从技术上讲LSU4.9氧传感器优于LSU4.2氧传感器的原因

newmaker

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 空燃比分析仪（ALM），是益科创新科技有限公司自主研发的测量空燃比的仪器，采用美国技术，在国内生产，使用Bosch公司LSU4.9宽域氧传感器，采用Bosch公司专用驱动芯片CJ125准确的测量各种发动机尾气的空燃比或过量空气系数。 益科创新科技有限公司采用最先进的LSU4.9氧传感器，明显优于市场上基于LSU4.2氧传感器的测量仪器。 LSU4.9与LSU4.2的最主要区别是，LSU4.9的测量是基于参考泵电流（reference pumping-current字面翻译），而LSU4.2的测量是基于自然环境的空气（reference air）。为什么这样呢？这要从汽车行业的历史说起： Bosch公司最初设计氧传感器时，在氧传感器内部制作了一个空气室用来提供空燃比测量的参考。测量空燃比的原理是控制泵氧室（pumping cell）与参考空气室（reference air cell）的氧平衡，泵电流即反映了真实的空燃比。可见参考空气对传感器的精度至关重要，因为他是最基本的参考标准。这种设计在实验室里工作的非常好，但是在我们的实际生活中就没有那么理想了。因为实际生活中，安装氧传感器的发动机周围，空气质量一般会很差，参考空气很容易被发动机尾气或者其他污染源污染。一旦参考空气呗污染了，传感器整体的特性曲线都会产生偏移，这种偏移在英文里叫做“Characteristic Shifted Down”，或者CSD，字面翻译为特性曲线下移。这就是早期LSU4.2氧传感器在使用中遇到的最大问题，Bosch也因此需要承担很大的保修成本。 为了解决这个问题，Bosch公司重新设计了氧传感器，也就是LSU4.9，LSU4.9氧传感器的使用完全脱离了参考空气，在氧传感器内不再设计任何自然界的气体。现在的技术中，实际的泵电流会与一个参考泵电流保持平衡。泵电流同样反映了真实的空燃比，但是他的参考标准不再是参考空气了，而是一个标定好的电信号曲线，这条曲线在任何环境都会一直保持不变。 这就是LSU4.2与LSU4.9的根本区别。 LSU4.9脱离了参考空气的限制，也就解决了最大的问题。所以LSU4.9有更长的寿命，并且长时间保持准确的精度。从此，Bosch的氧传感器才开始广泛的应用于汽车行业。 目前所有使用Bosch氧传感器的OEM公司都在使用LSU4.9。例如GM，Ford，Chrysler公司等等，都在使用LSU4.9。如果你的车是在大约2007年之后买的，在排气管处，你都会发现LSU4.9氧传感器，很少能再看到LSU4.2氧传感器了。 在售后市场，很多地方还在使用LSU4.2，主要是为了降低成本，Bosch公司在售后市场出售的LSU4.2氧传感器价格要远低于LSU4.9，所以很多公司不愿意或者没有能力来调试新的LSU4.9氧传感器。 另外，人们对于LSU4.9有一个很大的误解，认为LSU4.9只适用于柴油机，因为他可以测量很稀的空燃比。其实不是这样的。LSU4.9氧传感器有一个版本叫做LSU4.9D，是专门为柴油机设计的，主要是因为燃料和温度的差异。LSU4.9在汽油发动机上已经得到了广泛的应用。实际上它目前是汽油发动机氧传感器中最受欢迎的，不仅仅是因为他的测量范围更大，同时还因为他很好的可靠性和优秀的高精度特性。 目前售后市场中已经有些公司在使用LSU4.9氧传感器。但是那并不代表所有的控制器（如空燃比分析仪）都是相同的。即使是同样的LSU4.9氧传感器，测量效果也会因控制器而产生很大的差异。一些控制器设计成只可以显示空燃比（AFR），叫做“wideband AFR gauges”(宽域空燃比表头)，而不是控制器。这些产品往往没有很好的精度和很快的响应速度，因为他们设计的目的只是在表头上显示大概的空燃比，或者说，他们的设计只是为了视觉感受（很多人安装它是为了漂亮），而不是为了调试发动机。对于发动机控制，精度和响应速度才是最重要的参考标准。能反映控制器的好坏的标准，应该是看他能不能够真正作为ECU的反馈信息。一个信息反馈设备必须以最快的速度和最高的精度提供一个实时的反馈信号，甚至在动态的环境中也一样。对于一个真正的反馈设备，他的设计要求远远要比一个空燃比表头多得多。 即使使用LSU4.2氧传感器，控制器也会造成很大的差异。Bosch公司的技术还是很厉害的，LSU4.2也不是很容易就报废，只要控制得当。尤其是LSU4.9，他的设计寿命是10年，因为他是为汽车设计的。一般来说氧传感器短时间内是不会报废的。许多OEM汽车厂家已经使用了LSU4.9很多年了。但是为什么在售后市场还是能见到很多报废的LSU氧传感器呢？因为有些厂家对加热的控制策略把握的不是很好。LSU氧传感器报废的首要原因一般是对氧传感器加热的太快了或者太早了。氧传感器内部是陶瓷材料制作的，当温度突然变化时，比如突然受冷，加热时表面潮湿，或者低温时大功率加热，都会使内部严重受损。 一般来说，加热时露点的判断和温度的控制对氧传感器的寿命有至关重要的作用，这就是为什么LSU氧传感器的控制一般要结合发动机自身的控制环境。可以说，只有懂得发动机控制的人才能设计出好的控制器。 此外，传感器的工作温度也会对精度产生很大的影响。当传感器的温度不同时，读数也会有很大的不同。LSU传感器必须工作在一个适当的温度才能有很好的精度。 Bosch的CJ125芯片就是专门为了这个目的设计的。他的加热策略是一个闭环的，就是说一边加热一边测量传感器的温度。LSU 4.9的测量温度的热敏电阻具有比LSU 4.2高很多的精度，所以他的加热控制也比LSU 4.2好得多。所以LSU 4.9有更长的寿命和更好的精度。 简短的说，我们控制器的优势，不仅在于LSU 4.9优于LSU4.2，CJ125芯片也发挥了很大的作用。 如果你还是不确定这个技术分析，你可以使用一个专业的示波器来测量一下不同控制器的模拟输出通道，你就会发现区别了。数据是不会说谎的。 除去空燃比测量功能，ALM提供一些附加的功能，可以使你的调试更方便，比如给发动机ECU或者空燃比表头提供的线性输出，LED/LCD显示功能，发动机转速测量，其他传感器输入（比如MAP传感器或者尾气温度传感器），数据录制功能（通过串口与PC机配合录制），等等。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (12/28/2012)