民國115年 高考三級 汽車工程 汽車電機與電控學
第4題
關於汽車含氧感知器特性，請回答下列問題： 請敘述汽車含氧感知器之功能及用途。（10 分） 目前汽車常用之含氧感知器有那些種類？其運作原理為何？（15 分） +1…
題目
關於汽車含氧感知器特性，請回答下列問題： 請敘述汽車含氧感知器之功能及用途。（10 分） 目前汽車常用之含氧感知器有那些種類？其運作原理為何？（15 分） +10 V I R1 R2 R3 Vo VZ 6 V
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、功能：含氧感知器（Oxygen Sensor, O2 Sensor）裝設於排氣管，用於偵測排氣中殘餘氧氣濃度，進而推估進入引擎之混合比為濃（rich）或稀（lean）。於閉迴路燃油控制中，引擎控制單元（ECU）依其訊號修正噴油量，使空燃比維持於理論空燃比 14.7：1 附近，確保三元觸媒轉化器（Three-Way Catalyst, TWC）對 CO、HC、NOx 之轉化效率最佳。
- 二、用途：其一為空燃比閉迴路修正與燃油補正（含長期與短期學習值）；其二為 OBD-II 排放診斷，藉上游（前含氧）與下游（後含氧）感知器訊號比較，判斷觸媒劣化、感知器老化或混合比異常並記錄故障碼（DTC）；其三為寬域感知器可直接量測實際空燃比或 λ 值，供增壓引擎、缸內直噴與稀薄燃燒策略使用。
- 三、氧化鋯濃差電池式（Zirconia Switching Type）：以氧化鋯（ZrO2）陶瓷為固態電解質，兩側披覆白金電極，高溫（約 300℃ 以上）時氧離子可導通，因兩側氧分壓差產生能斯特電壓（Nernst voltage）。其特性於理論空燃比附近電壓陡變，輸出約 0.1～0.9 V，呈開關式訊號；多附加加熱器（Heated Oxygen Sensor, HOS）以縮短起燃時間。
- 四、寬域式（Wide-Band／UEGO，如 Bosch LSU）：由濃差電池（感測單元）與泵氧電池（pumping cell）組成，於擴散室內以泵電流將氧離子泵入或泵出，使感測單元維持於 λ＝1 之平衡狀態，泵電流大小與排氣 λ 成正比，故可線性量測 λ 約 0.65 至空氣（約 1.4 以上），適用於全負荷與稀薄燃燒控制。
- 五、其他型式與比較：氧化鈦式（Titania Sensor）以二氧化鈦之電阻隨氧分壓變化之特性工作，屬電阻型，不需引入參考空氣，體積較小；另有極限電流式與 NOx 感知器（廣義含氧感知器家族）。實車配置通常於觸媒前設寬域或跳躍式感知器擔任控制，觸媒後設跳躍式感知器擔任診斷，兩者訊號比值與振幅可反映觸媒儲氧能力，作為排放法規符合性之依據。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。