汽車氧傳(chuan) 感器的前世今生
氧傳(chuan) 感器,一個(ge) 老掉牙的話題,在混合動力和純電動大行其道的今天,再來談氧傳(chuan) 感器有點落伍了。
鑒於(yu) 純電動和其他類型新能源汽車的普及還需要時日,在今後很長的一段日子裏,燃油車仍將是主流,多家歐洲車企明確表態,混合動力車型在今後仍然將會(hui) 持續生產(chan) ……綜合這些情況,說明發動機不會(hui) 很快的淘汰,更不會(hui) 徹底的退出曆史舞台,那麽(me) 我們(men) 今天討論氧傳(chuan) 感器,也還有意義(yi) 。
之所以要老調重彈,是因為(wei) 很多書(shu) 上和資料上對氧傳(chuan) 感器的介紹看著挺詳細,什麽(me) 都說了,但是在我們(men) 仔細深究的時候,發現關(guan) 於(yu) 氧傳(chuan) 感器,我們(men) 的了解其實還是似是而非的樣子,更何況我們(men) 一些工作在維修一線的同行兄弟們(men) ,並未受過專(zhuan) 業(ye) 培訓和係統性訓練,對於(yu) 氧傳(chuan) 感器的了解和認知,不同程度上都存在認識上的片麵性,在麵對氧傳(chuan) 感器或者說混合氣故障的診斷的時候,缺乏係統性的考慮。
接下來聊正事:
一、氧傳(chuan) 感器簡史
1、功能
在正常工作的發動機排氣係統中的氧氣或 lambda 傳(chuan) 感器監測 A/F 比,檢測頻率高達每秒一百次左右,並把這個(ge) 信息報告給車輛的 ECU 或發動機控製單元(也稱為(wei) PCM 或 ECM)。發動機據此進行適當的調整以確保空燃比是理想的或接近理論空燃比的附近進行工作,從(cong) 而幫助發動機更有效地燃燒燃料。大多數氧傳(chuan) 感器使用氧化鋯的核心材料,它產(chan) 生與(yu) 排氣中氧氣量相關(guan) 的電壓,從(cong) 這一角度來說,氧傳(chuan) 感器更像是一個(ge) 根據氧含量變化而可以產(chan) 生輸出電壓信號的電池,這樣講,不夠準確,但是能夠幫助大家理解。
2、進化
真正實用意義(yi) 上的汽車發動機氧傳(chuan) 感器由羅伯特博世公司開發,並於(yu) 1970 年代後期首次用於(yu) 沃爾沃公司的發動機管理係統中。
最初,汽車氧傳(chuan) 感器隻有一根或兩(liang) 根電線,由氧化鋯製成,呈頂針形狀,這種結構在2000年前很多日係車型電控發動機上也能經常見到。傳(chuan) 感器依靠排氣係統中的熱量將它們(men) 加熱到所需的工作溫度。這種不帶加熱器的氧傳(chuan) 感器的問題是傳(chuan) 感器從(cong) 不工作(氧傳(chuan) 感器不能工作會(hui) 讓 ECU 處於(yu) 開環模式)到工作(閉環模式)需要很長時間,通常超過一分鍾。為(wei) 了縮短這個(ge) 預熱開環工作時間,一些汽車製造商故意延遲點火正時來加熱排氣,以提供更快的氧傳(chuan) 感器和催化劑預熱。
早在 1980 年代初期,氧傳(chuan) 感器製造商在套管中心添加了一個(ge) 小型棒式加熱器,可以更快地將陶瓷套管加熱到其工作溫度。加熱傳(chuan) 感器可以安裝在催化轉化器旁邊的下遊——這是一個(ge) 更理想的位置,因為(wei) 廢氣處於(yu) 更均勻的狀態,並且傳(chuan) 感器過熱的可能性大大降低。
第一個(ge) 版本是采用外殼接地作為(wei) 傳(chuan) 感器信號的三線傳(chuan) 感器,後來的應用采用了我們(men) 大家最常見的帶有隔離接地的四線版本加熱型氧傳(chuan) 感器。
