汽車傳感器與

檢測技術劉春暉魯學柱

宋麗玲主編ISBN978-7-568-29591-8

第一章汽車傳感器概述第二章位置和角度傳感器第三章氣體和液體流量傳感器第四章氣體和液體壓力傳感器第五章氣體濃度傳感器第六章速度傳感器第七章溫度傳感器第八章爆震和碰撞傳感器第九章其它類型傳感器現(xiàn)在的三元催化轉化器大都安裝在排氣歧管近端，以便更有效地凈化排氣中CO、HC和NOX三種主要的有害成分。但三元催化轉化器只能在混合氣的空燃比接近理論值的一個窄小范圍內(nèi)才能有效地起到凈化作用。故在排氣管中安裝氧傳感器（圖5-1），其功用是通過監(jiān)測排氣中氧離子的含量來獲得混合氣的空燃比信號，并將空燃比信號轉變?yōu)殡娦盘栞斎氚l(fā)動機ECU。ECU根據(jù)氧傳感器信號對噴油時間進行修正，實現(xiàn)空燃比反饋控制（閉環(huán)控制），從而將過量空氣系數(shù)（λ）控制在0.98～1.02之間的范圍內(nèi)（空燃比A/F約為14.7），使發(fā)動機得到最佳濃度的混合氣，從而達到降低有害氣體的排放量和節(jié)約燃油之目的。隨著汽油缸內(nèi)直接噴射（GDI）發(fā)動機和燃油分層噴射（FSI）發(fā)動機的大量使用，均質稀薄燃燒技術也日益成熟，只能在理論空燃比附近間接測量混合氣濃度的二氧化鈦式和二氧化鋯式氧傳感器已不能適應監(jiān)測的需要，寬域氧傳感器隨之出現(xiàn)。這種傳感器能在混合氣極稀薄的條件下，連續(xù)地檢測出空燃比，實現(xiàn)稀薄領域的反饋控制。一、普通氧傳感器目前使用的氧傳感器有氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（TiO2）式兩種，其中應用最多的是氧化鋯式氧傳感器。氧化鋯式氧傳感器又分為加熱型與非加熱型氧傳感器兩種，氧化鈦式一般都為加熱型傳感器。1．二氧化鋯（ZrO2）式氧傳感器（電壓型）（1）結構和工作原理二氧化鋯式氧傳感器的基本元件是二氧化鋯陶瓷管（固體電解質），陶瓷體制成管狀，因此亦稱鋯管。鋯管固定在帶有安裝螺紋的固定套中，鋯管內(nèi)、外表面都覆蓋著一層多孔性的透氣鉑膜作為電極。氧傳感器安裝在排氣管上，其內(nèi)表面與大氣接觸，外表面與廢氣接觸。為了防止廢氣中的雜質腐蝕鉑膜，在鋯管外表面的鉑膜上覆蓋著一層多孔的氧化鋁保護層，并加裝了一個防護套管，套管上開有通氣槽。這樣既可以防止廢氣燒蝕電極，又可保證廢氣滲進保護層和電極接觸。當混合氣的實際空燃比小于理論空燃比，即發(fā)動機以較濃的混合氣運轉時，排氣中氧含量少，但CO、HC和NOX等較多。這些氣體在鋯管外表面的鉑催化作用下與氧發(fā)生反應，將耗盡排氣中殘余的氧，使鋯管外表面氧氣濃度變?yōu)榱悖@就使得鋯管內(nèi)、外側氧濃度差加大，兩電極間的電壓陡增，可以產(chǎn)生約1V的電壓；當混合氣的實際空燃比大于理論空燃比，即發(fā)動機以較稀的混合氣運轉時，氧氣濃度高，CO、HC和NOX濃度低，在鋯管外表面的鉑催化作用下，使CO、HC和NOX氣體完全與氧發(fā)生反應，排氣中仍有殘余的氧存在，由于內(nèi)、外兩側氧的濃度差較小，幾乎不能產(chǎn)生電動勢，此時輸出電壓幾乎為零。根據(jù)氧傳感器所產(chǎn)生的電壓值就可測量氧傳感器外表面的氧氣含量，而發(fā)動機廢氣排放中的氧含量主要取決于混合氣的空燃比，因此，ECU根據(jù)氧傳感器輸入的電信號分析汽油的燃燒狀況，以便及時修正噴油量，使空燃比處于理想狀況，即使空氣過量系數(shù)λ=1，所以這種傳感器又稱為λ傳感器。