发布于 06-24 21:31:51
一、氧传感器的作用
1.混合气的浓度与三元催化剂的净化效果
（1）三元催化转化器的作用
汽油发动机排出的废气中，对环境影响最大的就是一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NOx。为降低汽车的排气污染，对从发动机气缸中排出的废气进行处理，使其在排出排气管前通过化学反应转化为无毒的二氧化碳CO2和水蒸气。
目前使用最广泛的排气后处理技术就是三元催化转化器，利用催化剂来提高化学反应速度以及降低反应的起始温度。三元催化转化器简称三元催化器，如图9-1所示，它由壳体、减振层、载体及催化剂涂层四部分组成。通常把催化剂涂层部分或载体和涂层称为催化剂，催化剂是整个催化转化器的核心部分，它决定了催化转化器的主要性能指标。
（2）混合气的浓度与废气净化率的关系
三元催化净化剂对HC、CO和NOx都有催化作用，它的净化效率与发动机混合气的浓度密切相关。从图9-2可知，当混合气偏浓时，HC和CO的净化效率很低，而在混合气偏稀时，NOx化物的净化效果又很差。只有在理论空燃比附近时，HC、CO和NOx均有高的净化效率。
图9-1 三元催化转化器的组成及作用
空燃比是指空气与燃料的比例，理论空燃比则是指理论上混合气充分燃烧的空气与燃料的比例，理论空燃比为14.7∶1。可见，要使三元催化转化器达到良好的净化效果，就必须将空燃比控制在理论空燃比附近一个很小的范围内。
2.氧传感器的作用
为了能使发动机混合气的浓度保持在理论空燃比附近，以确保三元催化转化器有最佳的排气净化效果，在排气管上安装了氧传感器（图9-3），用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，以便将混合气的空燃比控制在理论值附近。
图9-2 三元催化剂净化特性
图9-3 氧传感器的安装位置与作用
二、空燃比反馈控制过程
氧传感器通过监测发动机排出废气中的氧含量来反映混合气的浓度。当混合气偏浓时，废气中的氧含量低，氧传感器输出一个0.8V左右的电压；当混合气偏稀时，废气中的氧气较多，氧传感器输出一个0.1V左右的电压。
发动机ECU根据氧传感器输入的信号对喷油量进行修正。以氧化锆式氧传感器为例，当混合气偏浓时，氧传感器传送给电控单元的电压为0.8V左右时，ECU输出提高空燃比控制信号，使喷油器适当减少喷油时间；当混合气过稀，氧传感器传送给ECU的电压为0.1V左右时，ECU则输出降低空燃比控制信号，适当增加喷油时间。通过这样的反馈修正，使得发动机的空燃比始终保持在理论空燃比附近。
为确保发动机正常起动和运行，在下列情况ECU将停止混合气浓度反馈修正。
①发动机温度在60℃以下。
②起动时及起动后加浓期间。
③大负荷加浓期间。
④减速断油期间。
上述情况下，由于时间较短，短时间内的混合气偏离理论空燃比，对三元催化转化器本身和废气排放控制的影响很小。
