空燃比

空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。

为使废气催化率达到最佳(90％以上)，必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内(14．7：1)，若空燃比大时，虽然CO和HC的转化率略有提高，但NOx的转化率急剧下降为20％，因此必须保证最佳的空燃比，实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传感器工作正常。如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。此外使用不当，还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。

空燃比氧传感器（二）

范道钢

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感器输出信号电流在发动机电脑内部对应出同废气中氧气含量对应的电压值，此电压值只能用专用检测仪测出。

当实际空燃比数值等于理论空燃比时，尾气中的氧气和未燃烧气体碳氢化合物、一氧化碳气也很少，全范围空燃比传感器空气腔侧铂电极同尾气侧铂电极之间的氧化锆固态电解质中没有氧离子流，故空燃比传感器在实际空燃比数值等于理论空燃比时不产生电流。因无电流输入，发动机电脑内检测电路对应出3．3伏特电压。当实际空燃比数值小于理论空燃比时，混合气浓，废气中氧气很少，但未燃烧干净碳氢化合物和一氧化碳较多。在实际空燃比数值小于理论空燃比时，混合气浓工况时，空燃比传感器参考空气腔内的氧气被空气腔侧铂电极电离后生成氧离子，生成的氧离子流过空气腔侧铂电极和尾气侧铂电极之间的氧化锆固态电解质，到达尾气侧铂电极，同穿过空燃比传感器扩散阻力层到达空燃比传感器尾气侧铂电极的未燃烧净的碳氢化合物和一氧

化碳发生化学反应，失去电子，产生方向为负的电流。此方向为负电流输入发动机电脑后，发动机电脑内部的检测电路对应小于3．3伏特电压。

实际空燃比数值大于理论空燃比时，混合气稀时，废气中氧气较多，废气中的氧气穿过扩散阻力层到达尾气侧铂电极被电离成氧离子，氧离子流过尾气侧铂电极和空气腔侧铂电极之间的氧化锆固态电解质，到达空气腔侧铂电极失去电子，产生方向为正的电流。此方向为正电流输入到发动机电脑内部的检测电路后，对应出大于3．3伏特的电压。实际空燃比数值越小、混合气越稀，对应的空燃比传感器电压值越高。实际空燃比数值越小、混合气越浓，对应出空燃比传感器的电压值越低。

从图9可以看出，传统氧传感器在怠速启动暖车后或发动机转速稳定后很长时间，才能进入实际空燃比闭环控制状态。而在怠速暖车和急加速状态等复杂工况下，无法控制实际空燃比，实际空燃比处于开环控制状态，所以在怠速暖车和急加速等复杂工况，尾气中碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物三种有害气体的排放量较多。

从图10可以看出发动机转速升高后，氧传感器波形变得很窄。这表明发动机转速升高后，氧传感器的反应速度加快，这需要发动机电脑以更快的速度调整喷油量，以便将实际空燃比控制在理论空燃比，所以在发动机高速运转时，为将实际空燃比控制在理论空燃比，需要氧传感器有很快的氧气响应速度，也需要有高速度高性能的发动机电脑。这大大增加了空燃比控制系统的难度，而且实际空燃比的控制效果也不佳。

从图11可以看出，全范围空燃比传感器电压值始终随发动机的工作状态而改变，而且反应极其灵敏，并且大部分时间都固定在3．3伏特附近(理论空燃比)。也就是说实际空燃比大部分时间都在理论空燃比位置，所以发动机电脑在大部分时间内不需要过多地反复调整喷油量来控制实际空燃比，使实际空燃比控制变得简单而高效。

由于全范围空燃比传感器的信号既准确又快速，所以发动机电脑可随时精确快速判断出各种工况下的空燃比，快速调整喷油量，使空燃比始终保持在理论空燃比附近，从而不需要传统氧传感器的浓稀、浓稀的混合比控制循环。使用全范围空燃比传感器可在车辆冷启动或急加速等复杂

工况下有效控制实际空燃比，大大降低汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物三种有害气体的排放数量。

丰田专用检测仪具有空燃比主动测试功能，可以通过改变实际喷油量随时增大或减少发动机的实际空燃比。用丰田专用检测仪改变发动机的实际空燃比，并通过丰田专用检测仪数据流功能显示的空燃比电压值，可直观地看到空燃比传感电压值，并看到空燃比传感器电压值随实际空燃比而变化的变化趋势。通过观察空燃比传感电压值和随实际空燃比变化的情况，可判断出全范围空燃比传感器的好坏。同样利用丰田专用检测仪进行空燃比主动测试，可随时增大或减少实际的空燃比，并通过丰田专用检测仪的数据流功能，也可直观地看到传统氧传感器传感电压随实际空燃比增大或减少而变小或变大的趋势。

当使用丰田专用检测仪通过主动测试使实际空燃比变得很大、混合气稀时，氧传感器传感电压固定为0。当主动测试使实际空燃比变得很小、混合气浓时，氧传感器传感电压固定为1伏特。通过丰田专用检测仪上显示传统氧传感器电压值，并观察丰田专用检测仪上显示传统氧传感器电压值随实际空燃比变化的趋势，也可判断传统氧传感器的好坏。具体步骤如下：

1、将丰田专用检测仪连接到被测车辆的OBDII检测接头DLC3上；

2、打开点火开关，启动发动机，将发动机在2500转／分下运转大约90秒，使发动机暖机；

3、打开丰田检测仪，选择项目“DIAGNOSIS／OBD／MOBD／ACTIVETEST”；

4、在发动机怠速条件下，进行“A／FCONTROL”(空燃比动态测试，可改变喷油量－12．5％>＋25％)，改变发动机实际空燃比，并观察空燃比传感器电压数值和传统氧传感器的电压数值以及其随实际空燃的变化情况。

检测结果：全范围空燃比传感器根据喷油量的增减而做出反应。

＋25％→过浓输出：小于3.0V

－12．5％→过稀输出：大于3．35V

传统氧传感器根据喷油量的增减而做出反应：

＋25％→过浓输出：大于0．55V

－12．5％→过稀输出：小于0．4V

注：全范围空燃比传感器输出有数秒延迟，传统氧传感器输出有20s延迟。

(全文完)