要準確地完全保持混合氣濃度為理論空燃比是不可能的，實際上氧傳感器對噴油器的反饋調(diào)節(jié)是動態(tài)的，只能使混合氣在理論空燃比附近一個較小的范圍內(nèi)波動，故氧傳感器的輸出電壓在0.1～0.8V之間不斷變化（通常每10s內(nèi)變化8次以上）。（2）加熱型二氧化鋯式氧傳感器二氧化鋯式氧傳感器輸出信號的強弱與工作溫度有關，只有在300℃以上時該傳感器才能正常工作，早期使用的氧傳感器靠排氣加熱，這種傳感器必須在發(fā)動機起動運轉數(shù)分鐘后才能開始工作，因此，電控發(fā)動機在氧傳感器正常工作之前是開環(huán)控制?，F(xiàn)在，大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器，這種傳感器在原來傳感器的基礎上，增加了一個陶瓷加熱元件用于加熱傳感器，可在發(fā)動機起動后的20～30s內(nèi)迅速將氧傳感器加熱至工作溫度，擴大了空燃比閉環(huán)控制的工作范圍，故又稱為加熱型氧傳感器。常見氧傳感器有一線制、二線制、三線制、四線制四種類型。一線制氧傳感器只有一根信號線與發(fā)動機ECU連接，傳感器的另一極直接搭鐵。二線制的兩根線均與ECU相連，一根為信號線，另一根進入ECU后搭鐵；三線制、四線制氧傳感器均屬于加熱型氧傳感器，由于添加了兩根加熱電阻的接線，和氧傳感器信號線組合成為三線制或四線制。加熱電阻的兩根接線，一根直接接控制繼電器或主繼電器，接受12V加熱電源，一根由ECU控制搭鐵端，控制加熱電阻加熱時間。氧傳感器加熱器是正溫度系數(shù)熱敏元件，在傳感器與線束斷開的情況下，可以通過測量加熱器的阻值來對加熱元件進行檢測（3）雙氧傳感器系統(tǒng)現(xiàn)代排放法規(guī)越來越嚴格，因此越來越多的車輛都在三元催化轉化器的前、后端分別安裝了氧傳感器，稱為雙氧傳感器系統(tǒng)（圖5-5），一個在三元催化轉化器之前，稱作主氧傳感器或上游氧傳感器，用于混合氣反饋控制，發(fā)動機ECU根據(jù)主氧傳感器的反饋信號，增加或減少噴油量，將實際空燃比控制在理論空燃比附近；另一個位于三元催化轉化器之后，稱作副氧傳感器或下游氧傳感器，用于監(jiān)測三元催化轉化器的催化凈化效率。因為正常運行的三元催化轉化器在轉化HC和CO時要消耗O2。所以副氧傳感器輸出的電壓信號比主氧傳感器輸出的電壓信號波動要緩慢得多，兩個氧傳感器電壓幅度差值可反映出三元催化轉化器存儲氧以及轉換有害氣體的能力。當三元催化轉化器損壞時，其轉化效率喪失，這時在其前后的排氣管中的氧氣量十分接近，幾乎相當于沒有安裝三元催化轉化器，前、后兩氧傳感器的信號電壓波形就趨于相同，并且電壓波動范圍也趨于一致，此時表明三元催化轉化器轉化能力下降。OBD-Ⅱ監(jiān)視系統(tǒng)正是根據(jù)這個原理來檢測三元催化轉化器轉化效率的。2．氧化鈦式氧傳感器（電阻型）（1）結構與工作原理氧化鈦式氧傳感器是利用二氧化鈦（TiO2）材料的電阻值隨排氣中氧含量的變化而變化的特性制成的，故又稱電阻型氧傳感器。二氧化鈦式氧傳感器的外形和氧化鋯式氧傳感器相似。在傳感器前端的護罩內(nèi)是一個二氧化鈦厚膜元件（圖5-6）。