文档介绍：空燃比氧传感器
作者:文/范道钢
随着经济的发展,汽车数量越来越多,汽车废气排放带来的污染也越来越严重。出于对清洁空气的需
要,人们对汽车尾气净化的要求越来越高,相关的汽车尾气排放标准也越来越严格。为有效控制尾气排放,
现在大部分汽车都装备了三元(一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物)催化(铂、铑、钯)净化器。
汽车排放尾气中的有害气体主要是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物三种,其中一氧化碳、碳氢化合
物是由于汽油燃烧时,实际空燃比小、可燃混合气浓、缺氧,汽油无法完全燃烧而生成的。实际空燃比越
小、可燃混合气越浓,未燃烧净的一氧化碳、碳氢化合物就越多。通过减少喷油量、增大实际空燃比数值,
使燃烧混合气富含氧气,可使大部分一氧化碳、碳氢化合物完全燃烧掉。剩下的少量一氧化碳、碳氢化合
物可在含氧的条件下经催化剂作用,通过氧化反应氧化成无害的二氧化碳和水。
尾气中氮氧化物是由于在汽油燃烧时,实际空燃比大、可燃混合气稀、氧气多,空气中惰性的氮气在
高温条件下同氧气发生化学反应而生成的。实际空燃比越大、可燃混合气越稀、氧气越多、燃烧时温度越
高(通过废气再循环,将燃烧后的废气通入汽缸,可降低燃烧时的温度,从而减少氮氧化物的生成,这就
是大部分发动机上装备 EGR 废气再循环系统的功用),氮气氧化生成的氮氧化物越多。当废气中的氮氧化
物过多时,通过增大喷油量、减少实际空燃比数值、使燃烧的混合气缺氧,可使氮气氧化生成的氮氧化物
降到最少量。此时最少量的氮氧化物在缺氧的条件下经催化剂催化,通过还原反应还原成无害的氮气和氧
气。另外氮氧化物在催化剂催化下也可直接同一氧化碳发生反应变成无害的二氧化碳和氮气。
从理论上计算,1 份质量汽油完全燃烧需要份质量的空气,这就是人们常说的理论空燃比
(:1)。装有铂、铑、钯三种催化剂的汽车尾气三元催化净化器,可促进一氧化碳、碳氢化合物的氧
化反应和氮氧化物的还原反应。由于氧化反应需要氧气的参与,而还原反应必须在缺氧的条件下进行,所
以,为了能同时进行氧化和还原反应,汽车废气三元催化净化器必须工作在理论空燃比(:1)附近一
个极小的范围内。这样,在实际空燃比比理论空燃比稍大、混合气稀时,由于有氧气,即可进行氧化反应。
在实际空燃比比理论空燃比稍小、混合气浓时,由于缺氧而进行还原反应。当实际空燃比始终处于理论空
燃比(:1)附近极小的范围内时,三元催化净化器可以同时反复进行氧化和还原反应净化尾气。

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当实际空燃比控制在理论空燃比(:1)附近极小的范围内时,三元催化净化器对三种废气(一氧
化碳、碳氢化合物、氮氧化物)净化效率最高(接近 100%),所以为有效降低汽车废气(一氧化碳、碳
氢化合物、氮氧化物)排放,必须将发动机运转时的实际空燃比始终控制在理论空燃比(:1)附近。
丰田车在三元催化器之前装有氧气传感器(叫做主氧传感器),如图 1 所示,发动机电脑根据主氧传
感器的反馈信号,增加或减少喷油量,将实际空燃比控制在理论空燃比附近。丰田车在三元催化器之后,
还装备一个氧气传感器(叫做副氧传感器),发动机电脑根据副氧传感器的信号修正主氧传感器信号误差
(副氧传感器位于排气管后部,尾气已充分混合,所以副氧传感器的