隨著汽車經濟的快速發(fā)展，汽車的生產、使用量、保有量均急劇增長，汽車排氣對環(huán)境的污染日趨嚴重。汽車排氣主要污染物為一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、含鉛化合物、二氧化硫及固體顆粒物等，會引起光化學煙霧、溫室效應、酸雨和臭氧層破壞等大氣環(huán)境問題。國六排放標準的出臺與實施，對于汽車排放的要求則日益嚴苛

。

在列車司機室安裝有RPT(中繼器)。RPT是滿足IEC 61375標準的0類設備，是冗余管理的MVB-EMD中繼設備，其主要作用是進行信號的放大和中繼傳輸。相對于以往常用的“串型”拓撲結構，目前所采用的“T型”拓撲結構能夠在一定程度上隔離通信故障，提高網絡通信質量。RPT前面板上會設置指示燈，用于表征通信狀態(tài)及故障。

影響汽車排放的主要因素是空燃比，氧傳感器是發(fā)動機空燃比控制中的重要傳感器?，F代汽車在三元催化器前、后都安裝有氧傳感器，三元催化器之前的為前氧傳感器，三元催化器之后的為后氧傳感器。前氧傳感器主要用于監(jiān)測排氣當中氧的含量，并將信號輸送給ECM，即發(fā)動機控制模塊。ECM使用氧傳感器信號用來修正發(fā)動機的噴油量，達到最佳的空燃比，從而提高燃油經濟性，減少有害物質排放，使得氣缸內部混合氣比例盡量控制在理論空燃比14.7：1附近

。前氧傳感器中，按照其工作特點可以分為傳統(tǒng)氧傳感器和寬頻氧傳感器，按照測氧單元材質的不同，主要可分為氧化鋯式和氧化鈦式等。本文以上汽通用汽車發(fā)動機中的傳統(tǒng)氧傳感器和寬頻氧傳感器為例，材質選擇氧化鋯式，進行汽車發(fā)動機氧傳感器原理及數據診斷分析。

1 傳統(tǒng)氧傳感器

1.1 傳統(tǒng)氧傳感器工作原理

傳統(tǒng)氧傳感器測氧單元類似一個微型蓄電池，當氧離子在傳感器的內外表面因濃度不同而遷移，就形成了電壓信號。由于大氣中氧的濃度幾乎不變，所以此電壓可反映排氣中氧，即混合氣的濃度變化。測氧單元在較高的溫度下才能正常工作，即350℃左右，加熱電阻能主動從內部加熱，減少傳感器啟用時間，盡快獲取正常信號，并保持氧傳感器工作在最佳溫度內

。如圖1所示，空氣中含氧量取21%，排氣中取0%，則高信號電壓輸出，當排氣含氧量取2%則低信號電壓輸出。

如表1，當發(fā)動機排氣中氧含量增加，鋯管內外表面之間的電壓差減少，氧傳感器輸出信號為低電壓信號，即小于0.45V，反饋給ECM的信號表示為混合氣稀信號，從而噴油脈寬增加。當發(fā)動機排氣中氧含量減少，鋯管內外表面之間的電壓差增加，氧傳感器輸出信號為高電壓信號，即大于0.45V，反饋給ECM的信號表示為混合氣濃信號，從而噴油脈寬減少

。

工業(yè)廢水中的Cl-，如果不經過處理直接排入水中，水質將會惡化，生態(tài)平衡被破壞，地下水系統(tǒng)和飲用水源將受到嚴重污染；同時Cl-還會引起材料中鋼筋腐蝕，一旦Cl-濃度達到一定值，材料當中的金屬就和Cl-發(fā)生原電池反應，即電化學腐蝕反應，嚴重腐蝕材料，從而影響到整個材料的穩(wěn)定性[1-5]。

傳統(tǒng)氧傳感器的常見故障為傳感器頭部被污染或采樣孔堵塞、傳感器的大氣通道堵塞或基準大氣污染、傳感器內部陶瓷基體破碎開裂、傳感器老化，響應速度下降、加熱控制故障，傳感器失效等。