純二氧化鈦在常溫下是一種高電阻的半導體，但表面一旦缺氧，其晶格便出現(xiàn)缺陷，電阻隨之減小。由于二氧化鈦的電阻也隨溫度不同而變化，因此，在二氧化鈦式氧傳感器內(nèi)部也有一個電加熱器，以保持氧化鈦式氧傳感器在發(fā)動機工作過程中的溫度恒定不變。當發(fā)動機的可燃混合氣濃（過量空氣系數(shù)小于1）時，由于燃燒不完全，排氣中會剩余少量氧氣，傳感元件周圍的氧離子很少，二氧化鈦呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。與此同時，在催化劑鉑的催化作用下，使剩余氧離子與排氣中的一氧化碳（CO）產(chǎn)生化學反應，生成二氧化碳（CO2），將排氣中的氧離子進一步消耗掉，從而大大提高了傳感器的靈敏度。當發(fā)動機混合氣?。ㄟ^量空氣系數(shù)大于1）時，排氣中氧離子含量較多，傳感元件周圍的氧離子濃度較大，二氧化鈦呈現(xiàn)低阻狀態(tài)。新型二氧化鈦式氧傳感器由發(fā)動機ECU提供1V基準電壓，外形和原理與二氧化鋯式氧傳感器相似，但為了使二氧化鈦式氧傳感器有著與二氧化鋯式氧傳感器相同的變化，即和二氧化鋯式氧傳感器輸出的0～1V的電壓值相一致，將參考電壓由原來的5V變?yōu)?V，同時，為了降低傳感器的重量和更換時的成本，將其中的精密電阻轉移到了ECU內(nèi)部，因此，在傳感器的接線上減少一條引出線。（1）故障現(xiàn)象判斷氧傳感器對汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機正常運轉和尾氣排放起著至關重要的作用，一旦氧傳感器或其連接線路出現(xiàn)故障，不但會使排放超標，還會出現(xiàn)回火、放炮、怠速熄火、發(fā)動機運轉失準、油耗增大等各種故障，使發(fā)動機工況惡化。（2）解碼器檢測氧傳感器的異常工作，都會在ECU中存儲故障碼。因此，通過專用解碼器或通用解碼器，可以查出氧傳感器的故障碼00525——氧傳感器G39、G130無信號，或氧傳感器G39、G130對正極短路，或者通過讀取數(shù)據(jù)流來判斷氧傳感器是否有故障。如果氧傳感器示數(shù)長時間停滯在一個數(shù)值不變或變化緩慢，則說明氧傳感器有故障。（3）檢測加熱元件的電阻在室溫下，可用萬用表進行檢測。檢測時，拔下氧傳感器線束插頭，檢測插頭上端子T4c/1與T4c/2之間的電阻，在常溫下該阻值應為1～5Ω。如果常溫下該阻值為無窮大，則說明加熱元件斷路，應更換氧傳感器。（4）檢測傳感器加熱元件的電源電壓氧傳感器加熱元件的電壓為蓄電池電壓，當點火開關接通使燃油泵繼電器觸點接通時，加熱元件的電源即被接通。檢測加熱元件的電壓，拔下氧傳感器插頭，起動發(fā)動機，檢測插接器插座上的端子T4c/1與T4c/2之間的電，電壓值應不低于11V。如果該電壓值為零，則說明熔絲S5（10A）斷路或燃油泵繼電器時壓觸點接觸不良，分別檢修即可。（5）檢測傳感器的信號電壓由于當氧傳感器工作溫度低于300℃時，氧傳感器沒有達到正常工作溫度，無信號輸出，因此應在二氧化鋯式氧傳感器處于300℃以上的工作狀態(tài)時測量其輸出電壓。用汽車萬用表測壓法檢查二氧化鋯式氧傳感器的具體方法是：使發(fā)動機轉速在2500r/min運行約90s左右，插頭與插座連接，將數(shù)字式萬用表連接到氧傳感器端子T4c/3與T4c/4連接的導線上，當供給發(fā)動機濃混合氣（加速踏板突然踩到底）時，信號電壓應為0.7～1.0V；當供給發(fā)動機稀混合氣（拔下空氣流量傳感器至發(fā)動機之間的真空管）時，信號電壓應為0.1～0.3V；否則說明氧傳感器失效，應予以更換。