早期汽車發動機管理係統氧傳(chuan) 感器的應用最廣泛的國家是美國,從(cong) 1990 年代初加州車輛和 1996 年其他 49 個(ge) 州開始實施 OBDII 控製。
對氧傳(chuan) 感器的要求急劇增加。伴隨著電子控製技術的進步,新技術被不斷地開發出來,氧傳(chuan) 感器被放置在更多的位置,從(cong) 而增加了它們(men) 對 ECU 的反饋。
當前的窄帶傳(chuan) 感器隻能讀取“濃”或“稀”的讀數,已被替換。
新一代的四線和五線乃至六線寬帶傳(chuan) 感器現在正在許多車輛應用中使用。這些傳(chuan) 感器允許精確測量 A/F 比,從(cong) 而實現更加嚴(yan) 格的排放控製。
雖然第一輛配備傳(chuan) 感器的車輛隻有一個(ge) 傳(chuan) 感器,但今天的車輛最多可以有八個(ge) 。最初的單線傳(chuan) 感器加入了加熱、平麵、二氧化鈦、FLO(快速熄燈)、UFLO(超快速熄燈)、寬帶(寬頻)和 A/F 傳(chuan) 感器。現代氧傳(chuan) 感器,由於(yu) 其複雜性和位置,是現代車輛的燃料噴射和低排放發動機混合氣相關(guan) 故障診斷變得複雜的主要原因。
下圖是典型的傳(chuan) 感器組件
二、氧傳(chuan) 感器類型和功能
1、不帶加熱器的氧傳(chuan) 感器
單線或兩(liang) 線不帶加熱式氧傳(chuan) 感器是最早也是最基本的傳(chuan) 感器類型。單線傳(chuan) 感器僅(jin) 使用一根信號線,而兩(liang) 線版本也有一根接地線。不帶加熱的傳(chuan) 感器需要外部熱量進行必要的工作預熱,因此隻能安裝在靠近發動機排氣口的位置,矛盾的是這一位置並不是測量空燃比的理想位置。不帶加熱氧傳(chuan) 感器的另一個(ge) 限製是它可能需要一分鍾或更長時間才能達到正常運行所需的溫度。
2、加熱型氧傳(chuan) 感器
三線和四線的加熱氧傳(chuan) 感器的發展是為(wei) 了更快地達到工作溫度。
加熱元件是一個(ge) 內(nei) 部電阻器,通過通過它的電流加熱。加熱傳(chuan) 感器可以放置在排氣係統的下遊位置,與(yu) 不帶加熱傳(chuan) 感器相比,它將在適當的溫度下保持更長的時間。所有現代氧傳(chuan) 感器都使用加熱器,但類型和加熱時間各不相同。
3、FLO & UFLO
快速熄燈和超快速熄燈傳(chuan) 感器采用低電阻、高功率密度加熱器以加快預熱時間。這些傳(chuan) 感器可以在短短 20 秒內(nei) 達到工作溫度。由於(yu) 車輛在冷車時排放最有害,因此 FLO 和 UFLO 能夠幫助減少其他傳(chuan) 感器無法做到的汙染。傳(chuan) 感器熱器元件如上圖所示。
4、平麵型氧傳(chuan) 感器
平麵傳(chuan) 感器使用特殊工藝粘合在一起的氧化鋯和氧化鋁層。該技術可以更快地預熱傳(chuan) 感器,因為(wei) 要加熱的質量要小得多,並且加熱器與(yu) 傳(chuan) 感部分直接接觸。平麵傳(chuan) 感器的典型預熱時間範圍為(wei) 5 到 30 秒。
5、空燃比傳(chuan) 感器和寬頻氧傳(chuan) 感器
最早的五線寬帶氧傳(chuan) 感器於(yu) 1994 年推出。與(yu) 四線空燃比傳(chuan) 感器一起,它們(men) 代表了當時氧傳(chuan) 感器技術的最新水平。它們(men) 消除了窄帶傳(chuan) 感器固有的貧/富燃油循環,使控製單元能夠更快地調整發動機的燃料輸送和點火正時。
