寬帶氧傳感器檢測(cè)：寬帶氧傳感器原理及檢測(cè)
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隨著國(guó)家對(duì)汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高，普通的加熱、開(kāi)關(guān)型氧傳感器已不能滿足尾氣排放高標(biāo)準(zhǔn)的要求，取而代之的是測(cè)量范圍更廣的寬帶型廢氣氧傳感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)寬帶氧傳感器)。本文以帕薩特領(lǐng)馭BGC發(fā)動(dòng)機(jī)和桑塔納志俊BK T發(fā)動(dòng)機(jī)的前氧傳感器為例，對(duì)寬帶氧傳感器的工作原理及檢測(cè)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一、工作原理
1.前氧傳感器的安裝位置及插頭帕薩特領(lǐng)馭BGC發(fā)動(dòng)機(jī)、桑塔納志俊
BKT發(fā)動(dòng)機(jī)的前氧傳感器都采用了寬帶氧傳感器(BOSCH LSU4.2型)，后氧傳感器為普通的加熱、開(kāi)關(guān)型氧傳感器。前氧傳感器安裝在三元催化器的前方，有5根線、6個(gè)接線端子。
2.微調(diào)電阻
帕薩特領(lǐng)馭BGC發(fā)動(dòng)機(jī)、桑塔納志俊BK T發(fā)動(dòng)機(jī)的前氧傳感器從表面上看只有5根線(2＃端子未接線)，但是傳感器側(cè)插頭T6t(T6m公頭)的2＃與6＃之間串聯(lián)了一個(gè)微調(diào)電阻(圖1)，因此前氧傳感器具有6個(gè)接線端子。
圖1 傳感器側(cè)插頭內(nèi)置微調(diào)電阻
3.電路圖修改
通過(guò)實(shí)測(cè)B GC、BK T發(fā)動(dòng)機(jī)前氧傳感器的微調(diào)電阻值(在傳感器側(cè)插頭T6t或T6m公頭上的2＃與6＃之間)，可以發(fā)現(xiàn)大眾汽車(chē)提供的原廠電路圖明顯存在錯(cuò)誤，我們對(duì)其進(jìn)行修改見(jiàn)圖2、圖3。
4.工作原理
(1)結(jié)構(gòu)及工作原理
寬帶型氧傳感器是以普通的加熱、開(kāi)關(guān)型二氧化鋯氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而成，其結(jié)構(gòu)主要包括氧濃度差電池、泵電池、擴(kuò)散室、參考室和加熱器等(圖4)。
廢氣通過(guò)擴(kuò)散孔進(jìn)入擴(kuò)散室(稱(chēng)“取樣廢氣”)，若擴(kuò)散室中取樣廢氣的氧濃度和參考室中空氣的氧濃度不同，氧濃差電池的兩電極(電極C、D)間會(huì)產(chǎn)生氧濃度差電池電壓(即Nernst電壓)。
氧化鋯型氧傳感器有一特性，即當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，反之，若將電動(dòng)勢(shì)加在氧化鋯組件上，會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。根據(jù)此原理，通過(guò)寬帶氧傳感器的控制器(內(nèi)置于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU中)改變泵電壓的大小和方向可改變寬帶氧傳感中氧離子的擴(kuò)散方向和速率(泵入或泵出擴(kuò)散室)，使氧濃度差電池輸出電壓維持在0.45V。
(2)控制器
寬帶氧傳感器與普通氧傳感器不同，必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用的控制器。控制器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5，控制器主要包括溫度檢測(cè)、加熱控制、泵電流控制與測(cè)量、泵電流校正標(biāo)定等功能模塊。
圖5 控制器結(jié)構(gòu)示意圖
寬帶氧傳感器的溫度檢測(cè)條件是當(dāng)寬帶氧傳感器溫度為750℃時(shí)，氧濃度差電池的內(nèi)阻為8 0Ω，通過(guò)測(cè)量氧濃度差電池的內(nèi)阻可以感知氧傳感器的溫度信息。利用氧濃度差電池的交流電壓來(lái)檢測(cè)內(nèi)阻，通過(guò)對(duì)氧傳感器的溫度檢測(cè)，輸出占空比控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)加熱電路，使氧傳感迅速達(dá)到并維持750℃的正常工作溫度。寬帶氧傳感器的加熱速度比普通氧傳感器更快。
(3)信號(hào)電壓
