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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:108
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作者:大道行思
電噴摩托車(chē)的氧傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵傳感器,作為一種反饋發(fā)動(dòng)機(jī)正常燃燒狀態(tài)信號(hào)的傳感器,工程師們主要利用了它的一種特性,就是在理論空燃比附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來(lái)檢測(cè)排氣中氧氣的濃度并反饋給ECU,以控制空燃比。
氧傳感器安裝在排氣管根部,靠近缸體位置,它的作用是測(cè)定排氣廢氣中的氧氣含量,確定混合氣是否燃燒完全,空燃比是否正常。
當(dāng)實(shí)際空燃比變高時(shí),排氣中氧氣的濃度會(huì)增加,此時(shí)氧傳感器就會(huì)把混合氣稀的檢測(cè)結(jié)果通知ECU,在下一個(gè)噴油周期,會(huì)適當(dāng)增加噴油量。
當(dāng)空燃比比理論空燃比低時(shí),排氣中氧氣的濃度降低,此時(shí)氧傳感器也會(huì)向ECU反饋結(jié)果。ECU根據(jù)來(lái)自氧傳感器的電壓差別判斷空燃比的低或高,并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時(shí)間。
如果氧傳器有故障,不能正確反饋廢氣中的氧含量信號(hào),ECU就不能精確控制空燃比。
從氧傳感器工作原理看,它還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差,所以說(shuō)它是一個(gè)比較關(guān)鍵的傳感器。裝有氧傳感器的閉環(huán)電噴系統(tǒng)的摩托車(chē)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用,電噴系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況進(jìn)行噴油量的修正,不但能較好地控制排放,還能提高電噴摩托車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性,可以說(shuō)具備一定的學(xué)習(xí)能力。
以常見(jiàn)的德?tīng)柛?/strong>電噴系統(tǒng)使用的四線(xiàn)氧傳感器為例,如下圖,ABCD四條線(xiàn),BA為信號(hào)輸出正負(fù)極,DC為加熱電源的正負(fù)極。
氧傳感器與ECU的連接如下圖所示。
氧傳感器常見(jiàn)故障主要有中毒、積碳、陶瓷碎裂、加熱電阻絲斷路等,在指尖摩托《摩托車(chē)電噴系統(tǒng)維修入門(mén)100問(wèn)》有詳細(xì)描述,今天不贅述,簡(jiǎn)要說(shuō)明一下檢測(cè)參數(shù)參考值,供大家借鑒。
氧傳感器必須在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境下測(cè)量的數(shù)據(jù)才有參考價(jià)值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到正常工作溫度80度,轉(zhuǎn)速大約在4000轉(zhuǎn)/分,且連續(xù)工作時(shí)間大于2分鐘后,可進(jìn)行測(cè)量判斷。不要被數(shù)據(jù)搞暈,簡(jiǎn)潔來(lái)說(shuō),就是熱車(chē)后再測(cè)。
使用萬(wàn)用表測(cè)量氧傳感器輸出信號(hào)針腳B的電壓值,應(yīng)在0.1-1.0V之間連續(xù)變化;如果使用MSC超級(jí)試燈測(cè)量,此時(shí)觀察到的指示燈狀態(tài),應(yīng)該是藍(lán)色指示燈亮,且連續(xù)閃爍,而且是無(wú)規(guī)律的閃爍,閃爍的頻率越高,說(shuō)明氧傳感器狀態(tài)越好。
如果使用萬(wàn)用表測(cè)量加熱電阻值,也就是CD之間電阻值,應(yīng)在10歐姆左右。
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作者:摩教信徒
我在上一篇《電噴摩托車(chē)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制》一文中提到,氧傳感器是閉環(huán)控制的標(biāo)志。今天我們就來(lái)聊一聊這個(gè)氧傳感器工作原理與作用。
