氧化钛式氧传感器的结构如图1所示。它的内部有两个氧化钛元件。一个是多孔性的二氧化钛陶瓷,用来感测排气中的氧含量;另一个是实心的二氧化钛陶瓷,用来作加热调节,补偿温度的误差。传感器外面套有带孔槽的金属防护套。传感器接线端用橡胶作密封材料,防止外界气体渗人,它一般安装在排气歧管或尾管上。
氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛(TiO2)材料的电阻值随排气中氧含量变化的特性制成的,所以又称电阻型氧传感器。纯净的二氧化钛在常温下是一种电阻很高的半导体,在它的表面一旦缺氧,其晶体出现空缺,产生更多的电子,使电阻大大降低。氧化钛式氧传感器正是利用这一特性来检测排气中的氧含量。
由于二氧化钛半导体材料的电阻会随排气中氧浓度的变化而变化,所以氧化钛式氧传感器的信号源相当于 一个可变电阻。该传感器的输出特性,如图2所示。当发动机的可燃混合气浓(A/F小于14.7)时,排气中氧 含量少,氧化钛管外表面氧很少,二氧化钛呈现低电阻;当发动机混合气稀(A/F大于14.7)时,排气中氧 含量多,氧化钛管外表面氧浓度大,二氧化钛呈现高电阻。从图2可知,氧化钛式氧传感器的电阻在混合气 空燃比14.7(过量空气系数λ约为1)时产生突变。
图1 二氧化钛式氧传感器的结构图 2 氧化钛式氧传感器的输出特性
1钛管;2壳体,3护套;4接线端子;5加热元件;6传感器护管
氧化钛式氧传感器有两个电极,一个是信号正极,一个是信号负极。为了使氧化钛式氧传感器能迅速达到 它的工作温度(300℃)而投入工作,在氧传感器内部有热敏电阻加热元件对它进行加热,以保持氧化钛式 氧传感器在发动机工作过程中的温度保持恒定。
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