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氧氣感知器

科目:

  • 氧氣感知器
  • 溫暖元素
  • 在 lambda 感測器處測量
  • 均質和分層燃燒過程中的 Lambda 值
  • 燃油調整

氧氣感知器:
每輛配備汽油引擎和 EOBD 的現代汽車在排氣管中都安裝有 1 或 2 個 lambda 感知器。 通常在催化劑之前有一個控制感測器(寬頻感測器),在催化劑之後有一個控制感測器(跳躍感測器)。 如果僅存在一個 lambda 感測器(用於催化轉換器),則在大多數情況下它是跳躍感測器。 跳躍感測器也稱為鋯感測器。 下圖顯示了氣缸組 1(編號 1 和 2)和氣缸組 2(編號 3 和 4)的前部和後部 lambda 感測器。

氧氣感知器檢查廢氣中空氣和燃料的成分。 測量數據被傳送至引擎控制單元。 氧感知器對於催化轉換器的功能是必需的,因為它與定期在稀和濃之間變化的混合物一起工作。 控制探頭本質上是「控制」混合物的成分; 引擎控制單元接收來自控制探頭的測量數據並相應地調整噴射。 如果混合物太稀,則噴射更多燃油。 如果混合氣太濃,噴油嘴的噴射時間就會縮短,使混合氣再次變得稀薄。

當車輛配備兩個感測器時,跳躍感測器記錄催化轉換器後廢氣中的氧氣含量; 這會檢查催化劑是否已正確轉化廢氣。 如果催化劑有缺陷(例如,如果內部有缺陷或只是由於老化),跳躍感測器將識別催化劑的功能不良。 隨後引擎故障燈亮起。 當讀取汽車時,會出現故障碼,並顯示催化轉換器工作不正常的資訊。 lambda 感測器的使用壽命通常約為 160.000 公里。 當氧氣感知器過時時,測量結果可能會受到影響,但引擎故障燈不會亮起。

噴射系統頁面解釋了混合物成分如何影響廢氣、功率和燃油消耗。

氧氣感知器將廢氣與外部空氣進行比較。 因此,探頭中的外部空氣供應不被堵塞非常重要。 當此孔關閉並且沒有更多空氣(下圖中的藍色)可以進入感測器時,感測器將無法工作。

加熱元件:
現代氧氣感知器配備了內部加熱元件。 此加熱元件可確保 lambda 感測器在冷啟動後能夠盡快開始測量。 氧感知器僅在廢氣溫度達到約攝氏 350 度時起作用。 透過內部加熱氧氣感知器,可以測量廢氣何時達到最初所需溫度的一半。 現在,您只需幾秒鐘即可在閉環情況下運行,而不是只需幾分鐘。

寬頻感應器:
寬頻感測器比跳躍感測器具有更大的測量範圍。 即使在滿載期間,當混合物較濃時,也會記錄正確的空燃比並將其發送至 ECU。 不僅測量精度高,而且感測器速度快並且可以承受高溫(高達950-1000°C)。 下圖顯示了寬頻感測器的示意圖。

寬頻感測器必須至少在 600°C 的溫度下才能正常運作。 這就是為什麼使用加熱元件(在連接 AF 之間)在引擎冷啟動後加熱感測器的原因。 寬頻感測器由傳統的鋯感測器和泵浦電池組成。 感測器放置在連接 D 和 E 之間,泵浦單元放置在 C 和 E 之間。 鋯感測器的輸出電壓取決於 lambda 值:

  • 臂:100mV;
  • 豐富:900 mV。

寬頻感知器中的幫浦單元試圖透過將氧氣泵入或泵出廢氣來將電壓保持在 450 mV。 在濃混合物中,氧氣含量較低,因此泵浦電池必須泵入大量氧氣才能維持 450 mV 的電壓。 當混合物稀薄時,泵​​浦單元將氧氣從測量單元中泵出。 這改變了泵浦單元所使用的流動方向。

測量泵浦期間產生的電流。 流動的高度和方向是目前空氣/燃料比的量度。 控制單元(上圖虛線右側的部分)控制幫浦單元。 點 4 處的電壓取決於氧氣測量元件傳輸的值。 此電壓到達控制單元中運算放大器的負極連接。

  • 濃混合物:運轉負極端子上的電壓高於正極端子上的電壓。 放大器接地,輸出電壓會降低。 電流將從E流向C。
  • 稀薄混合氣:運轉負端電壓低於2,45伏,導致放大器接4伏,輸出電壓會升高。 電流將從 C 流向 E。與濃混合物相比,流動方向相反。

控制單元可以透過測量連接 3 處電阻器上的電壓降來確定電流強度。 此電壓降的大小是 lambda 值的度量。 因此,無法用萬用電表檢查跳變感知器的電壓來確保感知器仍然正常工作。

跳躍感應器:
跳躍感測器的測量區域有限。 催化轉換器僅配備 lambda 感測器的老式汽車通常配備跳躍感測器作為控制感測器。 跳躍感測器根據氧氣差異產生電壓。 此電壓在 0,1 至 0,9 伏特之間,可用萬用電錶測量。

均質和分層燃燒過程中的Lambda值:

同質:
對於均勻混合物,λ 值在任何地方都是 1。這意味著在汽油引擎中,空氣和燃油的比例為 14,7:1(14,7 公斤空氣加 1 公斤燃料)。 每個馬達都能均勻運轉。 如果發生濃縮,則 lambda 值將減小,如果混合物變得更稀,則 lambda 值將增加:

 λ<1 = 豐富
 λ>1 = 差

引擎總是會在濃油和稀油之間波動,以保持催化轉換器正常運作。

拉姆達1

分層:
直噴引擎可以在部分負荷下分階段運轉。 分層燃燒過程是指燃燒空間內存在各種空氣層,在燃燒過程中被利用。 靠近火星塞,lambda 值為 1。遠離火星塞,lambda 值變得更高(更稀薄,因此空氣更多)。 該空氣提供了絕緣空氣層。 在分層製程中,注射時間晚於均質製程。
借助分層噴射,節氣門可以完全打開,從而減少空氣的窒息。 由於吸入的空氣經過除氣處理,因此阻力較小,因此更容易被吸入。 由於分層噴射的燃燒空間內有隔離空氣層,因此拉姆達值小於1,因此不會對燃燒造成任何問題。 在分層過程中,燃料消耗減少。
 滿載時,馬達始終均勻運轉。 這比分層製程提供了更高的扭矩。 如果引擎運轉均勻,燃油會提前噴射。 當車輛脫離靜止狀態時,引擎也能均勻運轉。 與引擎以分層方式運轉相比,啟動扭力更高

燃油調整:
燃油修正由氧氣感知器數據形成。 燃油調整用於汽油發動機,以保持完全燃燒的理想空燃比。 這相當於 14,7 公斤空氣比 1 公斤燃料,稱為化學計量混合比。

燃油調整提供了一個修正係數,可以在必要時調整基本的燃油噴射量。 引擎部件、感知器和執行器的磨損和污染都被考慮在內。 在燃油調整的幫助下,汽車整個生命週期的廢氣排放量都維持在法定標準以內。

欲了解更多信息,請訪問該頁面: 燃油調整。