電噴摩托車(chē)為了獲得高排放凈化率,降低排氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锍煞荩蔷鸵萌呋鳎珵榱四苡行У睦萌呋鳎仨毦_地控制空燃比,使他始終接近理論空燃比(14.7:1)。氧傳感器具有一種特性,在理論空然比附近它輸出的電壓有突變,這種特性被用來(lái)檢測(cè)排氣中氧氣的濃度,并反饋給ECU電腦以控制空燃比。當(dāng)混合氣較濃時(shí)氧傳感器把混合氣濃的狀態(tài)以大電壓(接近1v)反饋給ECU,當(dāng)混合氣較稀時(shí)氧傳感器以小電壓(接近于Ov)反饋給ECU。ECU電腦根據(jù)來(lái)自氧傳感器的電壓差別判斷空然比的高或者低,并相應(yīng)地控制噴油脈寬(噴油時(shí)間)。
現(xiàn)在電噴摩托車(chē)上主要運(yùn)用的氧傳感器是二氧化鋯式的,二氧化鋯氧傳感器由鋯管(傳感元件)、電極和防護(hù)套管等組成,如下圖所示。鋯管由二氧化鋯制成的固態(tài)電解質(zhì)元件,在鋯管內(nèi)、外兩側(cè)涂覆一層多孔鉑膜電極。鋯管內(nèi)側(cè)通大氣,外側(cè)與排氣接觸。
工作時(shí),在高溫廢氣沖擊下,氧氣產(chǎn)生電離子,由于鋯管內(nèi)側(cè)氧離子濃度高,外側(cè)氧離子濃度低,在氧濃度差作用下,氧離子從大氣側(cè)向排氣側(cè)擴(kuò)散,從而形成了氧濃度電壓,如下圖所示。
當(dāng)混合氣稀時(shí),排氣中含氧量高,鋯管內(nèi)外兩側(cè)濃度差小,產(chǎn)生電壓小,大約為0.1V。當(dāng)混合氣較濃時(shí),排氣中含氧量低,濃度差變大而產(chǎn)生的電壓高,大約為0.9v。電壓的高低以理論空燃比界限發(fā)生突變,如下圖所示。
氧傳感器的輸出特性與排氣溫度有關(guān),當(dāng)排氣溫度低于300度時(shí),氧傳感器輸出特性不穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)后,由于排氣溫度低,氧傳感器不工作,發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下工作。只有排氣溫度升高后,氧傳感器才工作。ECU根據(jù)氧傳感器的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整噴油量,控制混合氣濃度,即發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始進(jìn)行閉環(huán)控制。(喜歡我文章的朋友可以關(guān)注我,我將持續(xù)更新關(guān)于電噴摩托車(chē)的相關(guān)知識(shí))。
武漢菱電汽車(chē)電控系統(tǒng)股份有限公司(后文均簡(jiǎn)稱(chēng)“菱電”)成立于2005年,位于武漢市東西湖區(qū)。
公司從發(fā)展之初就一直秉承著自主創(chuàng)新的理念,長(zhǎng)年以來(lái)一直專(zhuān)注于汽車(chē)動(dòng)力電子控制系統(tǒng)領(lǐng)域的自主研發(fā),并且擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)和新能源汽車(chē)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù),是汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)電子控制技術(shù)方面領(lǐng)先的自主開(kāi)發(fā)型企業(yè),并且一直以來(lái)在國(guó)內(nèi)與多家汽車(chē)品牌有著強(qiáng)有力的合作。
可能在摩托車(chē)領(lǐng)域,說(shuō)到電噴系統(tǒng)了解的朋友國(guó)產(chǎn)電噴品牌大多會(huì)想到葉盛,德利,等等,但是對(duì)于菱電這家在汽車(chē)級(jí)電控系統(tǒng)有著獨(dú)立專(zhuān)利的科技企業(yè)來(lái)說(shuō),對(duì)于摩托車(chē)電噴系統(tǒng)產(chǎn)品也是早有布局,菱電摩托車(chē)電噴系統(tǒng)整體系統(tǒng)采用目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流的電控噴射方式,汽車(chē)級(jí)的研發(fā)團(tuán)隊(duì),以及研發(fā)方式使得菱電出品的摩托車(chē)電噴系統(tǒng)整體控制更加精準(zhǔn),并且在整體研發(fā)上,采用了菱電成熟的汽車(chē)級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略,技術(shù)平臺(tái),以及多年來(lái)菱電完善的ECU生產(chǎn)體系,和質(zhì)量檢測(cè)保障體系,無(wú)論是開(kāi)發(fā),研制生產(chǎn),后期保障,都有著菱電強(qiáng)有力的科技技術(shù)實(shí)力。
