汽車發(fā)動機氧傳感器信號波形分析(圖)

m.middletowncarescoalition.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽修知識時間：2013-10-22

隨著汽車排放法規(guī)的逐漸嚴格和對汽車排氣污染控制的重視，“電噴”加三元催化器的發(fā)動機正成為普遍配置。這種發(fā)動機采用了混合氣成分的閉環(huán)控制和三元催化反應裝置的聯(lián)合使用技術(shù)，是汽油機有效的排氣凈化方法。在這一系統(tǒng)中，氧傳感器是進行閉環(huán)反饋控制的主要元件之一，必不可少。正常工作時，氧傳感器隨時測定發(fā)動機排氣管中的氧含量(濃度)，以檢測發(fā)動機燃燒狀況。因此，當發(fā)動機出現(xiàn)燃燒故障時，必然引起氧傳感器電壓信號的變化，這就為通過觀察氧傳感器的信號波形判斷發(fā)動機某些故障提供可能。很多資料顯示其效果很好。
1. 氧傳感器的一般作用
如圖1所示，要使三元催化轉(zhuǎn)化器全面凈化CO、HC和NOX這三種有害氣體，必須保證混合氣濃度始終保持在理論空燃比(14.7)附近的狹小范圍內(nèi)。一旦混合氣濃度偏離了這個狹小范圍，則三元催化轉(zhuǎn)化器凈化能力便急劇下降。保證混合氣濃度在理論空燃比附近，“電噴”系統(tǒng)和氧傳感器的配合是很好的解決方案。

圖1 轉(zhuǎn)換效率隨空燃比變化曲線

氧傳感器檢測排氣中的氧濃度，并隨時向微機控制裝置反饋信號。微機則根據(jù)反饋來的信號及時調(diào)整噴油量(噴油脈寬)，如信號反映混合氣較濃，則減少噴油時間；反之，如信號反映混合氣較稀，則延長噴油時間。這樣使混合氣的空燃比始終保持在理論空燃比附近(見圖2)，這就是燃料閉環(huán)控制或稱燃料反饋控制。

圖2 反饋控制原理圖

2. 氧傳感器的正常波形
常用的汽車氧傳感器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。以氧化鋯式為例，正常情況下當閉環(huán)控制時(見圖3)，氧傳感器的電壓信號大約在0至1V之間波動，平均值約450mV。當混合氣濃度稍濃于理論空燃比時，氧傳感器產(chǎn)生約800mV的高電壓信號；當混合氣濃度稍稀于理論空燃比時，氧傳感器產(chǎn)生接近100mV的低電壓信號。當然，不同類型的氧傳感器其實際波形并不完全相同。朱軍老師曾總結(jié)說：“一般亞洲和歐洲車氧傳感器(博世)信號電壓波形上的雜波要少，尤其是豐田凌志車氧傳感器信號電壓波形的重復性好，而且對稱、清楚，美國車（不是采用亞洲的發(fā)動機和電子反饋控制系統(tǒng)）雜波要多。”但需要指出，氧化鈦型氧傳感器反饋給發(fā)動機電控單元的電壓，一般是1V范圍內(nèi)變化，也有少數(shù)的是5V范圍內(nèi)變化的。

圖3 正常的多點噴射發(fā)動機氧傳感器波形