6、氧傳(chuan) 感器的選型
對於(yu) 氧傳(chuan) 感器來說,通用型氧傳(chuan) 感器可以製造成適合各種應用情況的傳(chuan) 感器,前提是該傳(chuan) 感器是我們(men) 所維修車輛的正確類型。必須通過將正確的電線連接到現有線束上的相應端子(針腳)來進行連接。在國外的售後市場,通用傳(chuan) 感器很少使用,因為(wei) 市場更喜歡直接配合傳(chuan) 感器提供的配合、形式和功能。在國內(nei) ,細心的維修師傅們(men) 其實可以發現,氧傳(chuan) 感器的生產(chan) 廠家其實就是固定的幾個(ge) ,他們(men) 給市麵上五花八門的各個(ge) 品牌車輛發動機提供配套產(chan) 品,在我們(men) 熟悉了不同廠家氧傳(chuan) 感器技術要求或者說技術特性之後,氧傳(chuan) 感器,除了線束連接器形狀不同,在很多情形下,即便是不同的品牌,也存在通用的可能性,對於(yu) 一些年代久遠,價(jia) 格昂貴的氧傳(chuan) 感器,就可以根據這一思路實現高性價(jia) 比的維修替換。
正如上麵我們(men) 提到的氧傳(chuan) 感器“通用性”名字所描述的字麵意思一樣,很多所謂的專(zhuan) 車專(zhuan) 用氧傳(chuan) 感器其實就是直接安裝傳(chuan) 感器的線束連接器,通過一個(ge) 直接安裝到車輛現有連接器中的連接器來適應特定應用品牌車型發動機電控係統電路的。大多數同一個(ge) 生產(chan) 廠家的氧傳(chuan) 感器提供的價(jia) 格不同適用品牌不同的五花八門的氧傳(chuan) 感器,更多的就是為(wei) 了直接配合原廠線束連接器,其傳(chuan) 感器內(nei) 部構造是完全一樣的。
說的再直白一點,就是因為(wei) “專(zhuan) 用”的傳(chuan) 感器它們(men) 的線束連接器易於(yu) 安裝,而不需要進行多個(ge) 針腳的改造連接,進而避免了人為(wei) 接線錯誤導致的固有風險。
當然了,傳(chuan) 感器線束連接器的不同也有助於(yu) 確保選擇正確的替換部件。
三、傳(chuan) 感器的性能檢測
1、傳(chuan) 統窄帶氧傳(chuan) 感器檢測
這類傳(chuan) 感器的性能檢測,相信大家都有自己的土辦法,不管采用哪一種測量方法或者是檢測方法,這裏和大家提到的是書(shu) 上沒有的經驗。氧傳(chuan) 感器的檢測一定是萬(wan) 用表或者示波器測量結果和診斷儀(yi) 數據流結果做對比,不要完全依賴診斷儀(yi) 的數據流測量結果對傳(chuan) 感器性能做出最終判斷。
為(wei) 了檢測的規範和統一,不論大家用什麽(me) 方法,我們(men) 對傳(chuan) 感器的檢測核心,不外乎萬(wan) 用表電壓讀數,我的經驗是:
冷車狀態啟動發動機,萬(wan) 用表測量氧傳(chuan) 感器信號線,在1分鍾後,最多不超過2分鍾,信號線應該能輸出0.1-0.2伏左右的電壓,而且能在短時間內(nei) 保持穩定,在這個(ge) 穩定周期結束之後,電壓表讀數應該可以在0.1-0.9V之間來回變化,如果啟動後發動機水溫都正常了,氧傳(chuan) 感器信號電壓還不變化或者變化幅度過小,那麽(me) 隻有兩(liang) 種可能,傳(chuan) 感器損壞或者線路有問題;
