汽車氧傳感器ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 02:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 感器的材料與工作原理 傳感器上，二氧化鋯固體電解質(zhì)的外側電極涂敷有陶瓷保護層。對傳感器的性能來說，催化劑特性有兩個重要的作用。一是尾氣中存在有未燃燒的氣體，由此造成測量誤差，催化劑對此起著平衡作用 。另一個是，因電極上進行的是電化學反應，其內(nèi)容包括電子的移動、氧分子的吸附，脫離，氧離子的形成，因移動與脫離而滲入固體電解質(zhì)，而作為逆反應包括從固體電解質(zhì)中捕獲氧離子，使其移動，形成氧分子，形成氣態(tài)等，催化劑都擔負著重要作用。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的材料與工作原理 6. 4. 2二氧化鈦型 二氧化鈦的熔點是 1750℃ ，它以三種狀態(tài)存在，氧化鈦(B)、銳鈦礦形 (A)、板鈦礦形 (B)。其中的 R形從低溫到高溫一直是穩(wěn)定狀態(tài)，沒有必要像 ZrO2那樣，需要考慮狀態(tài)轉(zhuǎn)移的問題，是適合制作傳感器的材料，下面以多孔形 TiO2陶瓷的電阻溫度特性為例加以說明，如 圖 6一 9所示，將此圖大致分 5個方面加以說明。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的材料與工作原理 (1)表面的化學吸附。這是指表面靠化學吸附的O2,H2O,CO,HC氣體與 TiO2表面之間電子轉(zhuǎn)移所引起的現(xiàn)象，這主要從室溫至 400℃ 可以發(fā)現(xiàn) :電阻的變化程度隨溫度及表面狀態(tài)而變化。 (2) TiO2自身體電阻的變化。隨著溫度的升高，熱量激勵出的載流子的數(shù)量增多。所以，電阻減小。這種變化相當于熱量形成空穴的能量，這是 TiO2固有的性質(zhì) . (3)氧分壓的影響 . (4)非平衡氣體的影響 . (5)原子價控制的影響 . 上一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 6. 5. 1圓筒形二氧化鋯傳感器 為保證二氧化鋯傳感器能夠安裝在汽車等的排氣管上，都用金屬件將陶瓷零件 — 二氧化鋯件保護起來。二氧化鋯氧傳感器大致可分為帶加熱器和不帶加熱器兩種，其結構分別如 圖6一 10和 圖 6一 11所示。 近年來，隨著發(fā)動機的改進，尾氣溫度有下降的趨勢，為了獲取更穩(wěn)定的信號，加上目前又趨向?qū)⒀鮽鞲衅靼惭b在尾氣混合狀態(tài)良好的下游側，所以目前的主導產(chǎn)品是帶加熱器型的氧傳感器 (簡稱為 HEGO)。 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 NTK公司很久以前就已經(jīng)利用 IC外殼的封裝技術，并可把加熱器的圖形印刷在陶瓷片上，利用同時燒結的辦法制出精巧的加熱器。帶加熱器型氧傳感器的輸出特性如 圖 612所示。在加熱器的作用下，元件很快被加熱，當發(fā)動機啟動之后，在很短的時間內(nèi)元件達到活性溫度，并進入控制狀態(tài)。對排放控制來說，與無加熱器型相比，帶加熱器的氧傳感器要好多了。今后，排放法規(guī)會越來越嚴格，所以，帶加熱器的氧傳感器將成為今后的主流產(chǎn)品。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 6. 5. 2搭鐵絕緣型二氧化鋯傳感器 為了對發(fā)動機實行更精密的控制，要把氧傳感器安裝在各氣缸氣體已經(jīng)均勻混合的下游，這樣效果好。但這時，傳感器與微機之間會形成電位差，即兩者之間的電阻增加，此外，發(fā)動機產(chǎn)生的干擾會竄到信號線上，造成發(fā)動機控制出現(xiàn)故障。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 也就是說，傳感器安裝位置附近的搭鐵電位與蓄電池、微機等的搭鐵電位會出現(xiàn)電位差。與微機的搭鐵電位相比，當傳感器搭鐵電位高△ V時，則電位差的值疊加到傳感器的信號上，由此而造成理論空燃比控制出現(xiàn)偏差。此外，也有的將氧傳感器安裝在排氣管上，隨著汽車使用時間的加長與傳感器間的連接電阻增加。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 為了解決這一問題，有一種方案是，將引出線焊在傳感器的本體上，再引出傳感器搭鐵線，由此可能造成在搭鐵線回路中，電波干擾調(diào)制了傳感器輸出信號。 為了避免出現(xiàn)上述問題，就要設法使傳感器的信號不通過發(fā)動機的本體，而從元件直接輸出。稱這種規(guī)格的為搭鐵絕緣型 (或稱為不搭鐵型 )氧傳感器 ,NTK公司最先將這種產(chǎn)品供向市場。目前，有 70%以上的氧傳感器都是搭鐵絕緣型，且?guī)Ъ訜崞鳌? 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 主絕緣采用了機械強度高、絕緣性能好的結構材料 — 氧化鋁陶瓷，氧化鋁陶瓷件設置在主接頭與傳感元件之間，采用滑石作填加材料，通過熱鉚主接頭，將傳感元件密封固定。通過印刷、燒結工藝將引出線與傳感元件外表面相連，負信號就從這里輸出。傳感器的結構如 圖 6一 13所示。 絕緣特性的調(diào)查結果如 圖 6一 14所示。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 6. 5. 3板狀二氧化鋯傳感器 以前的氧傳感器采用的都是陶瓷粉末的壓力成形工藝，這種工藝與從前火花塞絕緣件的成形工藝完全相同，可靠性也非常高。與此相比，近幾年又開發(fā)出了陶瓷的新工藝，即層壓工藝，這種工藝已用于疊層電容器及陶瓷 IC封裝的生產(chǎn)之中。 這種工藝的流程是，將熱可塑性樹脂混合在陶瓷粉末中，制成薄片，再將這些薄片重疊制成板狀件，接著燒結成一個整的工件。因為薄片比較柔軟、容易加工，所以可切斷或鉆孔。此外，在其表面涂覆金屬漿料，還可以包鍍金屬。采用這種工藝制作板狀二氧化鋯傳感器公開于 1985年，其結構如 圖 6一 15所示。 上一頁 下一頁 返回 氧傳感器的結構與特點 6. 5. 4二氧化鈦氧傳感器 與二氧化鋯件不同，二氧化鈦氧傳感器不需要與大氣壓進行對比，所以，很簡單地就可以做到防
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