寬帶氧傳感器輸出的信號(hào)電壓是利用氧濃度差電池的直流通道信息，經(jīng)過(guò)比較、計(jì)算輸出的泵電壓，經(jīng)過(guò)61.9Ω電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換成泵電流，再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理、標(biāo)定而形成的。因此，利用萬(wàn)用表在寬帶氧傳感器的6個(gè)端子上直接測(cè)量寬帶氧傳感器的輸出電壓是不可能實(shí)現(xiàn)的，必須通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流(選擇車(chē)型，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)01、選擇讀取數(shù)據(jù)流08、選擇組號(hào)33，以下簡(jiǎn)稱(chēng)01-08-33)。
二、常見(jiàn)故障及診斷
1.常見(jiàn)故障
(1)寬帶氧傳感器中毒。氧傳感器中毒主要指鉛中毒和硅中毒，會(huì)造成氧傳感器性能老化甚至失效。
(2)寬帶氧傳感器積炭。由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性變差，在氧傳感器表面形成積炭，或氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入了油污、塵埃、沉積物，阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的信號(hào)失準(zhǔn)，ECU不能及時(shí)地修正空燃比。
(3)寬帶氧傳感器陶瓷碎裂。氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強(qiáng)烈氣流吹洗都可能使其碎裂而失效。
(4)加熱器電阻絲燒斷。若寬帶氧傳感器加熱器的電阻絲斷路，其加熱功能失效，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)很難達(dá)到寬帶氧傳感器所需的正常工作溫度，傳感器會(huì)失效。
(5)寬帶氧傳感器連接插頭故障。
(6)寬帶氧傳感器與控制器之間的導(dǎo)線斷路及短路故障。
2.通過(guò)寬帶氧傳感器外觀顏色進(jìn)行故障診斷從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無(wú)堵塞，陶瓷芯有無(wú)破損，如有破損，則應(yīng)更換氧傳感器。另外，通過(guò)觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障現(xiàn)象，寬帶氧傳感器的正常顏色是淡灰色，頂部顏色發(fā)生變化，氧傳感器存在以下故障或故障隱患：頂尖呈黑色是積炭污染造成的，拆下清除積炭一般可以正常使用；頂尖呈棕色是鉛污染造成的，頂尖呈白色是硅污染造成的，這種情況需要(輸出電壓值、動(dòng)態(tài)系數(shù)及是否老化)及信號(hào)電壓變化頻率確定是否需要更換。
三、寬線路檢測(cè)
1.萬(wàn)用表測(cè)量
(1)測(cè)量電阻值通過(guò)對(duì)B GC、BK T發(fā)動(dòng)機(jī)的前氧傳感器的原理分析可以看出，利用萬(wàn)用表能夠進(jìn)行特定電阻值測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 寬帶氧傳感器的測(cè)量
(2)測(cè)量電壓值
關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下前氧傳感器的插頭，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位，在線束側(cè)插頭測(cè)量各端子的電壓值。
打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表在線束側(cè)插頭測(cè)量寬帶氧傳感器各端子靜態(tài)電壓值，能有效檢查傳感器至控制器的線路及控制器自身存在的故障點(diǎn)。線束側(cè)測(cè)量寬帶氧傳感器的1＃與5＃端子之間的電壓差應(yīng)該為0.45V左右；2＃、6＃端子的電壓值應(yīng)相等；3＃端子為電源電壓(注意BGC發(fā)動(dòng)機(jī)由于接燃油泵繼電器后電源，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，只有2s左右的時(shí)間有電壓)，4＃端子為加熱器的控制端，由控制器(ECU內(nèi))控制。
2.診斷儀測(cè)量
(1)讀取故障碼當(dāng)寬帶氧傳感器及線路出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)首先用診斷儀讀取故障信息。以下是利用BOSCH金德K T600診斷儀對(duì)BGC、BKT發(fā)動(dòng)機(jī)讀取故障碼信息。
①故障碼P0030