（6）檢測氧傳感器的信號變化頻率可將一個發(fā)光二極管和一個300Ω的電阻串聯(lián)接在傳感器T4c/3與T4c/4端子連接的導線之間進行檢測。二極管正極連接到3端子上，二極管的負極經(jīng)300Ω電阻連接到插接器4端子上。發(fā)動機怠速或部分負荷運轉時，發(fā)光二極管應當閃亮。閃亮頻率每分鐘應不低于10次，如果二極管不閃亮或閃亮頻率過低，則說明氧傳感器失效，應更換傳感器。用萬用表檢測檢查在10s內(nèi)擺動的次數(shù)8次或更多。（7）示波器檢測用示波器檢測氧傳感器輸出的信號波形，可以很直觀地確定氧傳感器是否良好。測試方法是：起動發(fā)動機，使傳感器預熱到300℃以上，發(fā)動機處于閉環(huán)工作狀態(tài)時，用探針連接到傳感器插接器信號端子T4c/2和T4c/3上，發(fā)動機從怠速開始增大轉速，觀察氧傳感器輸出信號波形，并與標準波形比較，判斷傳感器的好壞。4．二氧化鈦式氧傳感器的檢測方法二氧化鈦式氧傳感器加熱電阻的檢查與二氧化鋯式氧傳感器的基本相同。下面主要介紹其不同于二氧化鋯式氧傳感器的檢測方法。（1）萬用表測電阻法萬用表測阻法是利用二氧化鈦式氧傳感器的電阻特性來判斷其在暖機狀態(tài)和非暖機狀態(tài)下的電阻值，以此來判斷其是否損壞。正常氧傳感器在充分暖機狀態(tài)下的電阻值約在300kΩ左右（不同廠家此值不同）；拆下傳感器并暴露在空氣中冷卻后測量其電阻值，若阻值很大，則說明傳感器良好；反之，則說明傳感器已損壞，應予以更換。（2）二氧化鈦式氧傳感器波形檢測法對于采用1V參考電壓的二氧化鈦式氧傳感器，其測試方法、波形圖等和二氧化鋯式氧傳感器相同。對于采用5V參考電壓的二氧化鈦式氧傳感器需要注意的是：良好的二氧化鈦式氧傳感器的輸出端電壓應以2.5V為中心上、下波動。二、寬域氧傳感器在發(fā)動機電控系統(tǒng)中，氧傳感器的作用是監(jiān)測尾氣中氧的濃度，并將信息反饋給ECU以修正噴油量，實現(xiàn)發(fā)動機的閉環(huán)控制，確保廢氣空燃比始終處于三元催化轉化器的最佳工作點。越來越嚴格的排放法規(guī)以及方興未艾的稀薄燃燒技術，都要求發(fā)動機實現(xiàn)更稀薄的燃燒，尾氣得到更理想的控制，這就對氧傳感器提出了更高的要求。氧化鋯（ZrO2）及氧化鈦（TiO2）型氧傳感器其工作范圍都是在λ=1附近，一旦超出此范圍，其反應性能便降低。當ECU要進行稀混合控制時，甚至超稀薄燃燒時，這兩種類型的氧傳感器便無法勝任了。為了克服普通氧傳感器的缺陷，人們開發(fā)出了新一代氧傳感器——寬域氧傳感器。寬域氧傳感器為五、六線制1．寬域氧傳感器的結構傳統(tǒng)的氧化鋯式氧傳感器為4線制，屬于主動、平面型氧傳感器，僅適用于標準空燃比附近范圍。在350℃或更高的溫度下能傳導氧離子，傳感器兩側氧氣的濃度差使兩個表面之間產(chǎn)生電位差，且工作曲線非常陡峭?；旌蠚庠诮咏鼧藴士杖槐葧r，輸出0.45V電壓；混合氣偏濃時，輸出0.6～0.9V電壓；混合氣偏稀時，輸出0.1～0.3V電壓。由于該氧傳感器只能在比較狹窄的范圍內(nèi)（0.1～0.9V）工作，當尾氣過濃或過稀時都無法進行檢測，因此該氧傳感器的應用有一定的局限性。