本田空燃比（AF）传感器结构和工作原理.ppt

汽车技术培训 On Board Diagnosis AIR FUEL RATIO(A/F)传感器结构与功能 ?　2006广州 Honda Motor Co., Ltd. – All Rights Reserved. 1、概述 2、O2 (Oxygen) 传感器复习 3、两种 A／F 传感器 4、四线型 A／F 传感器结构 5、四线型A／F 传感器工作原理 6、五线型 A／F传感器结构 7、五线型 A／F传感器工作原理 概述 以前氧传感器只可能检测到排出气体浓度高低。因此，就会出现如图1所示的样子，就是以理论空燃比为界，反复出现浓度或高或低的现象。这样的话，要使A/F能够不断保持在理论空燃比就显得非常困难。 为了减少有害气体的排出量，近年来，我们引进了可以线性检测空燃比的传感器，代替了以前使用的氧传感器，这就是Air Fuel Ratio (A／F) Sensor 。这种传感器不但能检测出排出气体的浓度高低，同时也可以正确地检测出实际的空燃比状况。如图2，采用了这种传感器，不但可以控制高精度的空燃比，同时可以大大地减少燃料费用上升以及有害气体的排出。 目前所销售的本田车基本上都采用了这种A/F传感器。 如果参照S/M，就可以判断出哪辆车已经采用了A/F传感器，并且，由于它不像氧传感器是采用电压，而是采用电流检测，因此根据HDS数据清单，就可以识别出是否可以适用于对象车。 图1　氧传感器的输出特性（转换特性） 图２　五线型A/F传感器输出特性(线型特性） 图3　A/F 传感器与氧传感器 四线型 A/F传感器 O2传感器 浓度高 浓度低 浓度高 浓度低 理论空燃比 理论空燃比 O2 (Oxygen) 传感器复习 首先，在学习A/F传感器前，我们先复习一下氧传感器。 氧传感器的结构如右图3所示，其外侧与排出气接触，而内侧有大气进入。 传感器的中心部位由在筒状氧化锆元件内外贴上白金电极膜的元件以及用于早期活化的加热器构成。 氧化锆元件的二个电极间由于存在氧气浓度差，因此在电极之间会产生电动势。 其电压特性如右图4所示，排出气体侧在浓度高时，会产生近1V的电压，浓度低时输出则几乎是0V。由于在理论空燃比附近，其输出值会发生极大变化，因此只能判断出排出气体的浓度是高还是低。 氧化锆元件 大气 加热器 白金电极 图4　氧传感器的构造 图5 氧传感器的输出特性（转换特性） 理论空燃比 浓度高 浓度低 两种 A／F 传感器 现在本田车上所使用的A/F传感器有二种。 四线型 A／F 传感器（极限电流式) 这种A/F传感器的连结器处有四个接线头，其主要用于L4车，从外观上看与氧传感器基本没有变化，因此比较难以区分。 五线型 A／F 传感器（泵氧式） 这种A/F传感器是：连接器的传感器侧有五个接线头，在ECM/PC侧有七个接线头。在传感器侧的连接器处有一个电阻（是制造时，用于识别个体差异），主要用于V6车，它与Four wire Type 相比，在浓度低一侧精度很高，因此价格也较贵。 图6　四线型 A／F 传感器 图7　五线型 A／F 传感器 图8　五线型 A／F 传感器 传感器连接器 四线型 A／F 传感器结构 前端部分的构造如图9所示，在氧化锆元件与加热器之间设有一个排出气体不能进入的大气导入室。氧化锆元件与扩散层之间有一个排出气体检测室，这是为了限制扩散层通过的排气量。而在氧化锆元件的大气侧与排气侧各有一个白金电极。 与氧传感器的主要不同就是扩散层，还有就是在ECM/PC传感器两个电极上加载了电压。A/F就是通过流过电极间的电流值来进行判断。 这个电流值如图9所示，浓度高时为正值，浓度低时为负值。端子线共有4根，分别是氧化锆元件二个电极上的2根，以及加热器的正负极的2根。 理论空燃比 A/F=14.7 0 mA A/F 传感器输出 浓度高 浓度低 图10　四线型 A／F传感器输出特性 观察此断面 扩散层 排气检测室 氧化锆元件 AFS+ AFS- 排出气体 O2 大气检测室 电流 扩大 图9　四线型 A／F 传感器构造 大气检测室 加热器 电极AFS- 电极AFS＋ 四线型A／F 传感器工作原理 基本工作原理 进入排气检测室的排出气体，被扩散层控制在一定量，因此，对氧化锆元件加载电压，当浓度低时将排气检测的氧气吸到大气检测室，而在浓度高时从大气导入室吸入到排气检测室内，这样就可以用排气检测室内的A/F来得到理论空燃比。为了使排气检测室内保持理论空燃比，加载电压后使氧气移动时，与排气A/F相对应的氧气就会通过氧化锆元件。由于通过AFS+与AFS-间的电流值与其氧气量是成比例的，因此通过测定电流，就可以得到此时的排气的A/F。 观察此断面 扩散层 排气检测室 氧化锆元件 AF