm 機(jī)油消耗 不大于0.02升/小時(shí)6、失效模式 氧傳感器主要失效模式概述如下： 氧傳感器電器接插器與車身線束的接線端子連接接觸不良； 氧傳感器