拔下前氧傳感器的插頭，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，只能讀取到P 0 03 0故障碼，其含義為“汽缸列1-傳感器1加熱電路斷路”，此時(shí)并不能讀取到有關(guān)氧濃度差電池及泵電池的故障碼。
②故障碼P0130當(dāng)寬帶氧傳感器與控制器之間的導(dǎo)線1＃與5＃之間短路或者寬帶氧傳感器鐵短路時(shí)，能讀取到P0130故障碼，其含義是“汽缸列1-傳感器1電路中電氣故障”。
(2)讀取數(shù)據(jù)流
寬帶氧傳感的信號(hào)電壓在傳感器的6個(gè)端子上是無(wú)法直接測(cè)量的，只能利用診斷儀讀取該數(shù)值。連接診斷儀，選擇車(chē)型、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(01)，選擇讀數(shù)據(jù)流(08)，輸入組號(hào)就可以讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)流。
3.寬帶氧傳感的信號(hào)電壓異常值
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，寬帶氧傳感器的信號(hào)電壓值應(yīng)在1～2V之間來(lái)回變化，當(dāng)電壓信號(hào)低于1.5V時(shí)，說(shuō)明混合汽過(guò)濃；當(dāng)電壓信號(hào)高于1.5V時(shí)，說(shuō)明混合汽過(guò)稀。當(dāng)寬帶氧傳感器及線路出現(xiàn)故障時(shí)，寬帶氧傳感器的控制器會(huì)輸出固定電壓信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU據(jù)此診斷出故障并輸出故障信息。
4.波形讀取利用專(zhuān)用示波器或者診斷儀自帶的示
波功能可以讀取波形：寬帶氧傳感的加熱控制電壓波形、泵電壓波形、氧濃度差電池(直流通道)電壓波形、氧濃度差電池(交流通道)電壓波形、在2＃、6＃端子實(shí)測(cè)電壓波形(雙通道)、在1＃、5＃端子實(shí)測(cè)電壓波形(雙通道)、在1＃端子實(shí)測(cè)波形以及在1＃與
5＃端子間實(shí)測(cè)電壓波形。
寬帶氧傳感器檢測(cè)：寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法
隨著汽車(chē)排放限值要求的不斷提高，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)型氧傳感器已不能滿足需要，取而代之的是控制精度更高的線'陛寬帶氧傳感器（ UniversalExhaust Gas Oxygen Sensor，簡(jiǎn)稱(chēng)UEGO）。寬帶氧傳感器能夠提供更準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給ECU ,ECU依此信號(hào)精確地控制噴油時(shí)間，可使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性與排放性達(dá)到更高水準(zhǔn)。
一、寬帶氧傳感器的組成
寬帶氧傳感器是以普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧化錯(cuò)型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來(lái)，由普通加熱型氧化錯(cuò)氧傳感器和泵氧元2部分組成，如圖1所示。
第一部分是普通加熱型氧化錯(cuò)氧傳感器，氧化錯(cuò)組件的2個(gè)電極，1個(gè)處于空氣室，另一個(gè)處于測(cè)量室。空氣室與外界大氣相通，測(cè)量室通過(guò)單元泵與尾氣相通，尾氣中的氧通過(guò)單元泵輸送到測(cè)量室中。由于氧化錯(cuò)組件內(nèi)外2側(cè)的氧含量不同，在2電極間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為能斯特電池。為使氧化錯(cuò)組件能極早投入工作，其上加裝有加熱裝置，加熱裝置的工作受ECU控制。
第二部分是泵氧元，又稱(chēng)為單元泵。單元泵一側(cè)通尾氣，另一側(cè)通測(cè)量室。氧化錯(cuò)型氧傳感器有一特性，即當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。反之，若將電動(dòng)勢(shì)加在氧化錯(cuò)組件上，則會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。單元泵是利用氧化錯(cuò)傳感器的反作用原理來(lái)工作的。將電壓施加于氧化錯(cuò)組件上，推動(dòng)氧離子的移動(dòng)，將尾氣中的氧泵入測(cè)量室中。加在單元泵上的電壓越高，氧離子的移動(dòng)速度越快，單位時(shí)間內(nèi)泵入測(cè)量室中的氧離子數(shù)量越多。
