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《轎車情報(bào)》2017年第10期

摘要：本檢測(cè)系統(tǒng)基于車用氧傳感器的工作原理，通過(guò)混合氣體CO、O2、H2、C3H6、NO、N2、CO2等一定濃度的配比，再通過(guò)加熱水蒸氣的產(chǎn)生并混合到經(jīng)過(guò)混合配比的氣體中，形成準(zhǔn)確的排氣空燃比λ，模擬汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的廢氣對(duì)車用氧傳感器的性能進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該檢測(cè)系統(tǒng)能較好的完成車用氧傳感器性能參數(shù)的檢測(cè)，符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車用氧傳感器的試驗(yàn)要求，可為同類檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車用氧傳感器；混合氣體配比；空燃比λ；汽車廢氣；汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

氧傳感器是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)（指裝備電子控制燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)）控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的傳感部件，是控制汽車尾氣排放、降低汽車對(duì)環(huán)境污染、提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油燃燒質(zhì)量的關(guān)鍵零件。為獲得高排氣凈化率，降低排氣中一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化合物成份（NOx），廣泛采用三元催化器。在使用三元催化器時(shí)，需要精確地控制空燃比λ，使它始終接近理論空燃比，才能使得三元催化器最有效。氧傳感器就是用來(lái)調(diào)節(jié)控制空燃比的關(guān)鍵傳感器。因此，氧傳感器性能檢測(cè)對(duì)于電控汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本測(cè)試系統(tǒng)以現(xiàn)有的車用氧傳感器汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，為了滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)參數(shù)，設(shè)計(jì)了氧傳感器的性能測(cè)試檢測(cè)臺(tái)。

1車用氧傳感器的參數(shù)要求

帶有7.5W及7.5W以下加熱棒的氧傳感器在595℃環(huán)境溫度下的具體性能測(cè)試參數(shù)如下：（1）氧傳感器電壓：λ值變化為0.93~0.97時(shí)，電壓應(yīng)＞750mV；λ值變化為1.05~1.10時(shí)，電壓應(yīng)＜150mV。（2）響應(yīng)時(shí)間：λ值變化為0.98~1.02時(shí)，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)＜90ms；λ值變化為1.02~0.98時(shí)，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)＜50ms。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

車用氧傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的硬件部分主要包括車用氧傳感器硬件包括各類氣體儲(chǔ)存裝置、氣體配比裝置、氣體加熱裝置、氧傳感器參數(shù)測(cè)試試驗(yàn)裝置、尾氣處理裝置，氣體監(jiān)控系統(tǒng)、氣體成分控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、空燃比λ測(cè)試系統(tǒng)和氧傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，氣體成分精確配比和控制、測(cè)試臺(tái)溫度的精確控制、快速控制空燃比λ值以及系統(tǒng)高集成度穩(wěn)定可靠是本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

采用微軟公司推出的VisualStudio開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分，程序采用C#語(yǔ)言偏寫(xiě)，軟件設(shè)計(jì)部分主要包括主程序、氧傳感器尾氣配比模塊、空燃比參數(shù)分析模塊、氧傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和CAN通訊模塊。氧傳感器性能測(cè)試軟件通過(guò)CAN通訊模塊協(xié)調(diào)和控制氧傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、空燃比參數(shù)分析模塊、氧傳感器尾氣配比模塊等各類實(shí)時(shí)軟件的運(yùn)行，同時(shí)也綜合對(duì)各個(gè)監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制以及人機(jī)界面的顯示和操作，完成系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行功能。

3試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

上位機(jī)通過(guò)軟件界面設(shè)置氧傳感器測(cè)試參數(shù)工作所需要的條件，如空燃比的參數(shù)、測(cè)試所需的溫度等，測(cè)試開(kāi)始后，軟件依據(jù)設(shè)定空燃比參數(shù)控制尾氣配比系統(tǒng)進(jìn)行尾氣的配比，輸出尾氣，溫控系統(tǒng)進(jìn)入工作，于此同時(shí)采集工作狀態(tài)中實(shí)際各種參數(shù)，如空燃比的實(shí)際參數(shù)、尾氣的實(shí)際溫度、氧傳感器的電壓等。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，自動(dòng)調(diào)整尾氣配比系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)將相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)入設(shè)定的范圍內(nèi)，從而獲取氧傳感器的電壓和響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試，同時(shí)將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)。帶有7.5W及7.5W以下加熱棒的車用氧傳感器在595℃溫度下性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。

4結(jié)語(yǔ)

車用氧傳感器是汽車控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的傳感部件，性能檢測(cè)的試驗(yàn)方法較多，且各具優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。本燃燒測(cè)試臺(tái)是測(cè)量氧傳感器性能特性的有效設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)在不同高溫下氧傳感器λ的實(shí)測(cè)值、輸出電壓實(shí)測(cè)值、濃-稀響應(yīng)時(shí)間實(shí)測(cè)值和稀-濃響應(yīng)時(shí)間實(shí)測(cè)值，符合汽車行業(yè)相關(guān)的技術(shù)要求，具有潛在的推廣空間。

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作者：陳千偉；姜禮義；虞君錨 單位：瑞安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院