上一期菱電給大家講解了電噴的基礎(chǔ)知識(shí),這一期給大家相對(duì)偏技術(shù)地講解一下真假?lài)?guó)三國(guó)四的一些“內(nèi)幕”知識(shí),供大家,尤其是技術(shù)控的車(chē)友們學(xué)習(xí)。
一、氧傳感器和觸媒造假現(xiàn)象簡(jiǎn)述
排放控制造假一般采用兩種方式:選用假的氧傳感器,降低觸媒貴金屬含量或者直接用白載體
1、氧傳感器
假的氧傳感器一般都只保留氧傳感器的殼體外形,有的內(nèi)部甚至都沒(méi)有陶瓷體。一般假氧傳感器兩根信號(hào)線(xiàn)是導(dǎo)通的,這樣可以避免電噴系統(tǒng)報(bào)氧傳感器開(kāi)路故障。而有的電噴系統(tǒng)則直接屏蔽掉了氧傳感器信號(hào)故障的檢測(cè)。因此,無(wú)論是否插接氧傳感器進(jìn)電噴系統(tǒng),電噴系統(tǒng)都不會(huì)報(bào)氧傳感器信號(hào)故障。
沒(méi)有氧傳感器檢測(cè)并實(shí)時(shí)反饋排氣中的氧含量,電噴系統(tǒng)就成為了開(kāi)環(huán)電噴系統(tǒng)(假?lài)?guó)四)。開(kāi)環(huán)后,由于缺少氧閉環(huán)燃油調(diào)整及燃油自學(xué)習(xí)功能,電噴系統(tǒng)對(duì)整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)散差的適應(yīng)能力下降。如不作專(zhuān)門(mén)的調(diào)整,開(kāi)環(huán)電噴甚至可能導(dǎo)致整車(chē)性能下降。另外,開(kāi)環(huán)電噴排放值已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足GB-2016排放標(biāo)準(zhǔn),絕對(duì)是不合規(guī)的。
雖然氧傳感器有單線(xiàn)、雙線(xiàn)、3線(xiàn)、4線(xiàn)等型式,但其功能都是通過(guò)輸出電壓來(lái)反映排氣中的氧含量,間接反映混合氣的濃度。如下圖所示,紅色圈中“1”為氧傳感器,“2”為氧傳感器信號(hào)。通過(guò)故障診斷儀可以讀取數(shù)據(jù)流中氧傳感器信號(hào)。正常氧傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),氧傳感器信號(hào)一般在0.1V-0.9V之間跳變(閉環(huán)控制)。
假的氧傳感器,輸出信號(hào)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中都不會(huì)跳動(dòng)。
2、觸 媒
摩托車(chē)觸媒是指將貴金屬涂層分布在金屬載體表面的一種廢氣處理裝置。其關(guān)鍵參數(shù)是鉑、鈀、銠三種貴金屬的配比和含量,以及觸媒內(nèi)金屬載體的結(jié)構(gòu)和體積。貴金屬成本高是觸媒造假的主要原因,一根假觸媒和真觸媒的價(jià)格可以相差上百元。
如下圖所示,紅色圈中“3”為尾氣CO含量,“4”為尾氣NOx含量。通過(guò)怠速排放儀可以測(cè)試出怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣成分含量。正常觸媒的怠速尾氣中CO和NOx含量很低。閉環(huán)控制的系統(tǒng),CO一般在0.1%以下,開(kāi)環(huán)控制的CO也應(yīng)該在0.8%以下以滿(mǎn)足雙怠速法規(guī)要求。雖然GB-2016中未對(duì)雙怠速試驗(yàn)的NOx含量作規(guī)定,一般來(lái)說(shuō),正常觸媒的怠速NOx含量都在30ppm以下。
觸媒造假一般是采用貴金屬含量比公告時(shí)貴金屬含量低的觸媒或者直接采用白載體(白載體即有正常觸媒的結(jié)構(gòu)外形等,但是沒(méi)有貴金屬涂層)。貴金屬含量低的觸媒或者白載體對(duì)廢氣污染物的處理能力很差,這將導(dǎo)致更多的CO、HC和NOx等污染物直接排入大氣,污染環(huán)境。
需要注意的是,無(wú)論是氧傳感器造假還是觸媒造假,都會(huì)導(dǎo)致排放物超標(biāo)。如果發(fā)現(xiàn)排放物超標(biāo),需要先確認(rèn)氧信號(hào)正常后再檢查觸媒問(wèn)題。真觸媒的成本比氧傳感器更高,存在觸媒造假的車(chē)比氧傳感器造假的車(chē)更普遍。如果存在氧傳感器造假,則其觸媒有很大可能存在造假。
