用于氧传感器的 MCH 加热器

今天，我们将介绍 MCH 加热器用于氧传感器的另一种常见应用，也称为氧传感器 (O2 SENSOR)。

氧传感器 (O2 SENSOR)

氧传感器，也称为氧探头，用于测量废气中的氧含量，放置在发动机排气管上。通过分析氧传感器在不同发动机运行模式下的运行波形，可以评估传感器本身的功能以及整个发动机管理系统的功能。氧传感器故障的迹象是油耗增加、车辆动力下降、发动机功率损失、怠速不稳或怠速不正确。

什么是氧传感器及其工作原理

汽油发动机需要精确的空气-燃料混合比例才能正常运行。燃料完全有效燃烧的比例称为化学计量，精确为 14.7:1。这意味着一份燃料必须与 14.7 份空气混合。实际上，这种空气-燃料比例会根据发动机运行模式和混合气形成情况而变化。因此，发动机是不经济的。

过量空气系数 – L（lambda）表示实际燃料-空气混合物与化学计量（14.7:1）的距离。这种混合物被认为是最佳的，在这种情况下 L = 1。如果 L < 1，则空气不足，混合物变浓。当 L = 0.85 – 0.95 时，发动机功率增加。如果 L > 1，则空气过量，混合物变稀。当 L = 1.05 – 1.3 时，发动机功率下降，但经济性上升。当 L > 1.3 时，混合物无法点燃，发动机失火。当空气不足 5-15%（L = 0.85 – 0.95）时，汽油发动机达到最大功率，而当空气过量 10 – 20%（L = 1.1 – 1.2）时，燃油消耗最小。

因此，当发动机工作时，比例 L 不断在 0.9 – 1.1 范围内变化，这是 lambda 调节工作范围。当发动机升温至工作温度且未加载（即怠速）时，保持 L = 1 的相等性对于催化转化器完全实现其目的并将车辆的排放量降至最低至关重要。

氧传感器安装在排气歧管上，这样废气就可以流经其工作表面。本质上，氧传感器是一个电流源，它会根据温度和环境氧含量改变其输出电压。根据废气中的氧浓度，会出现不同的输出信号。该信号的形状取决于传感器的材质类型。因此，氧传感器会向车载控制器报告废气中的氧气含量。信号在其“高”和“低”状态之间的时钟边缘可以忽略不计。车载控制器接收来自氧气传感器的信号，将其与存储在其内存中的值进行比较，如果信号与当前模式的最佳值不同，则在两个方向上调整燃油喷射持续时间。因此，通过实施反馈和正确的操作模式，可以实现最大的燃油经济性和最小的有害气体。

氧气传感器的类型
根据其敏感元件中使用的物质，有：
锆（氧化锆）
钛（氧化钛）
宽带

根据其设计：
单线氧传感器
双线氧传感器
三线氧传感器
四线氧传感器

单线氧传感器用于具有反馈（氧调节）的早期喷射系统。它只有一个端子，即信号端子。传感器接地是其外壳，它通过排气管连接到发动机接地。

双线 氧传感器有单独的接地电缆。它也用于早期的带有反馈（氧调节）的喷射系统。

单线和双线传感器的缺点是它们的工作温度范围从 300 ºC 开始。在达到此温度之前，传感器不会工作，也不会产生信号。必须将传感器安装在尽可能靠近发动机气缸的位置，以便加热并包裹最热的废气流。由于反馈，传感器加热过程会减慢车载控制器的调节过程。此外，使用排气管作为信号接地需要在传感器的螺纹上涂上特殊的导电膏，这增加了反馈电路接触不良的可能性。

在三线氧传感器中，内部有一个特殊的加热元件，当发动机工作时，加热元件会持续打开，从而缩短传感器加热到工作温度的时间。这样可以将传感器安装在排气歧管上，靠近催化转换器。缺点是需要导电油脂。

在四线氧传感器中 – 其中两个端子是加热器端子，另外两个是信号端子。

氧传感器中陶瓷加热器的结构

氧传感器的 MCH 陶瓷加热器 图片

为什么使用 MCH 加热器？
-快速加热
-温度稳定性
-能源效率：
-均匀加热
-紧凑设计

MCH加热器性能

下图为 MCH 加热器的温度曲线和 TCR 值

MCH加热器更多应用
电子烟、3D打印机、烙铁、智能坐浴盆/即热式热水器、新能源汽车、水壶、直发器、卷发器、吹风机等小家电

结论
MCH 加热器通过提供快速加热、精确温度控制和能源效率，为氧气传感器提供了出色的性能。这些先进的加热元件使氧气传感器能够以更高的精度和效率工作。

如果您对 MCH 加热器有任何疑问，欢迎通过 sales@innovacera.com 与我们联系。