UEGO宽带氧传感器,宽域氧传感器,宽量程氧传感器的工作原理.doc

随着对汽车尾气排放要求的不断提高,传统的开关型氧传感器已不能满足高排放标准的要求,取而代之的是控制精度更高的线性宽域氧传感器。  宽域氧传感器(UniversalExhaustGasOxygenSens,简称UEGO)能够提供准确的空燃比反馈信号给ECU,从而ECU精确地控制喷油时间,使气缸内混和气浓度始终保持理论空燃比值。宽域氧传感器的使用提高了ECU的控制精度,最大限度地发挥了三元催化器的作用,更加有效地降低了有害气体的排放。宽域氧传感器及其控制器的研究与开发,与当今汽车发展中的安全、环保、节能三大主题相吻合,具有一定的现实和长远意义。  宽域氧传感器,顾名思义它的测量范围变大。宽域氧传感器是在普通开关型氧传感器的基础上增加了一个泵氧膜片。当发动机排放气体流经宽域氧传感器头部时,它将反馈一个电压信号给控制器,告知控制器气缸内混合气是稀了还是浓了;之后控制器将产生一个泵电流流经宽域氧传感器泵氧膜片,从而消耗过量的氧气或燃料,使气缸内混合气的浓度始终维持在理论值附近。  宽域氧传感器的工作原理主要是:1、采集传感器的反馈信号。2、产生泵电流控制信号。3、通过采集泵电流流经某一特定电阻产生的电压,得知泵电流的大小,再通过AD转换输入到控制芯片。宽带型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。氧化锆型氧传感器有一特性,就是当氧离子移动时会产生电动势。若相反将电动势加在氧化锆组件上,即会造成氧离子的移动,根据此原理即可由发动机控制单元控制所想要的比例值。      根据氧传感器的制造材料不同,宽带型氧传感器可分为以ZrO2为基体的固化电解质型和利用氧化物半导体电阻变化型两大类;根据传感器的结构不同,宽带型氧传感又可分为电池型,临界电流型及泵电池型。      构成宽带型氧传感器的组件有两个部分:        一部分为感应室,它的一面与大气接触而另一面是测试腔,通过扩散孔与排气接触,和普通氧化锆氧传感器一样,由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势,一般的氧化锆传感将此电压作为控制单元的输入信号来控制混合比而宽带型氧传感器与此不同的是:发动机控制单元要把感应室两侧的氧含量保持一致,,这个电压只是电脑的参考标准值,它就需要传感器的另一部分来完成。        另一部分是传感器的关键部件泵氧元,泵氧元一边是排气,另一边是与测试腔相连。泵氧元就是利用氧化锆传感器的反作用原理,将电压施加于氧化锆组件(泵氧元)上,这样会造成氧离子的移动,把排气中的氧泵入测试腔当中,,才是我们要的氧含量信号。如果混合气太浓,那么排气中含氧量下降,此时从扩散孔益出的氧较多,感应室的电压升高。为达到平衡发动机控制单元增加控制电流使泵氧元增加泵氧效率,使测试腔的氧含量增加,;相反混合气太稀,则排气中的含氧量增加,这时氧要从扩散孔进入测试腔,感应室电压降低,此时泵氧元向外排出氧来平衡测试腔中的含氧量,,加在泵氧元上的电压可以保证当测试腔内的氧多时,排出腔内的氧,这时发动机控制单元的控制电流是正电流;当腔内的氧少时,进行供氧,此时发动机控制单元的控制电流是负电流。以上过程供给泵氧元的电流就反映了排气中