国内外发展概况:汽车行业是目前在国际上应用传感器的最大市场之一,现在世界上汽车年产量在4000万辆以上,其中,日本的年产量达1000万辆以上。从世界各国公布的专利情况来看,各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家,都很重视汽车传感器的研制和生产,而氧传感器的申报专利数,居汽车传感器的首位,这反映了传感器的难度和各国的重视程度,控制汽车空/燃比用的氧传感器日本以每年50~60%的速度增长着。 控制汽车发动机A/F用的氧传感器装在汽车排气管道内,用它 来检测废气口的氧含量。由于废气中氧含量与燃烧室入口处的A/F有确定的对应关系,故测出了氧的含量,也就确定了A/F之值。因而可根据氧传感器所得到的信号,把它反馈到控制系统,来微调燃料的喷射量,使A/F控制在最佳状态,既大大地降低了排污量,又节省了能源。随着美国、日本、西欧等发达国家相继对汽车颁布了排放法规,严格限制从汽车内排出的三种有害气体(HC、CO和NO2)对大气的污染,故目前生产的汽车大都装有空燃比控制用的氧传感器。 国外汽车上用的氧传感器,从应用的角度可分为两种,一种用于理论A/F控制用的氧传感器,叫当量氧传感器或称理论配比A/F传感器,另一种用于贫油A/F控制用的氧传感器,叫贫油A/F传感器。按工作原理可分为三类:即ZrO2浓差电池式,氧化物半导体电阻式,和电化学泵式。用于理论A/F控制的ZrO2浓差电池式和TiO2半导体电阻式都已实用,其它还处在试验阶段。 发展我国汽车用的氧传感器,从理论上讲应当主要研制贫油A/F控制用的氧传感器,但这涉及到需要对发动机进行比较大的改进,否则工作在贫油状态下,使发动机过热,化油器回火,工作性能不稳定,发动机功率显著减少,油耗反而增大。因此,就我国目前的实际情况来说,首先应当研制开发理论A/F控制用的氧传感器。 目前世界上汽车用的当量氧传感器,最早实用化的是ZrO2浓差电池式,至今已有二十多年的历史。它的主要特点是测量范围宽,稳定性好,它的主要问题是体积大,价格昂贵,尤其值得特别注意的是ZrO2氧传感器不能适用我国广泛使用的含四乙铅汽油,铅会使ZrO2系氧传感器中毒失灵。氧化物半导体式氧传感器,目前世界上已经实用的是TiO2 ,系氧传感器,而薄膜型Nb2O6氧传感器,目前还处在研制阶段。TiO2 系氧传感器比ZrO2 ,系传感器有更高的灵敏感度,体积小,结构简单,价格低廉并且更低的工作温度很适合于汽车发动机空/燃比的监测和控制,因此近几年的发展非常迅速,而且据有关资料报导TiO2,系氧传感器有抗铅中毒的能力,是发展我国汽车用氧传感器比较理想的材料之一。 国内从事气体传感器研究和生产的单位虽有几十家,但研制生产的多用于检测煤气液化石油气,CH4、H2、CO、C2H5OH等,而对氧传感器,特别是汽车用的氧传感器研究甚少。 1、技术指标: 量程:0.4<λ<1.4 精度:±1% 使用温度:-350℃~750℃ 响应时间:<0.5秒 寿命:>10万KM 2、经济技术指标: 有害气体的净化率达80%以上 单车油率达5%左右 |