寬域氧傳感器（Wide-bandOxygenSensor）的基本控制原理是以氧化鋯型氧傳感器為基礎而加以擴充的。氧化鋯型氧傳感器有一特性，即當氧離子移動時會產(chǎn)生電動勢。若采用反向程序，將電壓施加于氧化鋯組件上，也會造成氧離子的移動。根據(jù)此一特性即可由ECU控制所想要的比例值。構成寬域氧傳感器的組件有兩個部分：一部分為感應室，另一部分是泵氧元。感應室的一面與大氣接觸，而另一面是測試腔，通過擴散孔與排氣接觸，與普通氧化鋯傳感器一樣，由于感應室兩側的氧含量不同而產(chǎn)生一個電動勢。一般的氧化鋯傳感器將此電壓作為ECU的輸入信號來控制混合比，而寬域氧傳感器與此不同的是：ECU要把感應室兩側的氧含量保持一致，讓電壓維持在0.45V（這個電壓只是電腦的參考標準值），這就需要傳感器的另一部分來完成。寬域氧傳感器的另一部分是傳感器的關鍵部件——泵氧元，泵氧元一邊是排氣，另一邊與測試腔相連。泵氧元就是利用氧化鋯傳感器的反作用原理，將電壓施加于氧化鋯組件（泵氧元）上，這樣會造成氧離子的移動。把排氣中的氧泵入測試腔當中，使感應室兩側的電壓維持在0.45V。這個施加在泵氧元上變化的電壓，才是所需要的氧含量信號。如果混合氣太濃，那么排氣中含氧量下降，此時從擴散孔溢出的氧較多，感應室的電壓升高。為平衡ECU，增加控制電流使泵氧元增加泵氧效率，使測試腔的氧含量增加，這樣可以調(diào)節(jié)感應室的電壓使其恢復到0.45V；相反，如果混合氣太稀，則排氣中的含氧量增加，這時氧要從擴散孔進入測試腔，感應室電壓降低2．寬域氧傳感器的工作原理如圖5-12所示，傳統(tǒng)的桿形傳感器（LSH-加熱式氧傳感器）或者扁平形氧傳感器（LSF），因為其電壓曲線是跳躍的，所以也叫階躍式氧傳感器。三元催化轉化器后（下游）使用的是階躍式氧傳感器。階躍式氧傳感器的測量范圍在λ=1附近跳動，它用于監(jiān)控三元催化轉化器后的廢氣中的氧含量是足夠的。如圖5-15所示，寬域氧傳感器（LSU）是新一代氧傳感器，這種傳感器被用在三元催化轉化器前（上游）。λ值的輸出不再是一個跳躍式上升電壓曲線（傳統(tǒng)階躍式氧傳感器），而是一個電流接近于線性的上升曲線。因此，可以在一個較寬的范圍內(nèi)來測量λ值。寬域氧傳感器的λ值接收和分析與階躍式氧傳感器是不一樣的，寬域氧傳感器的λ值不是從電壓變化中分析出來的，而是從電流變化中分析出來的。但是，其物理過程還是一樣的。寬域氧傳感器也是通過兩個電極產(chǎn)生一個電壓，這個電壓也是因為氧含量的不同而產(chǎn)生的。與階躍式氧傳感器不同的是，寬域氧傳感器電極間的電壓保持恒定不變。電壓保持不變是通過泵氧元（微型泵）來實現(xiàn)的，該泵給靠近廢氣側的電極供氧，使得兩個電極間的電壓保持為450mV的恒定值。泵氧元所消耗的電流被ECU換算成λ值。2012款邁騰寬域氧傳感器調(diào)節(jié)原理，它與傳統(tǒng)氧傳感器基本相同。安裝在三元催化轉化器前（上游端）的寬域氧傳感器稱為控制氧傳感器，監(jiān)測尾氣中氧的含量，并將信息反饋給ECU，用于調(diào)節(jié)噴油量，從而實現(xiàn)發(fā)動機的閉環(huán)控制，改善發(fā)動機的燃燒性能并減少有害氣體的排放。為了對三元催化轉化器效率進行持續(xù)監(jiān)控，為此配有診斷氧傳感器，安裝在三元催化轉化器的下游端。