二、寬帶氧傳感器的工作原理
發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，ECU通過(guò)改變單元泵電流來(lái)調(diào)節(jié)泵氧速度，將能斯特電池的電壓值維持在450mV。這種不斷變化的單元泵電流經(jīng)ECU處理后形成寬帶氧傳感器的信號(hào)，ECU依此信號(hào)對(duì)空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制，使三元催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想狀態(tài)。具體調(diào)節(jié)過(guò)程如下：
1．混合氣過(guò)濃
混合氣過(guò)濃時(shí)，尾氣中的氧含量少，倘若單元泵以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將不足，能斯特電池電壓值會(huì)超過(guò)450mV。此時(shí)ECU增大單元泵的工作電流，增加泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量增加，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖2所示。同時(shí)，ECU根據(jù)氧傳感器電壓值來(lái)減少?lài)娪土俊?br/>2．混合氣過(guò)稀
混合氣過(guò)稀時(shí)，排氣中的氧含量多，倘若單元泵仍以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將增多，能斯特電池電壓值會(huì)低于450mV。此時(shí)ECU減小單元泵的工作電流，減小泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量減少，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖3所示。同時(shí)，ECU根據(jù)氧傳感器信號(hào)電壓值增加噴油量。
三、寬帶氧傳感器的檢測(cè)
圖4為桑塔納3000及帕薩特領(lǐng)馭1.8T轎車(chē)裝備的前氧（G39）與后氧（G130）傳感器線路連接情況。前氧傳感器G39，安裝在三元催化器前方，采用了寬帶氧傳感器，主要是對(duì)空燃比進(jìn)行精確控制。后氧傳感器G130安裝在三元催化器后方，仍為普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧傳感器，主要是監(jiān)控三元催化器的轉(zhuǎn)換效率。
對(duì)前氧傳感器G39來(lái)說(shuō)，傳感器側(cè)插頭的2號(hào)與6號(hào)端子之間串聯(lián)了1個(gè)微調(diào)電阻，阻值約125ω。端子3,4為加熱器供電，來(lái)自油泵繼電器的12V電壓由3號(hào)端子輸入，4號(hào)端子由ECU控制搭鐵。加熱器電阻約為3ω（正常值為2～5ω）。
用萬(wàn)用表檢測(cè)寬帶氧傳感器的方法：
點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至OFF，拔下前氧傳感器的插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，在線束側(cè)測(cè)量各插頭端子的電壓值。1號(hào)與5號(hào)端子之間的電壓差應(yīng)為0.45V左右；3號(hào)端子對(duì)地電壓為12V, 2s后為變?yōu)?V，這是因?yàn)辄c(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置不啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)，ECU控制油泵繼電器只有2s左右的通電時(shí)間。
用診斷儀檢測(cè)寬帶氧傳感器的方法：
利用萬(wàn)用表在寬帶氧傳感器端子上直接測(cè)量傳感器的輸出電壓是不可能的，必須通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)寬帶氧傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流組號(hào)為330寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0V～2.0V。電壓值大于1.5V時(shí)混合氣過(guò)稀（氧多），電壓值小于1.5V時(shí)混合氣過(guò)濃（氧少）。