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編輯:大道行思
氧傳感器是摩托車(chē)電噴系統(tǒng)中的重要部件,ECU根據(jù)來(lái)自氧傳感器的電動(dòng)勢(shì)差別判斷空燃比的低或高,并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時(shí)間。
傳感器的作用是測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的排氣中氧是否過(guò)剩的信息,即氧氣含量,并把氧氣含量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī),使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)以過(guò)量空氣因數(shù)為目標(biāo)的閉環(huán)控制。
如果氧傳感器有故障使輸出的電動(dòng)勢(shì)不正常,ECU就不能精確控制空燃比。所以氧傳感器還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差。可以說(shuō)是電噴系統(tǒng)中唯一有“智能”的傳感器。
氧傳感器常見(jiàn)的有一線(xiàn)的和四線(xiàn)的,也有二線(xiàn)和三線(xiàn)的。一線(xiàn)的,只有一根信號(hào)線(xiàn)與ECU連接,傳感器另一極直接搭鐵;四線(xiàn)的,屬于加熱式氧傳感器,添加了兩根加熱電阻接線(xiàn)。這兩根線(xiàn),一根接控制繼電器或主繼電器,12V電源供電,另一根由ECU控制搭鐵,控制電阻加熱時(shí)間。
氧傳感器的工作原理,類(lèi)似于一個(gè)直流發(fā)電機(jī),也可以類(lèi)比為一個(gè)電池,它會(huì)產(chǎn)生0.1V~0.9V的電壓。這個(gè)電壓,反應(yīng)的是廢氣中氧氣含量與大氣氧氣含量的差異,這個(gè)差異越大,就會(huì)產(chǎn)生越大的電動(dòng)勢(shì)。
如果用萬(wàn)用表測(cè)量電阻,常溫下應(yīng)該有8.1~9.5歐姆阻值。
如果用萬(wàn)用表或者示波器測(cè)量電壓,會(huì)有0.1V~0.9V的電壓變化,此時(shí)應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè),從波形看,它在10秒鐘時(shí)段內(nèi),應(yīng)有8次以上的變化,如果常時(shí)間保持一個(gè)數(shù)值不變,則表明傳感器損壞。如果用超級(jí)試燈檢測(cè),它應(yīng)有明顯的亮度變化,這反映的其實(shí)就是一個(gè)電壓的變化,與上述同理。
也可以用電噴檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè),它的電壓波動(dòng)情況如下圖。
通常來(lái)說(shuō),氧傳感器0.1-0.4V的電壓輸出表明稀混合比,而0.6-1.0V代表濃混合比。當(dāng)氧傳感器輸出電壓為0.45V的時(shí)候,空燃比最佳。
如果電噴發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障,而供油、點(diǎn)火裝置又確認(rèn)無(wú)其他故障時(shí),極有可能是氧傳感器及相關(guān)線(xiàn)路出了問(wèn)題。
如果懷疑怠速不穩(wěn)或加速不良等故障是氧傳感器引起的,檢修時(shí)只需拔下氧傳感器接頭,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的故障消失,則說(shuō)明氧傳感器已經(jīng)損壞,必須更換,如果發(fā)動(dòng)機(jī)故障依舊,那說(shuō)明與它無(wú)關(guān)。
氧傳感器通常的損壞原因有以下幾種情況。
一是氧傳感器中毒,這主要是使用了含鉛汽油,導(dǎo)致了氧傳感器鉛中毒,此時(shí)只能更換。
二是積碳覆蓋。如果燃燒不好,在氧傳感器表面就會(huì)出現(xiàn)積碳沉積,會(huì)堵塞氣體與內(nèi)部元件的溝通,導(dǎo)致輸出信號(hào)失準(zhǔn)。
三是氧傳感器陶瓷碎裂,加熱電阻絲燒斷,內(nèi)部線(xiàn)路斷開(kāi)等,不再詳述。詳情可參閱【指尖摩托】提供的技術(shù)資料。
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