通過比較三元催化轉化器上游和下游的氧傳感器信號，可以確定三元催化轉化器的效率。3．寬域氧傳感器的控制過程（1）燃油、空氣混合氣變稀如圖5-17a所示，廢氣中的氧含量升高，且在泵功率不變的情況下向測量區(qū)送入的氧氣量多于通過擴散通道漏掉的氧氣量。因而相對于外部空氣來說，氧氣比例就發(fā)生了變化，所以兩個電極之間的電壓就下降了。如圖5-17b所示，為了使得兩電極間的電壓再回到450mV，必須減少廢氣側的氧含量。為此泵氧元必須減少送入測量區(qū)的氧氣量。于是就降低泵功率，直至電壓回到450mV。ECU將泵氧元的電流消耗換算成一個λ值，從而改變混合氣的成分。（2）燃油、空氣混合氣變濃如圖5-18a所示，廢氣中的氧含量降低，在泵功率不變的情況下向測量區(qū)送入的氧氣量減少，于是兩電極間電壓升高。這時通過擴散通道漏掉的氧氣量多于泵氧元所送入的氧氣量。如圖5-18b所示，提高泵氧元的功率，就會提高測量區(qū)的氧含量。于是電極間電壓又回到450mV，泵氧元的電流消耗量被ECU換算成λ值。4．寬域氧傳感器的λ值1）加速和巡航。從較適中到急加速和巡航狀態(tài)時，λ值將保持在較穩(wěn)定的狀態(tài)，接近1，這是因為寬域氧傳感器和ECU是在閉環(huán)狀態(tài)下工作的，λ值將按照ECU進行燃油平衡調(diào)節(jié)，僅在1的上或下“漂移”。2）加濃。當加濃狀態(tài)出現(xiàn)時，λ值將降低，并向下移動。3）減速。在減速狀態(tài)時，λ值將變到1.989。這是因為ECU執(zhí)行減速斷油狀態(tài)，導致排氣氣流非常稀。第二節(jié)氮氧化物（NOX）傳感器NOX為可燃混合氣在高溫、高壓下燃燒后的產(chǎn)物，是NO和NO2總稱。NOX是在高溫富氧的條件下生成的，當空氣過量時，N2與O2在電火花的作用下，產(chǎn)生了NO，而NO被空氣中的O2氧化為NO2。從燃燒過程排放的NOX95％以上可能是NO，其余的是NO2。尾氣中NOX的排放量取決于燃燒溫度、時間和空燃比等因素。一、NOX傳感器結構NOX傳感器包含兩個腔室、兩個泵室、四個電極和一個加熱器。傳感器元件是用二氧化鋯制成的。此材料的典型特點是，如果對它施加電壓，它就能使負的氧離子從負電極遷移到正電極，相當于氣泵將氧氣從一側泵入另一側，因此，習慣上也被稱為氧氣泵，如圖5-19所示。NOX傳感器的檢測原理也是以氧氣測量為基礎，并且可以從一個寬帶λ探針上檢測到氧氣含量。二、NOX傳感器工作原理NOX傳感器安裝在存儲式NOX催化轉化器的后部，以監(jiān)測其NOX的存儲量。NOX傳感器采用電池電動勢原理進行檢測NOX的濃度，其構造原理如圖5-21所示。在泵室內(nèi)，氧氣含量保持恒定（14.7kg空氣：1kg燃油），通過調(diào)整泵工作電流，空燃比會發(fā)生變化。廢氣流經(jīng)擴散網(wǎng)到O2測量單元，該單元通過還原電極將NOX分解成氧氣和氮氣，通過氧-泵電流就可確定NOX的濃度。1．存儲過程當發(fā)動機在λ＞1稀薄燃燒工作時，廢氣中的NOX存儲催化轉化器表面上白色涂層發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生NOX。NO2再與氧化鋇（BaO）發(fā)生化學反應，生成硝酸鹽[Ba(NO3)2]，并存儲在催化轉化器中，如圖5-22所示。催化轉化器不能再存儲NOX了，啟動再生模式，存儲過程一般花60~90s。