發動機進入正常工作狀態後,準確的說是氧傳(chuan) 感器進入正常工作狀態之後,信號線輸出的電壓應該在0.1-0.9V之間不斷的變化,性能越好的傳(chuan) 感器,變化幅度越大,發動機控製調節越靈敏,變化頻率越快,如果電壓維持在0.5V附近幾乎不怎麽(me) 變化,不要著急換傳(chuan) 感器,首先要人為(wei) 製造稀薄/濃混合氣狀態,讓這一狀態快速變化,看傳(chuan) 感器輸出電壓信號是否同步變化,具體(ti) 操作,請參考公眾(zhong) 號早前發表的《三元催化效率低》的相關(guan) 內(nei) 容介紹;
最後,我們(men) 還要知道,混合氣濃氧傳(chuan) 感器輸出高電壓信號0.75-0.9V,混合氣稀薄輸出低電壓信號0.2-0.33V,傳(chuan) 感器通常不會(hui) 穩定在中間值0.45V!如果出現一個(ge) 中間值且穩定持續,請根據上麵提到的進行檢查,而非直接更換傳(chuan) 感器。
2、寬頻氧傳(chuan) 感器性能檢測(寬帶氧傳(chuan) 感器)
2.1 寬帶氧傳(chuan) 感器的工作原理
寬帶λ傳(chuan) 感器或寬帶氧傳(chuan) 感器是一種可以測量廢氣中氧氣濃度的傳(chuan) 感器。寬帶氧傳(chuan) 感器基於(yu) 氧化鋯氧傳(chuan) 感器的 4 線版本, 經過改進後可測量實際氧濃度,而不是僅(jin) 產(chan) 生混合氣過濃或過稀的信號。
如上圖所示,寬頻氧傳(chuan) 感器由三部分組成:泵室、測量室和測量室。
泵單元和測量單元由一個(ge) 二氧化鋯(氧化鋯)板組成,在該板的兩(liang) 麵都塗有一層薄薄的鉑。當兩(liang) 側(ce) 之間存在氧濃度差時,兩(liang) 個(ge) 鉑板之間將存在電壓差。這個(ge) 電壓取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 側(ce) 的氧濃度差,理論空燃比附近燃燒的發動機,這一電壓大約為(wei) 450 mV,這個(ge) 數值並非絕對值,而是一個(ge) 盡可能接近的數值。
測量單元的一側(ce) 與(yu) 外部空氣接觸,另一側(ce) 與(yu) 測量室接觸。
在測量單元的對麵放置一個(ge) 泵單元,它可以通過電流將氧氣泵入或泵出測量室。
少量廢氣可通過小通道流入測量室,這可以改變測量室中的氧氣濃度,從(cong) 而改變測量池電壓的理想值 450 mV。
為(wei) 了讓測量單元返回到 450 mV,ECU 會(hui) 通過泵單元輸出電流,根據電流的方向和大小,可以將氧離子泵入或泵出測量室,進而將測量池電壓恢複到 450 mV。
當發動機燃燒處於(yu) 濃混合氣狀態時,廢氣中的氧氣含量很少,並且電流會(hui) 通過泵單元將更多的氧氣泵入測量室。相反,當發動機燃燒處於(yu) 稀薄混合氣狀態時,廢氣中含有大量氧氣,通過泵單元的電流反向以將氧氣泵出測量室。根據電流的大小和方向,ECU 會(hui) 改變噴油量。當發動機處於(yu) 理論空燃比附近的理想燃燒狀態時,沒有電流流過泵單元,噴射的燃油量保持不變。
為(wei) 了獲得最佳性能,寬頻傳(chuan) 感器需要有大約 750°C 的溫度。傳(chuan) 感器配備用於(yu) 電加熱的 PTC 電阻,該電阻由係統繼電器或有時由 ECU 供電,ECU 使用不同的占空比信號將調節加熱的負極接地來調節加熱器工作狀態。
2.2 寬頻氧傳(chuan) 感器的檢測
大多數的寬頻氧傳(chuan) 感器檢測都是依賴於(yu) 示波器進行精確診斷,遺憾的是,在咱們(men) 國內(nei) 汽車售後維修中,示波器的普及還有待時日,那麽(me) 除了示波器以外,我們(men) 應該怎樣對寬頻氧傳(chuan) 感器進行檢測?