實(shí)際檢測(cè)時(shí)，可人為控制混合氣過(guò)濃與過(guò)稀，以此來(lái)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)流。從帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)進(jìn)氣歧管上拔掉一根真空管，使混合氣變稀，此時(shí)會(huì)看到寬帶氧傳感器的電壓值大于1.5V；從空氣濾清器入口噴入發(fā)動(dòng)機(jī)清洗劑，使混合氣變濃，此時(shí)會(huì)看到寬帶氧傳感器的電壓值小于1.5V 5變化非常明顯。
寬帶氧傳感器檢測(cè)：寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法
描述
寬帶氧傳感器作用和結(jié)構(gòu)
用寬帶氧傳感器可以在0.8～2.5之間無(wú)級(jí)地測(cè)量燃油空氣比（連續(xù)的特性線）。寬帶氧傳感器以比常規(guī)氧傳感器更低的加熱功率工作。此外，寬帶氧傳感器可更快達(dá)到準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。
寬帶氧傳感器的傳感器機(jī)構(gòu)由二氧化錯(cuò)陶瓷層（層壓板）組成，如圖1所示。嵌人層壓板中的加熱元件負(fù)責(zé)將工作溫度快速提高到至少750℃的必要溫度。寬帶氧傳感器有兩個(gè)元件，即所謂的測(cè)量元件和參考元件。兩個(gè)元件都涂有鉑電極。
寬帶氧傳感器的工作原理
發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，ECU通過(guò)改變單元泵電流來(lái)調(diào)節(jié)泵氧速度，將能斯特電池的電壓值維持在450mV。這種不斷變化的單元泵電流經(jīng)ECU處理后形成寬帶氧傳感器的信號(hào)，ECU依此信號(hào)對(duì)空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制，使三元催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想狀態(tài)。具體調(diào)節(jié)過(guò)程如下：
1．混合氣過(guò)濃
混合氣過(guò)濃時(shí)，尾氣中的氧含量少，倘若單元泵以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將不足，能斯特電池電壓值會(huì)超過(guò)450mV。此時(shí)ECU增大單元泵的工作電流，增加泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量增加，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖2所示。同時(shí)，ECU根據(jù)氧傳感器電壓值來(lái)減少?lài)娪土俊?br/> 2．混合氣過(guò)稀
混合氣過(guò)稀時(shí)，排氣中的氧含量多，倘若單元泵仍以原來(lái)的工作電流工作，測(cè)量室的氧量將增多，能斯特電池電壓值會(huì)低于450mV。此時(shí)ECU減小單元泵的工作電流，減小泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量減少，能斯特電池電壓值又恢復(fù)到450mV，如圖3所示。同時(shí)，ECU根據(jù)氧傳感器信號(hào)電壓值增加噴油量。
寬帶氧傳感器的檢測(cè)
圖4為桑塔納3000及帕薩特領(lǐng)馭1.8T轎車(chē)裝備的前氧（G39）與后氧（G130）傳感器線路連接情況。前氧傳感器G39，安裝在三元催化器前方，采用了寬帶氧傳感器，主要是對(duì)空燃比進(jìn)行精確控制。后氧傳感器G130安裝在三元催化器后方，仍為普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧傳感器，主要是監(jiān)控三元催化器的轉(zhuǎn)換效率。
對(duì)前氧傳感器G39來(lái)說(shuō)，傳感器側(cè)插頭的2號(hào)與6號(hào)端子之間串聯(lián)了1個(gè)微調(diào)電阻，阻值約125ω。端子3，4為加熱器供電，來(lái)自油泵繼電器的12V電壓由3號(hào)端子輸入，4號(hào)端子由ECU控制搭鐵。加熱器電阻約為3ω（正常值為2～5ω）。
用萬(wàn)用表檢測(cè)寬帶氧傳感器的方法：
點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至OFF，拔下前氧傳感器的插頭，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，在線束側(cè)測(cè)量各插頭端子的電壓值。1號(hào)與5號(hào)端子之間的電壓差應(yīng)為0.45V左右；3號(hào)端子對(duì)地電壓為12V， 2s后為變?yōu)?V，這是因?yàn)辄c(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置不啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)，ECU控制油泵繼電器只有2s左右的通電時(shí)間。