發(fā)動機將從稀薄的分層充氣燃燒模式轉為均勻模式。在均勻模式下，在尾氣中碳氫化合物和一氧化碳的含量將會提高。在存儲催化轉化器內(nèi)，NOX的氧與碳氫化合物和一氧化碳反應生成氮氣和氧氣。2．NOX的還原當存儲式催化轉化器中的NOX負載量已達到極限時，發(fā)動機控制系統(tǒng)使發(fā)動機短時間處于均質且λ＜1模式工作?；旌蠚庾儩猓欧诺膹U氣溫度升高，存儲式催化轉化器的溫度也就升高，此時所形成的硝酸鹽變得不穩(wěn)定，利用廢氣中的CO與Ba(NO3)2發(fā)生還原反應，使硝酸鹽分解．生成BaO（氧化鋇），并釋放出CO2和NOX。在催化轉化器中的鉑金和銠，將NOX轉化成N2，CO轉化為CO2，還原過程一般為2s3．硫的還原硫比NOX具有更高的溫度穩(wěn)定性，在很短的時間間隔內(nèi)頻繁發(fā)生NOX還原后，就會發(fā)生硫還原。發(fā)動機控制單元由此即可判斷出，催化凈化氣的存儲空間已被硫占滿，無法再存儲NOX了。除硫的過程要持續(xù)約2min。從分層充氣模式切換到均質模式，即兩個氣缸以較濃混合氣工作，兩個氣缸以較稀混合氣工作，不同的氣體會聚到Y形管內(nèi)再次燃燒，可將NOX存儲式催化凈化器的溫度提高到超過650℃，（1）確定第一腔室中的λ數(shù)值一部分廢氣流入第一腔室中，由于廢氣中的氧氣殘留量與參考小室中的氧氣殘留量不同，就能在電極上測量出一個電壓，NOX傳感器控制單元將此電壓設定為恒定的450mV，這相當于空氣/燃油比λ=1。如果偏離此數(shù)值，氧氣被泵出或者泵入，使450mV的電壓保持恒定。（2）確定第二腔室中的NOX殘留量不含氧氣的廢氣從第一腔室進入第二腔室，廢氣中的NOX分子被一個特殊的電極分裂成氮氣和氧氣。因為第二腔室內(nèi)部電極和外部電極上電壓被調(diào)整至恒定的450mV，所以氧氣泵必須通入電流三、NOX傳感器安裝位置與功能1．安裝位置NOX傳感器控制單元常安裝于汽車底板外部，在NOX傳感器的附近位于車外部底板下部，在NOX傳感器附近對傳感器信號進行預加工，然后將該信息經(jīng)CAN總線傳至發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元通過這個信息來識別所存儲的NOX的飽和程度，執(zhí)行還原過程，如圖5-26所示。2．功能NOX傳感器被直接擰緊在NOX存儲式催化轉化器的后面，用來確定廢氣中NOX和氧氣的殘留量并把此信號傳送給NOX控制單元。其功能如下：①識別和檢查催化轉化器的功能是否正常。②識別和檢查催化轉化器前端寬域氧傳感器調(diào)節(jié)點是否正?；蚴欠裥枰拚＂蹤z測NOX傳感器產(chǎn)生的信號被傳送至NOX傳感器控制單元。④NOX傳感器感測到NOX存儲式催化轉化器的存儲空間達到飽和時，就會啟動一個NOX再生周期，即提供給ECU信號，使發(fā)動機在短時間內(nèi)生成更濃的混合氣體，使排氣溫度升高，轉化器鋇涂層便開始釋放NOX。NOX會隨之被轉化為無害氮氣。第三節(jié)空氣質量傳感器空氣質量傳感器也稱多功能傳感器，是眾多汽車全自動分區(qū)空調(diào)系統(tǒng)的組成部分，主要用于測量空氣中的水分、環(huán)境溫度、外界空氣污染程度（外部空氣中可氧化或可還原的有害氣體）。