其實根據上麵介紹,我們(men) 已經知道,寬頻氧傳(chuan) 感器最終調節的是電流,絕大多數發動機控製單元也就是ECU,都會(hui) 為(wei) 寬頻氧傳(chuan) 感器提供一個(ge) 相對穩定的工作電壓,氧傳(chuan) 感器檢測到不同狀態的氧含量變化,都會(hui) 導致電流變化,電流的變化,進一步導致了參考電壓的變化,為(wei) 了抑製傳(chuan) 感器上的電流變化,ECU就需要進行動態的調節傳(chuan) 感器的工作電壓(參考電壓),這一個(ge) 調節過程是發動機電腦(ECU)通過內(nei) 部檢測電路來執行的。
和傳(chuan) 統窄帶氧傳(chuan) 感器相比,最大的不同是,寬頻氧傳(chuan) 感器我們(men) 獲取的測量電信號並不是傳(chuan) 感器自身產(chan) 生的,而是發動機控製單元根據傳(chuan) 感器依據傳(chuan) 感器檢測氧含量的結果做出的調節過程。
最後還要強調一點就是,寬頻氧傳(chuan) 感器的信號,我們(men) 發現輸出高電壓信號的時候,說明混合氣燃燒處於(yu) 稀薄狀態,濃混合氣燃燒狀態與(yu) 此相反。這一特性與(yu) 早期傳(chuan) 統的窄帶氧傳(chuan) 感器完全相反!
因為(wei) 傳(chuan) 感器生產(chan) 廠家不同,取決(jue) 於(yu) 不同發動機控製模塊的技術要求,傳(chuan) 感器的工作電壓並不完全一致,但是其工作原理是一樣的。
具體(ti) 到售後維修檢測,可以利用診斷儀(yi) 通過數據流方式進行工作狀態檢測,同樣,也可以利用萬(wan) 用表進行檢測。為(wei) 了能夠詳細闡述,我們(men) 分為(wei) 幾點進行說明。
2.2.1 寬頻氧傳(chuan) 感器的技術說明
我們(men) 以博世Lambda傳(chuan) 感器LSU4.9為(wei) 例進行介紹。
對於(yu) 傳(chuan) 感器為(wei) 不同品牌車型配套,具體(ti) 線色與(yu) 端子排序可能會(hui) 有出入,請以維修車型電路圖為(wei) 準。
有一個(ge) 知識點和大家做一個(ge) 說明,在寬頻氧傳(chuan) 感器的線束連接器中,我們(men) 經常會(hui) 發現一個(ge) 電阻器,這個(ge) 電阻器的阻值決(jue) 定了傳(chuan) 感器的工作特性,而傳(chuan) 感器的工作特性,更多時候是為(wei) 了匹配不同車型不同控製單元輸入要求。
2.2.2 博世寬頻氧傳(chuan) 感器的江湖檔案
早在2010年前,LSU4.9 傳(chuan) 感器還是高技術含量的高科技新產(chan) 品。市麵上大部分發動機電腦控製器隻支持LSU4.2傳(chuan) 感器,很多人都在懷疑LSU4.9相對於(yu) LSU4.2的優(you) 勢。
LSU 4.9 和 4.2 之間的主要區別在於(yu) LSU 4.9 使用了參考泵電流,而 LSU 4.2 使用參考空氣。
這是什麽(me) 意思?