用診斷儀檢測(cè)寬帶氧傳感器的方法：
利用萬(wàn)用表在寬帶氧傳感器端子上直接測(cè)量傳感器的輸出電壓是不可能的，必須通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)寬帶氧傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流組號(hào)為330寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0V～2.0V。電壓值大于1.5V時(shí)混合氣過(guò)稀（氧多），電壓值小于1.5V時(shí)混合氣過(guò)濃（氧少）。
實(shí)際檢測(cè)時(shí)，可人為控制混合氣過(guò)濃與過(guò)稀，以此來(lái)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)流。從帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)進(jìn)氣歧管上拔掉一根真空管，使混合氣變稀，此時(shí)會(huì)看到寬帶氧傳感器的電壓值大于1.5V；從空氣濾清器入口噴入發(fā)動(dòng)機(jī)清洗劑，使混合氣變濃，此時(shí)會(huì)看到寬帶氧傳感器的電壓值小于1.5V 5變化非常明顯。
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寬帶氧傳感器檢測(cè)：寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法_1
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1、寬帶氧傳感器的工作原理與檢測(cè)方法 隨著汽車(chē)排放限值要求的不斷提高，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)型氧傳感器已不能滿足需要， 取而代之的是控制精度更高的線性寬帶氧傳感器 (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor,簡(jiǎn)稱(chēng)UEGO)寬帶氧傳感器能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給ECU, ECU 依此信號(hào)精確地控制噴油時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性與排放性達(dá)到較高水準(zhǔn)。 一、寬帶型氧傳感器的組成 寬帶型氧傳感器是以普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來(lái)。 氧化鋯型氧傳感器有一特性，即當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。反之，若將電 動(dòng)勢(shì)加在氧化鋯組件上，則會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。寬帶型氧傳感器有兩部分組 成，如
2、圖 1 所示。 第一部分是普通加熱型氧化鋯型氧傳感器， 氧化鋯組件的兩個(gè)電極一個(gè)處于 空氣室，另一個(gè)處于測(cè)量室。空氣室與外界大氣相通，測(cè)量室通過(guò)單元泵與排 氣相通，排氣中的氧通過(guò)單元泵輸送到測(cè)量室中。由于氧化鋯組件內(nèi)外兩側(cè)的 氧含量不同，在兩電極間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為能斯特電池。為使氧化鋯組件能 極早投入工作，設(shè)置了加熱裝置，加熱裝置的工作受電腦控制。 第二部分是泵氧元，又稱(chēng)為單元泵。單元泵一側(cè)通排氣，另一側(cè)通測(cè)量室。 單元泵是利用氧化鋯傳感器的反作用原理來(lái)工作的。將電壓施加于氧化鋯組件 上，推動(dòng)氧離子的移動(dòng)，將排氣中的氧泵入測(cè)量室中。形象一點(diǎn)講，加在單元 泵上的電壓越高，氧離子的移動(dòng)速度越快，
