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（六）氧傳感器 氧傳感器是排氣氧傳感器（Exhaust Gas Oxygen Sensor，EGOS）的簡稱，又稱λ（Lamb-da）傳感器或O2S。其功能是通過監(jiān)測排氣中的氧離子的濃度來獲取混合氣的空燃比信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎?a target="_blank" href="http://www./article/sort0250/sort0289/sort0358/info-226128.html">ECU。以供ECU根據(jù)EGO信號對噴油時間進行修正，從而通過空燃比的反饋控制將λ（過量空氣系數(shù)）控制在最佳混合氣濃度1.0（即空燃比為14.7）附近。 目前廣泛采用的EGO分為氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（TiO2）兩種。一般為加熱型，氧化鋯還有非加熱型。氧化鈦式EGO不易受到硅離子的腐蝕且價格便宜，故被越來越多地被采用。 起動發(fā)動機，在2500r/min轉(zhuǎn)速下保持節(jié)氣門不變，若冷卻溫度傳感器電路斷路，電壓波形出現(xiàn)向上的尖峰（到參考電壓值），電路短路時，產(chǎn)生向下尖峰（到搭鐵值）。 1.氧化鋯式EGO （1）氧化鋯式EGO的結(jié)構(gòu)組成 氧化鋯式EGO的結(jié)構(gòu)如圖81所示。  氧化鋯式EGO的結(jié)構(gòu)特點 1）主要由鋯管、鋼制殼體和鋼制護管、加熱元件、電極及其引線、線頭絕緣支架、防水護套和線束插頭等組成。 2）其核心元件鋯管是采用二氧化鋯固體電解質(zhì)粉末加入少量防止二氧化鋯晶體老化和氧化釔添加劑，經(jīng)壓制成型后燒結(jié)而成的陶瓷管。其內(nèi)、外表面都涂覆一層鉑膜作為電極，且內(nèi)電極與大氣相通，外電極鉑與排氣相通且起催化劑作用。在外電極表面還涂覆多孔性陶瓷保護層。由于鋯管的強度很低，故將其封裝在鋼制護管內(nèi)。 （2）氧化鋯式EGO工作原理 氧化鋯式EGO的工作原理如圖82所示。  （3）氧化鋯式EGO的輸出特性、類型與工作條件 1）氧化鋯式EGO的輸出特性：氧化鋯式EGO的輸出特性如圖83所示。  2）氧化鋯式EGO的類型：有加熱型與非加熱型之分。非加熱型只有1個或2個接線端子；加熱型有3個或4個接線端子，一般用于中高檔轎車。細分如下： 氧化鋯式EGO的工作原理 1）當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，排氣管內(nèi)的廢氣從鋯管外的電極表面的陶瓷層滲入與外電極接觸，而內(nèi)電極則與氧濃度高的大氣接觸。因此在鋯管內(nèi)外形成氧濃度差。使氧化鋯電解質(zhì)內(nèi)部的氧離子向外電極擴散，于是在內(nèi)、外兩鉑電極之間產(chǎn)生電位差，相當于一個氧濃度差微電池。 2）因鋯管外測氧離子是隨可燃混合氣濃度的變化而變化，因此電位差也隨氧離子濃度而變化，便形成一個氧濃度可變信號電源。 氧化鋯式EGO的輸出特性 ①當混合氣較濃時（λ＜1），排氣中CO濃度大而氧離子極少。且在鉑的催化作用下，氧離子幾乎全部與CO發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，而鋯管內(nèi)部與大氣相通，氧離子濃度很大，因此內(nèi)外電極產(chǎn)生的較大的電壓信號（0.9V）。 ②當混合氣較稀時（λ＞1），排氣中CO濃度小而氧離子較多，且在鉑的催化作用下，CO幾乎全部與氧離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，在鋯管外部還有多余的氧存在。故鋯管內(nèi)、外表面間的氧離子濃度差極小，故電位差較低（0.1V）。 ③當λ=1時，排氣中的氧和CO含量均很少，在“鉑”的催化作用下，當混合氣由濃變稀時，氧離子與CO的化學反應(yīng)從缺氧狀態(tài)急刷變化為富氧狀態(tài)，由于氧離子濃度差的急劇變化，因此使輸出電壓從0.9V急劇變化到0.1V。 ①單引線：氧化鋯式EGO只有一根信號線，以外殼為搭鐵回路。 ②兩線式：即一條為信號線，另一條為搭鐵線。 ③三線式：用于加熱型氧化鋯式EGO，其中一條為信號線，另一條為搭鐵線，第三條為來自點火開關(guān)或繼電器的12V加熱電源線。 ④四線式：信號線和加熱線各自有搭鐵回路，即有兩條搭鐵線。 3）氧化鋯式EGO的工作條件：氧化鋯式EGO必須滿足以下三個條件，才能正常工作。 ①發(fā)動機冷卻液溫度高于60℃。 ②發(fā)動機處于部分負荷工況和怠速運轉(zhuǎn)。 ③氧化鋯式EGO自身溫度高于300℃。由于低于300℃無信號輸出，300~800℃信號最強。為此，目前大部分氧化鋯式EGO在其內(nèi)部增設(shè)陶瓷加熱元件，通過汽車電源加熱，可在發(fā)動機起動后20~30s內(nèi)迅速將氧化鋯式EGO加熱到工作溫度。 （4）氧化鋯式EGO的檢測 氧化鋯式EGO的常見故障有EGO內(nèi)部斷路、陶瓷元件破損、加熱電阻絲燒斷以及鉛或積碳沉附于EGO表面等，使得ECU無法得到排氣中氧濃度的反饋信息，從而導(dǎo)致發(fā)動機油耗和排氣污染增加、怠速不穩(wěn)、缺火和喘振等故障。 【案例3-1】桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機加熱型氧化鋯式EGO的檢測 桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機氧化鋯式EGO工作電路如圖84a所示，檢測方法如下： 1）加熱元件電阻檢測：檢測時首先拔下傳感器的線束插接器的插頭，如圖84b所示，檢查端子1與端子2之間的電阻，應(yīng)為1~5Ω（電阻隨溫度升高而迅速上升）。若在常溫下檢查電阻值為∝，則說明加熱元件已經(jīng)斷路，必須更換該EGO。  2）電源電壓檢查：EGO的加熱元件需要電源加熱，當打開點火開關(guān)后，燃油泵繼電器觸點接通時，加熱元件的電源即被接通。當檢查電源電壓時，應(yīng)拔下傳感器的線束插接器的插頭，打開點火開關(guān)，檢查插接器的插頭上端子1與端子2之間的電壓，應(yīng)為12V左右。若無電壓，說明熔斷器或斷路繼電器的觸點接觸不良，應(yīng)予修理或更換。 3）信號電壓檢查：氧化鋯式EGO工作電路及插頭如圖84所示。 |
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