1.2 傳統(tǒng)氧傳感器線路

傳統(tǒng)氧傳感器為四線式傳感器，如圖2所示，端子1為加熱電源，電壓為12V，來自主繼電器；端子2為加熱接地控制，屬于脈寬調制控制信號，由ECM控制；端子3為信號參考地，在ECM內部，端子4為信號，信號電壓一般在0.1V-1.0V間波動。加熱電阻正常在10Ω以下，此電阻值大小與溫度有關。大氣基準孔位于傳感器線束間隙之間，為確保傳感器正常工作，大氣基準必須清潔有效

。

1.3 傳統(tǒng)氧傳感器數據分析

首先，水資源的商品化未必與公共信托存在必然的沖突，譬如，水資源的商品化可以提升水資源的使用效率，借此降低人們開發(fā)新的地下水資源的動力，進而實現水資源的環(huán)境保護目標，因為減少地下水資源的抽取量一定會減少水資源遭受的生態(tài)環(huán)境破壞。如果缺乏水權交易市場，那么政府想要減低地下水資源的抽取量以保護水資源環(huán)境，必須采取強制性的限制措施，但是這通常會遭到現有的水資源使用者的反對。借助水權交易市場，政府的環(huán)境保護和用水者的用水需求之間的矛盾可以化解。比如，為了保護水資源環(huán)境，政府可以從用水者那里購買多余的水，并將這些水引入河流之中，這樣一方面可以激勵用水者節(jié)約用水，另一方面可以保護河流的水資源環(huán)境。

λ值為過量空氣系數，實際供給燃料燃燒的空氣量與理論空氣量之比，是反映燃料與空氣配合比的一個重要參數，應屬于穩(wěn)定而有輕微波動的信號，在0.8-1.1V之間波動。如果λ=1，相當于14.7：1的理想空燃比，正常工作情況下，如圖8所示，λ值保持在1上下輕微波動。當混合氣稀時，氧含量高，λ值大于1。當混合氣濃時，氧含量低，λ值小于1。

加熱電阻由ECM通過脈寬調制信號進行加熱控制，可以使用以下方法檢測診斷加熱電阻及控制：如圖5中(a)，使用診斷儀讀取加熱占空比，不同工況下，占空比會有所不同，正常值可以參考維修手冊，以確認ECM的控制是否正常，圖5中(a)所示為在正常工作溫度時的占空比；如圖5中(b)，使用診斷儀驅動加熱指令，以確認加熱是否正常執(zhí)行；直接使用萬用表測量氧傳感器加熱電阻的阻值，參考維修手冊，以確認加熱元件及線束是否正常。

如同傳統(tǒng)氧傳感器，寬頻氧傳感器也用于測量排氣系統(tǒng)中氧的含量。與傳統(tǒng)氧傳感器相比，寬頻氧傳感器的內部結構和工作原理差異很大，而且寬頻氧傳感器更快、更精確：啟動后更快地進入閉環(huán)運行模式，從而減少冷車排放；能更快地檢測排氣中氧濃度；能更精確反饋混合氣濃或稀的具體程度；能在更寬的轉速內配合實現更為精確的燃油修正控制。隨著環(huán)保要求越來越高，寬頻氧傳感器在現行汽車中的占比也越來越大。

使用通用汽車GDS診斷儀，即通用汽車專用診斷儀，查看線形圖并觀察傳統(tǒng)氧傳感器信號電壓的變化，運用圖形特點來分析系統(tǒng)或傳感器故障。如圖4所示：前氧傳感器(H02S1)信號電壓以0.45V為中心波動說明混合氣空燃比在正常修正中；后氧傳感器位于三元催化器之后，由于三元催化器有儲氧能力，所以正常的后氧傳感器信號電壓在0.7V，且波動較小，后氧傳感器(H02S2)的電壓穩(wěn)定在0.7V左右，說明三元催化器工作效能正常

