汽车氧传感器电路特性分析
实践教学
编辑︱姜菁︱E-mail:zhiyezazhi@163.com实践与探索 TEACHING PRACTICE
154 2010 2
好的授课效果。
3.专业课的学习离不开实践
为了提高课堂教学的效果,应尽量做到理论与实践
相结合。结合的方式有多种多样,在授课过程中,尽量引
用一些学生日常生活实例或者实习课上可以用到的电气元
件,也可以把实物拿到课堂上来讲。例如在讲电动机的结
构时,可以让学生直接先打开一台电动机,先对应着电动
机的工作原理,想一想形成旋转磁场的绕组是哪一部分,
形成电磁...
实践教学
编辑︱姜菁︱E-mail:zhiyezazhi@163.com实践与探索 TEACHING PRACTICE
154 2010 2
好的授课效果。
3.专业课的学习离不开实践
为了提高课堂教学的效果,应尽量做到理论与实践
相结合。结合的方式有多种多样,在授课过程中,尽量引
用一些学生日常生活实例或者实习课上可以用到的电气元
件,也可以把实物拿到课堂上来讲。例如在讲电动机的结
构时,可以让学生直接先打开一台电动机,先对应着电动
机的工作原理,想一想形成旋转磁场的绕组是哪一部分,
形成电磁转短矩的转子绕组是哪一部分,其中有非常明显
的转轴作用,轴承端盖的作用等知识点。在打开电动机实
物过程中学生很容易理解并记住这部分知识。在拆电动机
过程中可以提醒学生留心观察一下定子绕组的结构,定子
铁心和转子铁心的组装形成的,为后面的教学留下实践经
验。
在课堂上举实例时,可举一些实际生活中学生原本就
已有一定的实践经验的实例,并可能留下了相应的问题。
这样的实例易在学生中激起反应,触发学生的学习热情。
例如在讲电焊机变压器时,交流弧焊的实质是什么,交流
弧电焊机的焊钳为什么可以燃弧等;在焊接不同厚度工件
时,大约对焊机有什么样的要求;在讲电动机的调速时,
可以举例在游乐场里有许多以电动机为动力源的游乐项
目。让学生回忆一下哪些项目可能会用到电动机调速,怎
样实施电气保护。虽然只能初步的了解一下电动机调速的
知识,但对于引起学生的学习兴趣有很大的促进作用。
在授课过程中教会学生运用专业课知识解释实际问
题,采用各种方法搜集知识。可以建议学生去逛一逛电器
商店,多观察电线杆上的变压器,实习场地的电动机,工
地上的
机械等都是给学生增加实践经验,对课堂教学
有很好的促进作用。
四、必须重视专业基础课
专业基础课的学习对技工学校的学生很重要,是他们
以后进入工作岗位后,能否正常成长为一个技工的重要条
件,能够理解、掌握专业基础知识,并积极的运用这类知
识是学生对专业感兴趣的重要前提,在学校内养成良好专
业素质是技工学校教学的重点之一。
(作者单位:江苏南京江宁高级技工学校)
汽车氧传感器电路特性分析
文/朱红芳
在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,
氧传感器是必不可少的元件。
一、汽车发动机氧传感器的分类
根据氧敏感材料的不同,氧传感器分为氧化钛式和氧
化锆式两种。有的汽车使用了不止一个氧传感器。根据引
出线根数的不同,可分为单引线、双引线、三引线和四引
线以及精确六引线宽带氧传感器等五种类型的氧传感器。
现在较多采用四线式,其中2根是加热线,第3根是信
号线,另1根是接地线。它是在陶瓷体两侧附着二氧化锆涂
层,在350℃或更高的温度下能传导氧离子,传感器两侧氧
气的浓度差使两个
面之间产生电位差,且工作曲线非常
陡峭,混合气在接近理论空燃比时,输出0.45V左右电压。
二、氧传感器电路特性分析
不同引线的氧传感器与发动机控制单元ECU的电路连
接是有区别的。
图1是单引线的氧传感器电路与ECU的连接图。它只有
一根引线把氧敏感元件的一端连接到发动机控制单元ECU
上,这根引线就是反馈信号线OX,另一端为信号地线,与
传感器壳体相连,即直接搭铁。早期采用。
图2 是双引线的氧传感器与ECU的连接图。它有两根
引线,与单引线不同之处是,氧传感器的信号地线不直接
与传感器外壳相连,而是引到ECU内再搭铁。
图3 是三引线的氧传感器与ECU的连线图。信号线
OX的连接与单引线的氧传感器相同,关键是加热元件的控
制。只要电门处于ON或ST位时,氧传感器加热元件的一
端就有电压加到,但是否有电流流动呢?这取决于ECU内
的三极管T1是否导通。通常,在下面两种情况下T1导通,
