汽车电子学课件第7章-气体浓度传感器

第七章 气体浓度传感器汽车电子控制根底——第一节概述用于检测汽车内外产生的各种气体浓度：氧传感器空燃比传感器烟雾浓度传感器碳烟传感器第二节氧传感器理论空燃比14.7﹕1

图7-1氧传感器外形与安装位置1－排气管2－氧传感器三元催化反响器能同时净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分图7-2三元催化反应器净化效率特性曲线图7-4二氧化锆氧传感器工作原理图7-4二氧化锆氧传感器工作原理电离电离，就是指电解质〔分子：如醋酸、NH3·H2O、H2S、HCl等或晶体，如NaCl、NH4NO3、BaSO4等〕在水溶液中或熔融状态下产生自由移动离子的一种过程。

原子是由带正电的原子核及其周围的带负电的电子所组成.由于原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等,所以原子是中性的.原子最外层的电子称为价电子.所谓电离,就是原子受到外界的作用,如被加速的电子或离子与原子碰撞时使原子中的外层电子特别是价电子摆脱原子核的束缚而脱离,原子成为带一个或几个正电荷的离子,这就是正离子.如果在碰撞中原子得到了电子,那么就成为负离子.

能斯特方程式能斯特方程式是表达电极电势跟浓度的关系式。氧化复原电对的电极电势是半反响式中各物质浓度〔或气体的压强〕的函数。设电对[氧化型]/[复原型]的半反响式是氧化型+ne复原型，那么该电对的电极电势跟浓度的关系是

式中E是该电对在非标准态下的电极电势，E是标准电极电势，n是半反响中得失电子数。这就是能斯特方程式。在半反响中，如果还有其他物质参与，那么其浓度也应写在方程式中〔固体和水除外〕。利用奈斯特方程，可以由改变物质的浓度〔或气体压强〕的方法来改变电对的电极电势，从而有可能改变氧化复原反响的方向。图7-6氧传感器输出特性曲线图图7-7氧传感器与电控单元ECU的连接图7-8带加热器的氧传感器与ECU的连接电路

图7-9反馈控制特性曲线图a）混合气实际空燃比b）氧传感器输出电压c）喷油量图7-12氧传感器的检测二氧化钛式氧传感器

第三节稀薄混合气传感器在超稀薄燃烧领域进行空燃比的反响控制，与氧化催化剂结合，到达降低燃料消耗的目的。图7-14稀薄混合气传感器的基本特性

图7-15稀薄燃烧系统的构成全范围空燃比传感器第四节烟尘浓度传感器当烟尘浓度传感器感知烟尘的存在时，就会使空气净化器自动运转；没有烟尘时就会使空气净化器自动停止工作，使车内空气始终保持清洁。

空气交通化装置的组成第五节柴油机排烟传感器NOx传感器图3-25

GDI发动机排气系统的组成存储式NOX催化转化器与三元催化转化器的结构相当，均为细陶瓷蜂窝状结构。存储式NOX催化转化器的细陶瓷外表具有氧化钡薄涂层。当温度到达250°C~500°C时，存储式NOX催化转化器可将氧化钡转化为硝酸盐存储起来。如果存储空气占满了，还通过NOX传感器使发动机控制单元识别出这种情况，以切换到复原模式图3-30NOX存储式催化转化器的存储过程〔在λ>1时存储〕图3-31NOX存储式催化转化器的复原过程〔在λ<1时复原〕作业1.二氧化锆型氧传感器的工作原理2.二氧化钛型氧传感器的工作原理3