。

1.3.3 傳統(tǒng)氧傳感器加熱電阻占空比診斷

如圖3中(a)所示，氧傳感器正常運行模式下讀數在0.45V電壓基準線上下變化，不同傳感器基準電壓也有所不同,傳感器輸出電壓在0.1V和1V之間持續(xù)波動，說明ECM對混合氣進行不斷地閉環(huán)調整，長期空燃比的平均值接近14.7：1。如圖3中(b)所示，若氧傳感器信號電壓長時間保持在0.45V附近很狹窄的范圍內波動，可能的原因是氧傳感器受到污染或中毒導致精確性降低，電壓信號異常。如圖3中(c)所示，濃混合氣所產生的排氣中幾乎不含氧氣，傳感器產生較高的電壓，大于0.45V。當信號電壓長時間處于0.45V以上，說明空燃比持續(xù)過濃。如圖3中(d)所示，稀混合氣產生的排氣中含有略多的氧氣，傳感器產生較低的電壓，小于0.45V。當信號電壓長時間處于0.45V以下，說明空燃比持續(xù)過稀。

2 寬頻氧傳感器

2.1 寬頻氧傳感器工作原理

1.3.2 傳統(tǒng)氧傳感器系統(tǒng)線形圖診斷

式中：d1～d5為分離參數，為材料的臨界等效塑性應變，Δεpl為等效塑性應變增量，為塑性應變率，ε0為參考應變率，σp為主應力平均應力，σe為Mises應力。

如圖6所示，當發(fā)動機開始工作時，加熱電阻把測氧單元和泵氧單元加熱到350℃以上，此時氧化鋯內部開始產生化學反應允許氧離子從中通過。以測氧單元為例，一側是大氣室與外部大氣相通，一側是測量室與排氣管相通。當發(fā)動機工作時，排氣通過泵氧單元中的孔道進入測氧室。由于排氣中氧含量的濃度低于大氣室，所以在測氧單元兩側產生了濃度差。這時氧離子就會從氧濃度高的一側移動到氧離子濃度低的一側，隨著離子的移動在測氧單元兩側的電極上就感應出了電壓，這個感應電壓越高，說明氧濃度差越大，也就說明排氣中氧含量越少，混合氣越濃。電壓越低，說明氧濃度差越小，也就說明排氣中氧含量越多，混合氣越稀

。測氧單元的工作原理與傳統(tǒng)氧傳感器是相似的，測氧單元只能判斷混合氣是否過濃或過稀，要進一步判斷具體濃稀程度，則需要使用泵氧單元。

通常情況下當測氧單元輸出電壓為0.45V時，ECM認定此時為理想空燃比，當大于0.45V為濃混合氣，小于0.45V則為稀混合氣。因此，當測氧單元輸出電壓出現偏差時，為了使電壓維持0.45V，ECM會通過給泵氧單元兩側電極供電以調整氧離子的移動，當測氧單元的電壓偏離0.45V越大時，施加在泵氯單元兩側電極上的供電電流就會增加，反之則會減小

。最終通過監(jiān)測泵氧單元供電電流的大小，ECM就可以計算出混合氣具體的濃稀程度。

2.2 寬頻氧傳感器線路

上汽通用汽車目前裝配較多的是5線寬頻氧傳感器。如圖7所示，傳感器側有5根線束，而ECM側共有6根線束。

寬頻氧傳感器僅安裝在三元催化器之前，即僅作為前氧傳感器。寬頻氧傳感器分為頭部、尾部及線束連接器三個部分，內部有四個重要結構單元：測氧單元位于傳感器頭部，與傳統(tǒng)氧傳感器相似，用于監(jiān)測排氣系統(tǒng)中含氧量濃或?。槐醚鯁卧挥趥鞲衅黝^部，施加電流泵吸氧，從而維持測氧單元信號穩(wěn)定，電流的大小則反饋了精準的空燃比；加熱電阻位于傳感器頭部，用于加熱，以加快進入閉環(huán)控制，讓傳感器迅速處在最佳的溫度下工作

