稀薄混合比传感器用于汽车传感器的检测

在发动机稀薄燃烧型空燃比反馈控制系统中，采用了稀薄混合比传感器。该传感器与氧传感器一样，使用氧化锆元件测定排气中的氧浓度，从而来测定空燃比。这种传感器的特点是：在超稀薄燃烧状态下进行空燃比的反馈控制，与氧化催化剂结合，达到降低燃料消耗的目的。

稀薄混合比传感器的结构如图7-28所示，它的内部装有氧化锆陶瓷元件与加热器。前面讲过的氧传感器是在氧化锆元件的两端装有铂电极，并以该电极上产生的电位差作为输出电压信号，又利用在理论空燃比附近输出电压急剧变化的特性，检测出在理论空燃比附近的变化状态。与此相比，稀薄混合比传感器是利用在传感器电极两端施加一定电压时，其电流与排气中氧浓度成正比这一特性，连续地检测出稀薄燃烧状态下的空燃比，这种传感器的特性如图7-29所示。

图7-28 稀薄混合比传感器的结构

图7-29 稀薄混合比传感器的特性(www.xing528.com)

丰田卡利那牌汽车上T—LCS系统装用了稀薄混合比传感器，用以在稀薄混合气状态下对空燃比进行反馈控制，其系统的构成如图7-30所示。

为了净化排气，使汽车运行符合工况检测法的规定，除采用理论空燃比进行三元催化转化方式净化排气外，也有以稀薄燃烧法降低NO_x含量的方法。无论是三元催化方式还是稀薄燃烧方式，首先要求其空燃比为15～16，才能降低NO_x，获得最佳值，混合气过浓或过稀均会影响其效果。同时，对于燃油消耗率，空燃比越高越好。这样，从降低NO_x与燃油消耗率方面考虑，提高空燃比要好些。但在采用三元催化反应器的发动机上，当把空燃比提高到19左右时，发动机的转矩变化增大，无法再提高空燃比，所以不得不依靠理论空燃比的方法净化废气。但当采用稀薄燃烧系统后，空燃比提高到23时，才开始出现转矩变化增大的现象，因此可以在转矩变化的容许范围内，选择较高空燃比以使废气中的NO_x符合限制值。这样，稀薄混合气范围的燃烧得到了改善，同时与理论空燃比相比，耗油率可降低10%～15%。也就是说，采用稀薄燃烧系统之后，利用改善燃烧状况的方法，在NO_x和转矩变化两个因素均符合要求的前提下节省了燃油。

在稀薄燃烧系统中，由电控单元ECU对燃油喷射量与点火时刻进行控制，采用进气歧管压力、发动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置等传感器信号，并以稀薄混合比传感器代替氧传感器，实现了稀薄燃烧状态下的空燃比反馈控制。

图7-30 稀薄燃烧系统的构成