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氧传感器

翁德沃彭:

  • 氧传感器
  • 温热元素
  • 在 lambda 传感器处测量
  • 均质和分层燃烧过程中的 Lambda 值
  • 燃油调整

氧传感器:
每辆配备汽油发动机和 EOBD 的现代汽车在排气管中都安装有 1 或 2 个 lambda 传感器。 通常在催化剂之前有一个控制传感器(宽带传感器),在催化剂之后有一个控制传感器(跳跃传感器)。 如果仅存在一个 lambda 传感器(用于催化转化器),则在大多数情况下它是跳跃传感器。 跳跃传感器也称为锆传感器。 下图显示了气缸组 1(编号 1 和 2)和气缸组 2(编号 3 和 4)的前部和后部 lambda 传感器。

氧传感器检查废气中空气和燃料的成分。 测量数据被发送至发动机控制单元。 氧传感器对于催化转化器的功能是必需的,因为它与定期在稀和浓之间变化的混合物一起工作。 控制探头本质上是“控制”混合物的成分; 发动机控制单元接收来自控制探头的测量数据并相应地调整喷射。 如果混合物太稀,则喷射更多燃油。 如果混合气太浓,喷油器的喷射时间就会缩短,使混合气再次变得稀薄。

当车辆配备两个传感器时,跳跃传感器记录催化转化器后废气中的氧气含量; 这会检查催化剂是否已正确转化废气。 如果催化剂有缺陷(例如,如果内部有缺陷或纯粹由于老化),跳跃传感器将识别催化剂的功能不良。 随后发动机故障灯亮起。 当读取汽车时,会出现故障代码,并显示催化转化器工作不正常的信息。 lambda 传感器的使用寿命通常约为 160.000 公里。 当氧传感器过时时,测量结果可能会受到影响,但发动机故障灯不会亮起。

喷射系统页面解释了混合物成分如何影响废气、功率和燃油消耗。

氧传感器将废气与外部空气进行比较。 因此,探头中的外部空气供应不被堵塞非常重要。 当此孔关闭并且没有更多空气(下图中的蓝色)可以进入传感器时,传感器将无法工作。

暖元素:
现代氧传感器配备了内部加热元件。 该加热元件可确保 lambda 传感器在冷启动后能够尽快开始测量。 氧传感器仅在废气温度达到约 350 摄氏度时起作用。 通过内部加热氧传感器,可以测量废气何时达到最初所需温度的一半。 现在,您只需几秒钟即可在闭环情况下运行,而不是只需几分钟。

宽带传感器:
宽带传感器比跳跃传感器具有更大的测量范围。 即使在满载期间,当混合物较浓时,也会记录正确的空燃比并将其发送至 ECU。 不仅测量精度高,而且传感器速度快并且可以承受高温(高达950-1000°C)。 下图显示了宽带传感器的示意图。

宽带传感器必须至少在 600°C 的温度下才能正常工作。 这就是为什么使用加热元件(在连接 AF 之间)在发动机冷启动后加热传感器的原因。 宽带传感器由传统的锆传感器和泵浦电池组成。 传感器放置在连接 D 和 E 之间,泵单元放置在 C 和 E 之间。 锆传感器的输出电压取决于 lambda 值:

  • 臂:100mV;
  • 丰富:900 mV。

宽带传感器中的泵单元试图通过将氧气泵入或泵出废气来将电压保持在 450 mV。 在浓混合物中,氧气含量较低,因此泵浦电池必须泵入大量氧气才能维持 450 mV 的电压。 当混合物稀薄时,泵单元将氧气从测量单元中泵出。 这改变了泵单元使用的流动方向。

测量泵浦期间产生的电流。 流动的高度和方向是当前空气/燃料比的量度。 控制单元(上图中虚线右侧的部分)控制泵单元。 点 4 处的电压取决于氧气测量元件传输的值。 该电压到达控制单元中运算放大器的负极连接。

  • 浓混合物:运放负极端子上的电压高于正极端子上的电压。 放大器接地,输出电压会降低。 电流将从E流向C。
  • 稀混合气:运放负端电压低于2,45伏,导致放大器接4伏,输出电压会升高。 电流将从 C 流向 E。与浓混合物相比,流动方向相反。

控制单元可以通过测量连接 3 处电阻器上的电压降来确定电流强度。 该电压降的大小是 lambda 值的度量。 因此,无法用万用表检查跳变传感器的电压来确保传感器仍然正常工作。

跳跃传感器:
跳跃传感器的测量区域有限。 催化转换器仅配备 lambda 传感器的老式汽车通常配备跳跃传感器作为控制传感器。 跳跃传感器根据氧气差异产生电压。 该电压在 0,1 至 0,9 伏之间,可以用万用表测量。

均质和分层燃烧过程中的Lambda值:

同质:
对于均匀混合物,λ 值在任何地方都是 1。这意味着在汽油发动机中,空气和燃油的比例为 14,7:1(14,7 千克空气加 1 千克燃料)。 每个电机都能均匀运行。 如果发生浓缩,则 lambda 值将减小,如果混合物变得更稀,则 lambda 值将增加:

 λ<1 = 丰富
 λ>1 = 差

发动机总是会在浓油和稀油之间波动,以保持催化转化器正常工作。

拉姆达1

分层:
直喷发动机可以在部分负荷下分阶段运行。 分层燃烧过程是指燃烧空间内存在各种空气层,在燃烧过程中被利用。 靠近火花塞,lambda 值为 1。远离火花塞,lambda 值变得更高(更稀薄,因此空气更多)。 该空气提供了绝缘空气层。 在分层工艺中,注射时间晚于均质工艺。
借助分层喷射,节气门可以完全打开,从而减少空气的窒息。 由于吸入的空气经过除气处理,因此阻力较小,因此更容易被吸入。 由于分层喷射的燃烧空间内有隔离空气层,因此拉姆达值小于1,因此不会对燃烧造成任何问题。 在分层过程中,燃料消耗减少。
 满载时,电机始终均匀运行。 这比分层工艺提供了更高的扭矩。 如果发动机运转均匀,则燃油会提前喷射。 当车辆脱离静止状态时,发动机也能均匀运转。 与发动机以分层方式运行相比,启动扭矩更高

燃油调整:
燃油修正由氧传感器数据形成。 燃油调整用于汽油发动机,以保持完全燃烧的理想空燃比。 这相当于 14,7 千克空气比 1 千克燃料,称为化学计量混合比。

燃油调整提供了一个修正系数,可以在必要时调整基本的燃油喷射量。 发动机部件、传感器和执行器的磨损和污染都被考虑在内。 在燃油调整的帮助下,汽车整个生命周期的废气排放量都保持在法定标准以内。

欲了解更多信息,请访问该页面: 燃油调整。