簡單講,參考空氣會(hui) 變質,而參考電信號不會(hui) 。為(wei) 了幫助大家更好地理解,讓我們(men) 了解下汽車行業(ye) 的真實故事,當然了如有雷同純屬巧合:
當博世首次設計寬帶氧傳(chuan) 感器時,參考空氣電池用於(yu) 提供理論空燃比或 AFR 的參考。該技術是通過將氧氣泵出/泵入來保持泵送電壓與(yu) 參考空氣電壓的平衡。泵電流是廢氣中實際 AFR 的指標。泵送電流越大,排氣中的氧氣越多,反之亦然。因此,參考空氣對傳(chuan) 感器的準確性至關(guan) 重要,因為(wei) 它是參考。它在實驗室中運行良好,但在發動機運行過程中效果不佳,因為(wei) 汽車傳(chuan) 感器周圍的環境要差得多。參考空氣可能被周圍的汙染物汙染。一旦參考空氣被汙染,傳(chuan) 感器的整個(ge) 特性就會(hui) 轉移到較低的一側(ce) 。它在行業(ye) 中被稱為(wei) “特征負向漂移”或 CSD。這是在一些早期 發動機控製單元應用程序中出現的 LSU 4.2 的最大問題。這個(ge) 設計也給博世帶來了很大的質量問題。
為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題,博世重新設計了 LSU 傳(chuan) 感器,並推出了 LSU 4.9 版本。LSU 4.9 傳(chuan) 感器擺脫了參考空氣。相反,它使用了與(yu) 參考空氣等效的參考泵電流,傳(chuan) 感器單元的核心傳(chuan) 感單元中不再需要物理空氣。
於(yu) 是技術變成了——將實際泵電流與(yu) 參考泵電流進行比較以保持平衡。實際泵電流仍然是實際 AFR 的指示,但參考是經過校準的電信號,並且在所有情況下始終保持不變。
這是 LSU 4.2 和 LSU 4.9 之間的根本區別。
LSU 4.9 擺脫了參考空氣,因此擺脫了最大的故障模式。因此,LSU 4.9 具有較長的使用壽命,並且可以在整個(ge) 生命周期內(nei) 保持精度。直到這個(ge) 時候,博世 LSU 傳(chuan) 感器才被廣泛應用於(yu) 汽車行業(ye) 。如今,所有使用博世 O2 傳(chuan) 感器的 發動機管理係統都在使用 LSU 4.9。通用汽車、福特和克萊斯勒現在都使用 LSU 4.9。更準確的講,是自從(cong) 2007 年之後,汽車上的 O2 傳(chuan) 感器,它們(men) 基本都是都是 LSU 4.9 專(zhuan) 用的。
當然了,在咱們(men) 國內(nei) 市場有例外,很多合資生產(chan) 的發動機管理控製係統和微型車等車型上除外。
2.2.3 傳(chuan) 感器的電路係統
為(wei) 了能一次性的讓大家了解清楚,這裏引用一張圖加以說明。
原理圖來自https://circuitszoo./
博世 LSU 4.2/ 4.9 寬帶氧傳(chuan) 感器的控製器示意圖如下所示。
INA2332 運算放大器用於(yu) 測量能斯特電壓 V nernst、泵電流 I p和加熱器阻抗(用於(yu) 計算傳(chuan) 感器的溫度),這是通過測量來自 250uA 電流脈衝(chong) 的 V s引腳上的電壓獲得的。引腳 PC6/PA7。
然後,微控製器通過連接到 Howland 電流泵電路的內(nei) 部 DAC 控製 I p,該電路用於(yu) 調節擴散室氧濃度。
LSU 4.2 和 4.9 傳(chuan) 感器的區別在於(yu) 前者從(cong) 環境空氣中獲取測量室所需的少量氧氣,而 4.9 版本需要小電流進入 V s引腳才能達到相同的效果:R3 和原理圖中的 R18 提供此電流,並且必須僅(jin) 在使用 LSU4.9 版本時使用。
注意,IC 部件號對精度至關(guan) 重要,因為(wei) 它們(men) 是使用誤差預算計算器選擇的,以便獲得與(yu) 傳(chuan) 感器之一匹配的 lambda 測量精度( /- 0.007 λ for一個(ge) 新的傳(chuan) 感器,對應於(yu) 普通泵汽油的 /-0.1 AFR)。
上麵我們(men) 已經介紹過,博世的寬帶氧傳(chuan) 感器有 6 個(ge) 引腳:兩(liang) 個(ge) 用於(yu) 加熱器,一個(ge) 用於(yu) 公共接地,一個(ge) 用於(yu) V s測量,一種用於(yu) 將電流 I p泵入電池,另一種用於(yu) 測量 I p作為(wei) 標稱 61.9 Ω 電阻器上的電壓降,它們(men) 需要專(zhuan) 用控製器才能正常工作。
