汽车氧传感器

汽车氧传感器简介及市场分析一、汽车氧传感器的简介汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器的作用氧传感器均安装在发动机排气管上。1.1监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给ECU，调整喷油量和点火时间，从而实现发动机的最佳空燃比闭环控制；1.2确保三效催化转换器对排气中（HC）、（CO）和（NOx）三种污染物有最大的转化效率。氧传感器的分类2.1按材料成分：（1）氧化错式 （2）氧化钛式氧化错式氧传感器：氧化错式氧传感器（见图1）的基本元件是专用陶瓷体，即氧化错（ZrO2）固体电解质，陶瓷体制成管状（错管），固定在带有安装螺纹的固定套中。错管表面装有透气铂电极，配有护管及电接头，其内表面与大气相通，外表面与废气相通，外表面还加装了一个防护套管，套管上开有通气槽。错管的陶瓷体是多孔的，允许氧渗入该固体电解质内，温度较高时（高于300°C），氧气发生电离，如果在陶瓷体内（大气）外（废气）侧的氧气浓度不同，就会在2个铂电极表面产生电压降，含氧量高的一侧为高电位。当混合气稀时，排气中含氧多，两侧浓度差小，只产生小的电压；反之，混合气浓时，产生高电压。根据所测电压值就可测量氧传感器外表面氧气含量，而发动机废气排放中的氧含量主要取决于混合气的空燃比，因此，ECU根据氧传感器输入的电信号分析汽油的燃烧状况，以便及时修正喷油量，使空燃比处于理想状况。图1.氧化错式氧传感器在排气管中的结构氧化钛式氧传感器：氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛(TiO2)材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性构成的，故又称为电阻型氧传感器。二氧化钛是在室温下具有很高电阻的半导体，但当排气中氧含量少(混合气浓)时，氧分子将脱离，使其品体出现缺陷，便有更多的电子可用来传递电流，材料的电阻亦随之降低。此种现象与温度和氧含量有关，因此，欲将二氧化钛在300〜900°C的排气温度中连续使用，必须作温度补偿。图2为氧化钛式氧传感器的结构示意图，它具有2个二氧化钛元件，一个是具有多孔性的用来感测排气中氧含量的二氧化钛陶瓷，另一个则为实心二氧化钛陶瓷，用作加热调节，补偿温度误差。该传感器外端以具有孔槽的金属管作为防护套，一方面让废气进出，另一方面防止里面二氧化钛元件受到外物撞击，传感器接线端以橡胶作为密封材料，防止外界气体渗入。它一般安装在排气歧管或尾管上，可借助排气高温将传感器加热至适当的工作温度。氧化钛式氧传感器的优点是结构简单，造价便宜，抗腐蚀、抗污染能力强，经久耐用，可靠性高。图2.氧化钛式氧传感器结构示意图2.2按线数分：（1）单、双线型（2）三、四线型2.3按是否加热分：（1）加热型：a氧化错式 b氧化钛式（2） 非加热型:a氧化错式b氧化钛式二、汽车氧传感器的市场分析我国汽车氧传感器的发展现状国内氧传感器技术与氧传感器行业领军企业BOSCH、NGK、DENSO、DELPHI等之间的技术差距大约是20年。从当前国内企业的产品类型来看，当前国内企业主要生产管式的氧传感器，这是BOSCH公司80年代开发的产品，而且管式的技术问题大多企业并没有解决，主要体现在产品的使用寿命短、响应时间慢。BOSCH公司新推出的板式（片式）、宽域氧传感器国内目前没有一家企业能够批生产的，而有关数据显示，2009年75%的新车装的是片式氧传感器产品。从工艺层面看，国内氧传感器生产基本有两种工艺：一是注塑成型，大部分企业采用该工艺，该工艺方法具有成本低、坯体一致性好等特点；另一种是冷等静压，极少数厂家采用该工艺，该工艺制作的产品性能要优于注塑成型，质地较好，但成本高、报废率高；而BOSCH、NGK、DENSO、DELPHI等均采用等静压成型配合整套磨削工艺，产品的稳定性和一致性得到了很好的保证。我国汽车氧传感器的市场前景汽车行业是目前国际上应用传感器的最大市场之一，现在世界上汽车年产量4000万辆以上。从世界各国的专利情况来看，各主要汽车生产厂家和元器件生产厂家，都很重视汽车传感器的研制和生产，而氧传感器的申报专利数居汽车传感器的首位，这反映了传感器的难度和各国的重视程度。控制汽车空燃比用的氧传感器日本以每年50〜60%的速度增长着，就我国来说，仅近三年需改加氧传感器的车就有2000万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过200万个。目前国内从事氧传感器研发、生产的企业均为中小型民营企业，所以，氧传感器的市场前景非常广阔。

附：国内外部分氧传感器生产企业名单。序号公司名称网址地区1博世/BOSCHwww,德国2日本特殊陶业株式会社/NGK日本3电装/DENSOwww,日本4德尔福/DELPHIHYPERLI