若外部空氣質量較差，如堵車或穿過隧道時，前面或鄰近的車輛的尾氣有可能進入本車輛，如果空氣質量傳感器感測到外部空氣中污染物含量超標時，全自動空調(diào)系統(tǒng)的控制單元會自動停止進氣外循環(huán)而轉為內(nèi)循環(huán)，阻止外部污染物進入。而當車外空氣清新時又自動轉為外循環(huán)。此外，當掛入倒車擋或者清洗前擋風玻璃而噴射清洗液時，自動空調(diào)也會自動地將循環(huán)模式轉為內(nèi)循環(huán)，防止倒車時的有害尾氣和噴射清洗液時的異味進入車內(nèi)。一、空氣質量傳感器安裝位置和作用空氣質量傳感器連同新鮮空氣進氣道溫度傳感器G89一起安裝在通風室的新鮮空氣進氣區(qū)域空氣質量傳感器具有能夠通過感應化學物質（如NO、NO2和CO）檢測空氣污染的能力，如圖5-28所示。根據(jù)進氣空氣的質量，它會自動打開車內(nèi)空氣循環(huán)模式（如果處于AUTO模式）。出于安全原因，如果外界溫度降到2℃以下或空調(diào)壓縮機關閉，可能是擋風玻璃結冰，自動循環(huán)模式將中斷。空氣質量傳感器具有能夠通過感應化學物質（如NO、NO2和CO）檢測空氣污染的能力，如圖5-28所示。根據(jù)進氣空氣的質量，它會自動打開車內(nèi)空氣循環(huán)模式（如果處于AUTO模式）。出于安全原因，如果外界溫度降到2℃以下或空調(diào)壓縮機關閉，可能是擋風玻璃結冰，自動循環(huán)模式將中斷。圖5-28檢測空氣污染空氣中的污染物是以可氧化或可還原氣體形式存在的，基于這一認識，該傳感器得以開發(fā)和應用。Climatronic控制單元需要該傳感器信號來執(zhí)行自動空氣再循環(huán)功能。若此功能開啟，在該傳感器檢測到新鮮空氣中有污染物時，進氣風門被自動關閉并且空氣再循環(huán)風門打開。在自動空氣內(nèi)循環(huán)運行模式接通的情況下，空氣質量傳感器會測量吸入空氣中的有害物質濃度。如果空氣質量傳感器識別到有害物質濃度明顯升高，則暫時接通空氣內(nèi)循環(huán)運行模式。當有害物質濃度下降到正常水平時，自動關閉空氣內(nèi)循環(huán)運行模式，以便重新向車內(nèi)輸送新鮮空氣。二、空氣質量傳感器工作原理該傳感器的核心由混有鎢的氧化物或混有錫的氧化物組成。當兩種化合物接觸到可氧化或可還原氣體時，它們都改變各自的電特性。簡而言之，當一種元素吸收氧時就發(fā)生氧化，當一種化合物釋放氧時就發(fā)生還原因此，可氧化氣體試圖吸收氧并形成化學鍵。在另一方面，可還原氣體試圖讓氧與其他元素或化合物結合?？裳趸瘹怏w包括一氧化碳（CO）、苯蒸氣、汽油蒸氣、碳氫化合物與未燃燒的或者燃燒不充分的燃油成分?？蛇€原氣體包括NOX等。三、空氣質量傳感器功能若傳感器的混合氧化物接觸到可氧化氣體，該氣體從混合氧化物上吸收氧，從而改變了該混合氧化物的電特性，其阻抗下降。另一方面，若該傳感器接觸到可還原氣體，該混合氧化物從氣體中吸收氧，從而改變了該傳感器的電特性，其阻抗上升。由于混合氧化物的化學與物理特性，它可以在可氧化與可還原氣體同時出現(xiàn)時檢測其中的污染物，如圖5-30所示。對于污染物檢測，這意味著，若傳感器阻抗上升，一定含有可氧化氣體；若傳感器阻抗下降，一定含有可還原氣體。四、空氣質量傳感器的檢測①搭鐵端檢查拆下空氣質量傳感器接頭，用數(shù)字式萬用表測量2腳與搭鐵間的電阻，應為0。②電壓測試拆下空氣質量傳感器接頭，打開點火開關至ON