目前使用的氧傳感器有氧化锆式和氧化钛式兩種,其中應用最多的是氧化锆式氧傳感器。
氧傳感器的作用
在使用三元催化轉換器以減少排氣污染的發動機上,氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比,三元催化劑對CO、HC和NOx的淨化能力将急劇下降,故在排氣管中安裝氧傳感器,用以檢測排氣中氧的濃度,并向ECU發出反饋信号,再由ECU控制噴油器噴油量的增減,從而将混合氣的空燃比控制在理論值附近。
以氧化锆式氧傳感器為例進行說明。锆管的陶瓷體是多孔的,滲入其中的氧氣,在溫度較高時發生電離。由于錯管内、外側氧含量不一緻,存在濃差,因而氧離子從大氣側向排氣一側擴散,從而使锆管成為一個微電池,在兩電極間産生電壓,如圖3所示。當混合氣的實際空燃比小于理論空燃比,即發動機以較濃的混合氣運轉時,排氣中氧含量少,但CO,HC等較多。這些氣體在錯管外表面的鉛催化作用下與氧發生反應,将耗盡排氣中殘餘的氧,使锆管外表面氧氣濃度變為零,這就使得锆管内、外側氧濃差加大,兩鉛極間電壓陡增。因此,锆管氧傳感器産生的電壓将在理論空燃比時發生突變:稀混合氣時,輸出電壓幾乎為零;濃混合氣時,輸出電壓接近1V。
汽車上有兩個氧傳感器,一個位于排氣歧管後方,另一個位于三元催化器後方。我們習慣性将其稱為前氧傳感器和後氧傳感器。
前氧傳感器
前氧傳感器又稱為空燃比傳感器,它給ECU提供信号對噴油量進行修正。位于排氣歧管後方,氣缸燃燒後的廢氣排出後就到達前氧傳感器。汽油機工作時ECU通過空氣流量計和進氣壓力傳感器來綜合判斷進氣量,但是進氣量控制肯定有誤差,怎樣驗證空燃比是否正常呢,那就是檢測尾氣裡氧氣濃度,如果氧氣濃度過高說明汽油太少,沒有完全消耗掉氧氣。如果廢氣裡氧氣濃度太低說明噴油太多,氧氣不夠用。ECU就是依靠前氧傳感器的信号來對噴油量進行修正的。上圖就是前氧傳感器,一般我們打開發動機蓋在排氣管那一側就能看到。
後氧傳感器
後氧傳感器是用來判斷三元催化器的淨化效果的。因為尾氣進入三元催化器後尾氣中的有害物質會在高溫下催化氧化成無害物質,這個過程需要消耗一定氧氣,所以尾氣經過三元催化器後氧濃度會降低,如果後氧傳感器檢測到的氧濃度小于前氧傳感器檢測到的數據,那就說明三元催化器工作正常。如果前後氧傳感器的數據一樣,那說明三元催化器沒有起到淨化尾氣的作用,這時候就會亮起發動機故障燈了。
經常有人說汽車費油了就換氧傳感器,其實這是一種很片面的說法,首先來說費油的原因很多,不僅僅是氧傳感器的問題。其次氧傳感器本身的使用壽命是很長的,輕易很難損壞,常見的氧傳感器故障主要是污染,比如汽油裡矽含量超标會導緻氧傳感器表面産生白色沉積物,使用二茂鐵抗爆劑的汽油會導緻氧傳感器表面産生紅色沉積物,發動機燃燒不好會使氧傳感器表面産生黑色積碳,當ECU認為氧傳感器信号異常時就不會采納氧傳感器信号,為了保證動力性噴油會偏向加濃,因此油耗會增加。不過這時候都會亮發動機故障燈的。出現這種情況一般隻需要清洗幹淨就可以了。
如何保養氧傳感器呢?
氧傳感器的清洗可以用三元催化器清洗劑泡10分鐘,然後用電吹風将其吹幹即可。如果氧傳感器已經失效,請立即更換,最好購買原廠件。
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