；調節(jié)電阻位于線束連接器內部，用于校準氧傳感器。

2.3 寬頻氧傳感器數據分析

2.3.1 寬頻氧傳感器λ值波形診斷

1.3.1 傳統(tǒng)氧傳感器信號波形診斷

2.3.2 寬頻氧傳感器泵氧單元電流值診斷

排氣樣本流經泵氧單元與測氧單元之間的擴散區(qū)，ECM監(jiān)測測氧單元的信號電壓變化。ECM通過增減至泵氧單元的電流大小，即控制氧離子流量來保持測氧單元電壓恒定。通過監(jiān)測保持恒定的測氧單元電壓需要的泵氧單元電流大小，ECM可計算排氣系統(tǒng)中氧的精確濃度

。

當前很多建筑企業(yè)的施工隊伍，基本上是以農民工為主，無論是在專業(yè)能力方面還是安全防護意識方面都存在缺失，在實際施工過程中，認識不到安全管理工作的重要性，不執(zhí)行甚至拒絕執(zhí)行安全管理制度，給建筑施工安全管理工作的開展制造了一定的困難。

如圖9所示，寬頻氧傳感器的泵氧單元電流值通常用mA表示。此值有正負之分，正值代表混合氣稀，負值代表混合氣濃，符號后面的數值代表了混合氣的濃稀程度。當發(fā)動機的工況發(fā)生變化，此數值也隨之變化，車型各有不同，在診斷時參考維修手冊可以確定標準值。

2.3.3 寬頻氧傳感器加熱電阻工作電流診斷

通常情況下，該數值在0.3-3A之間。通過此數值就可以判斷加熱電阻的加熱狀態(tài)，診斷寬頻氧傳感器的工作情況。根據維修手冊，當工作電流值不符合要求時，也可以通過測量來診斷故障原因。

在測量時，按手冊要求不可以直接破線測量寬頻氧傳感器的電流和電壓，也不可以維修寬頻氧傳感器的線束和連接器。可以斷開線束連接器，通過萬用表測量診斷傳感器或線路的狀態(tài)：測量傳感器頭部的加熱電阻電阻，常溫下約為5Ω；測量連接器內部的調節(jié)電阻，約為230Ω，個體間有差異；測量ECM側連接器的各端子電壓值，如圖7，其連接器的2、3、7端子對搭鐵電壓正常應在4.8V-5.7V之間。寬頻氧傳感器不可維修，如有故障應更換傳感器總成。

樂器的選擇也要考慮學生的家庭經濟情況，巴烏以其音色柔美，價格便宜而備受師生的青睞，課堂上運用巴烏演奏樂曲簡單易學，符合小學生的學習特性，巴烏小巧玲瓏便于攜帶，學生在任何地方拿出來都可以演奏，奏出的樂曲婉轉動聽，增強了學生的練習興趣；又因其聲音的相容性較好適于集體演奏，有效地促進了樂器的普及。

泵前低壓旋轉網式過濾器(見圖1)由雙浮筒做浮體，將低壓旋轉網的濾筒及濾筒旋轉驅動裝置和反沖洗結構固定于浮筒上自成一體，安裝于抽水水泵取水口的前端。與傳統(tǒng)過濾器相比該過濾器在過濾過程中無需加壓，利用自然水頭(0.5～1.0 m)低壓滲透過濾；濾筒過濾面積大，且過濾精度較高，采用200目過濾網，過濾泥沙顆?？蛇_300目，能有效處理水體中細小的懸浮物；同時可適應不同的水位要求，保證過濾水均為表層低懸浮濃度的水；微過濾機敝開設計，濾網反沖洗部分位于水面以上大氣中，在自清洗時反清洗效率高，濾網再生效果好。

3 總結

本文通過分析氧傳感器的工作原理及相關數據，使發(fā)動機在常工況、變工況的條件下，為空燃比控制提供精確的信號，保障氧傳感器的運行性能得到有效發(fā)揮。在傳統(tǒng)氧傳感器及寬頻氧傳感器均有一定的保有量的情況下，研究與分析汽車氧傳感器線路、信號波形、相關數據等，提升數據診斷分析的能力，為汽車發(fā)動機氧傳感器的檢修提供了具有較強的參考價值的故障診斷分析方法，對于有效促進汽車氧傳感器在不同工況下穩(wěn)定運行，控制汽車排放污染具有較為重要的意義。

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