3、單位時(shí)間內(nèi)泵入測(cè)量室中的氧離子 數(shù)量越多。 02Oz。2 電電電 電電 圖1寬帶型氧傳感器的主要組成部件 二、寬帶氧傳感器的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電腦通過(guò)改變單元泵電流來(lái)調(diào)節(jié)泵氧速度，將能斯特電 池的電壓值維持在 450mV。這種不斷變化的單元泵電流經(jīng)電腦處理后形成寬帶 氧傳感器的信號(hào)，電腦依此信號(hào)對(duì)空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制，使三元催化反應(yīng)器的 轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想狀態(tài)。具體調(diào)節(jié)過(guò)程如下： 1混合氣過(guò)濃 混合氣過(guò)濃時(shí)，排氣中的氧含量少，倘若單元泵以原來(lái)的工作電流工作， 測(cè)量室的氧量將不足，能斯特電池電壓值會(huì)超過(guò) 450mV。此時(shí)控制單元增大單 元泵的工作電流，增加泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量增加，能
4、斯特電池電壓值 又恢復(fù)到450mV，如圖2所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器電壓值來(lái)減少?lài)?油量。 02 02 02 02 02 02 02 02 450 (a)能 450mV 02 (b能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV 圖2混合氣過(guò)濃時(shí)的調(diào)節(jié)過(guò)程 2混合氣過(guò)稀 混合氣過(guò)稀時(shí)，排氣中的氧含量多，倘若單元泵仍以原來(lái)的工作電流工作， 測(cè)量室的氧量將增多，能斯特電池電壓值會(huì)低于450mV。此時(shí)控制單元減小單 元泵的工作電流，減小泵氧速度，使測(cè)量室中的氧量減少，能斯特電池電壓值 又恢復(fù)到450mV,如圖3所示。同時(shí)，控制單元根據(jù)氧傳感器信號(hào)電壓值增加 噴油量。 0202。2 （a）電電能斯特電池電壓4值
5、小于450mV 能斯特電池電壓值恢復(fù)為450mV 圖3混合氣過(guò)稀時(shí)的調(diào)節(jié)過(guò)程 、寬帶氧傳感器的檢測(cè) 圖4為桑塔納3000及帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)裝用的前氧（G39）與后氧（G130） 傳感器線路連接情況。前氧傳感器G39,安裝在三元催化器前方，采用了寬帶型 氧傳感器，主要是對(duì)空燃比進(jìn)行精確控制。后氧傳感器 G130安裝在三元催化器 后方，仍為普通加熱型開(kāi)關(guān)式氧傳感器，主要是監(jiān)控三元催化器的轉(zhuǎn)換效率。 對(duì)前氧傳感器G39來(lái)說(shuō)，傳感器側(cè)插頭的2號(hào)與6號(hào)端子之間串聯(lián)了一個(gè) 微調(diào)電阻，阻值約125Q。端子3與4為加熱器供電，來(lái)自油泵繼電器的 12V 電由3號(hào)端子輸入，4號(hào)端子由電腦控制搭鐵。加熱器電阻約為 3
6、Q （正常值為 2-5 Q 圖4大眾車(chē)前氧與后氧傳感器線路連接 寬帶氧傳感器的萬(wàn)用表檢測(cè)： 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，拔下前氧傳感器的插頭，點(diǎn)火開(kāi)關(guān) ON,在線束側(cè)插頭測(cè)量 各端子的電壓值。1號(hào)與5號(hào)端子之間的電壓差應(yīng)為左右；3號(hào)端子對(duì)地電壓為 12V，2S后為變?yōu)?,這是因?yàn)辄c(diǎn)火開(kāi)關(guān)打到 ON位置不打車(chē)，電腦控制油泵繼 電器只有2S左右的通電時(shí)間。 寬帶氧傳感器的診斷儀檢測(cè): 利用萬(wàn)用表在寬帶氧傳感器端子上直接測(cè)量傳感器的輸出電壓是不可能 的，必須通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)寬帶氧傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流組 號(hào)為33。寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為。 電壓值大于時(shí)混合氣過(guò)稀（氧多）， 電壓值小于時(shí)混合氣過(guò)濃（氧少）。 實(shí)際檢測(cè)時(shí)，可人為造成混合氣過(guò)濃與過(guò)稀，以此來(lái)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)流。 從帕薩特領(lǐng)馭轎車(chē)進(jìn)氣歧管上拔掉一根真空管，使混合氣變稀，此時(shí)會(huì)看到寬 帶氧傳感器的電壓值大于；從空氣濾清器入口噴入化油器清洗劑，使混合氣變 濃，此時(shí)會(huì)看到寬帶氧傳感器的電壓值小于，變化非常明顯。 附作者信息： 姓名：趙錦強(qiáng) 工作單位：威海職業(yè)學(xué)院