控製器必須:使用端子 H H- 處的加熱器測量傳(chuan) 感器溫度並將其調節至 750°C
測量擴散室電壓 V s以確定它的氧含量
通過調節流入/流出泵單元的電流 I p直到 V s =450mV ,將擴散室氧含量調節到 λ=1(相當於(yu) 汽油的 14.7 AFR)
實際 lambda 值是通過檢測泵單元 I p所需的電流並使用製造商提供的查找表得出的。
2.2.4 博世寬頻傳(chuan) 感器的萬(wan) 用表測量
本文上麵內(nei) 容其實已經提到了,寬頻氧傳(chuan) 感器相對於(yu) 窄帶傳(chuan) 感器的最大不同。
不管大家有沒有認真看上麵的關(guan) 於(yu) 寬頻氧傳(chuan) 感器這麽(me) 多的說明和介紹,其實所說的內(nei) 容,匯總一下,我們(men) 得到的信息不外乎如下幾點:
第一、寬頻氧傳(chuan) 感器非常的精密,同時也脆弱,安裝扭矩不對會(hui) 導致內(nei) 部損壞,輕拿輕放,怕摔;
第二、傳(chuan) 感器加熱器不能在傳(chuan) 感器沒有裝車之前直接用12V電加熱檢測,因為(wei) 正常工作的傳(chuan) 感器是占空比控製加熱的,直接12V,加熱器會(hui) 損壞;
第三、傳(chuan) 感器非常精密,工作完全依賴控製單元提供的基準參考電壓,測量傳(chuan) 感器信號如果沒有示波器,那麽(me) 就一定要使用高阻抗數字萬(wan) 用表,不要用指針萬(wan) 用表測量;
第四、寬頻氧傳(chuan) 感器響應變化速度遠大於(yu) 普通數字萬(wan) 用表的采樣率,因此普通萬(wan) 用表最多是能看到讀數,基本不會(hui) 在萬(wan) 用表上看見空燃比變化導致的測量值變化;
說了這麽(me) 久,寬頻氧傳(chuan) 感器信號到底是啥樣的呢?借用一張PICO官網示波器測量LSU4.2傳(chuan) 感器的波形圖,供大家參考。
通道 A表示氧傳(chuan) 感器測量單元的電壓值。
通道 B指示氧傳(chuan) 感器泵單元的電壓。
頻道 C表示氧傳(chuan) 感器加熱器電路的脈寬調製 (PWM) 控製。
頻道 D表示通過由 PWM 控製的加熱器電路的電流頻道 C.
數學通道表示從(cong) 公式通道 B / 38.7 Ω 得出的傳(chuan) 感器泵單元電流。
還要順便說一下,泵電流因為(wei) 非常小,可以通過電阻電壓降,根據歐姆定律(電流 = 電壓 / 電阻。I = V / R)計算得到結果,然後和本文2.2.3中圖表進行對比。
如果一定要用萬(wan) 用表來檢測到傳(chuan) 感器的電壓變化狀態,並非不可能,而是需要升級萬(wan) 用表,采用高采樣率高精度數字萬(wan) 用表,就能實現電壓動態變化情況的捕獲。
2.2.5 總結
本文結束之前,最後給大家幾個(ge) 關(guan) 於(yu) 博世寬頻氧傳(chuan) 感器的測量參考經驗數據,請大家務必明白,是經驗數據,並非標準值!
發動機怠速狀態,傳(chuan) 感器測量電池電壓應該在450mv左右;
發動機超速燃油切斷,我們(men) 俗稱斷油時,傳(chuan) 感器泵電池電壓下降150-160mv左右,這是因為(wei) 傳(chuan) 感器測量到排氣係統中氧含量增加的結果;
如果有高精度電流鉗,可以對傳(chuan) 感器泵電池信號進行電流測量,必須用毫安級高精度電流鉗才能捕獲泵電流變化,這種測量相較於(yu) 電壓測量,更為(wei) 直接準確;
傳(chuan) 感器加熱器的最大加熱工作電流在1.5-1.68A之間,因為(wei) 是PWM信號,測量工作電壓因為(wei) 測量方式差異,結果會(hui) 有不同;
對於(yu) 加熱器的占空比控製,發動機電腦有時候會(hui) 段時間中斷,取決(jue) 於(yu) 發動機電腦設計,具體(ti) 車型具體(ti) 對待,不能據此判斷故障;
在不斷開傳(chuan) 感器連線的情況下,傳(chuan) 感器泵單元電路的電阻大約為(wei) 38-39歐姆;
傳(chuan) 感器泵電池電流的工作範圍0.5ma-3.5ma之間,與(yu) 電壓變化成正比。
【完】