一是当电门由OFF→ON或ST时(即有IGSW信号加到ECU
时),T1会短暂地导通约3秒,如果此时发动机不启动,就
无发动机转速信号(即NE)传递给ECU,T1转为截止;二
Ecu
ox
Ecu
ox
图1 图2
Ecu
IGSW
NE
HT
OX
电门处于ON或
ST时一直有电
图3
Administrator
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实践与探索
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是电门处ON或ST位,同时ECU接收到发动机转速信号,那
么T1一直导通。
图4是四线的氧传感器与ECU的连接图。信号线的连接
与双引线的氧传感器相同,传感器的加热元件的一端是受
主继电器(或燃油泵继电器)控制的,另一端直接搭铁。
主继电器则受发动机内ECU的T2管控制,T2导通条件与图3
中的T1管的导通条件相同。
图5是另外一种四线的氧传感器与ECU的连接图。传
感器内的加热元件的一端是受主继电器控制的,另一端受
ECU内的三极管T1控制,而主继电器受ECU内三极管T2控
制。T1和T2的导通条件与图3中的T1管的导通条件相同。
图6也是一种四线的氧传感器与ECU 的连线图。传感
器内的加热元件电源一端是电源(发电机)经ECU内的稳
压器稳压后提供的,另一端引到ECU内再搭铁。这类电路
类型的车如捷达王gtx型发动机。
宽带氧传感器不同于跳跃型氧传感器的方法获取和评
价λ值。所以,λ值不是由电压变化而是由电流变化决定
的。但他们的物理过程是完全相同的。普通跳跃型氧传感
器在尾气稍微偏浓时,输出电压就突变为0.6~0.9V;反
之,尾气变稀后,输出电压突变为0.3~0.1V。我们来分析
一下:如果尾气进一步增浓,氧传感器的电压会不会再增
加呢?0.9V的输出电压已经封顶,另外如果尾气进一步变
稀,氧传感器的电压会不会再一次降低呢?0.1V的输出电
压已经是谷底。从上面分析来看,过浓与过稀的尾气对普
通氧传感已无法测量。0.1~0.9V的两状态电压信号已无法
满足对汽车排放的控制。它只能在混合气为14.7:1的理论空
燃比下,在混合气燃烧后,对排放的尾气含氧量在比较狭
窄的范围内进行检测,这是
普通氧传感器的缺陷所在。
图7是—宽带氧传感器的
工作示意图。即为六线式氧
传感器。
现代汽车为了省油,都
趋向稀薄燃烧,空燃比从10
至20,相当于过量空气系数
从0.686至1.405的宽范围,
原有的氧传感器就无法适应,宽带氧传感器能解决这个问
题。通过单元泵工作,可将尾气中的氧吸入测量室,单元
泵工作所用电流,即为传递给控制单元的电信号。控制氧
传感器的电压值在450mV附近。
λ值不再由一突然上升的电压曲线(那是跳跃型氧传
感器表示法)表示,而是用几乎呈线性上升的电流表示,
其结果就有可能在一个更大的测量范围(更宽的通道)内
测量λ数值特征曲线:其输出电流几乎随λ值增加而线性
上升。
比如混合气过浓的调整:
第一,泵入混合气过浓时,单元泵以原来的工作电流
工作,测试室的氧量少。
第二,氧传感器电压值超过450mv。
第三,减少喷油量。
第四,控制单元增大单元泵的工作电流。使单元泵旋
转速度增加,增加泵氧速度。
第五,单元泵泵入测试室中的氧量增加,使氧传感器
电压值恢复到450 mv.
宽带氧传感器的 应用范围:
可根据项目特点安装在三元催化器之前(满足执行闭
环控制功能的需要)。
有以下特点:
一是能在λ从0.7到接近空气成分的很宽的范围内精确
地给出连续的特征变化曲线;
二是缩短进入闭环控制的时间(小于20s);
三是响应时间小于100ms。
在这五类引线的传感器中,加热元件和敏感元件都有
各自的搭铁线。有的氧传感器还在信号与信号地之间有屏
蔽线(图中未画出),目的是尽量减小外部电磁场对反馈
信号的干扰。
根据氧传感器的不同电路,熟悉不同电路结构,有利
于尽快找出故障部位、原因,对故障的确诊起到决定性的
作用。
(作者单位:浙江杭州技师学院)
Ecu
T2 REL
OX
BATTIGSW
NE
主继电器
图4
图7
图5
Ecu
REL
OX
BATTIGSW
NE
主继电
HTT1
T2
IGSW
NE
Ecu
T1
OX
HT
稳 压
电 源
图6
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