氧传感器的工作原理及故障分析

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1、氧传感器的工作原理、结构及常见故障分析和检查方法在电子控制的发动机系统中，氧传感器检测发动机所排废气中氧的含量，向ECU提纲空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。氧传感器工作失常会影响电脑ECU对混合气空燃比精确的控制，此时发动机易出现怠速不稳、加速不良、尾气超标和油耗增加等现象。目前，常见的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种氧传感器。目前我公司系列产品用的是加热型氧化锆式氧传感器。一、氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。作为传感元件的锆管是多缝隙的陶瓷体，外侧通排气，内侧通大气。当传感陶瓷管的温度达到350℃时，即具有固态电解质的特性。由

2、于其材质的特殊性，使得氧离子可以自由的通过陶瓷管。正是利用这一特性，将氧气的浓度差转化成电势差，从而形成电信号输出。若混合气体偏浓，则陶瓷管内外氧离子浓度差较高，电势差偏高，大量的氧离子从内侧移到外侧，输出电压较高（接近900mV）；若混合气偏稀，则陶瓷管内外氧离子浓度差较低，电势差较低，仅有少量的氧离子从内侧移动到外侧，输出电压较低（接近100mV）。二、氧传感器的构造氧传感器由保护套管、锆管（传感陶瓷管）、加热器、密封件、信号输出电缆及连接头组成。锆管是氧传感器的核心部件，锆管空腔内装有加热器，内外表面涂有一层渗透性的铂电极。由于铂电极要与尾气接触，因而其表面覆盖了一层紧密粘附的高渗透性的

3、陶瓷保护层，可防止尾气中的残留物腐蚀起催化作用的铂电极，保证传感器较长的使用寿命。三、氧传感器的常见故障1.氧传感器中毒（1）铅中毒：使用了含铅汽油的车辆，铅会沾附、沉积在传感器的工作面而发生铅“中毒”。使用含铅汽油的车辆，即使是新的氧传感器，也只能正常行驶几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用不含铅的汽油，可清除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。（2）硅中毒：一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质

4、量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的密封胶和防粘剂等。硅胶也叫室温硫化(RTV)胶。任何含有醋酸(起硫化作用)的硅密封胶都会损害氧传感器。（含醋酸的硅胶，如果用于发动机上润滑油流动的部位，醋酸会蒸发进入曲轴箱或者气门区，然后经过废气再循环系统进入进气管，在正常工况下，就会经发动机由排气管排出，从而损害氧传感器）。有时发动机温度过高，也易导致氧传感器的早期损坏。2.积碳发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，导致ECU不能及时地修正空燃比。

5、产生积碳主要表现为油耗上升、排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。▲禁止使用清洗液、油性液体或挥发性固体等清洗氧传感器表面3.氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，拆装时要特别小心，发现问题及时更换。4.加热器电阻丝烧断如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。5.氧传感器线路故障氧传感器线路是屏蔽型，因此使用维修中线路的内部断脱、线路损坏、插接件不密封和插接片锈蚀等都会导致故障出现。保养维修时应仔细检查维护。三、氧传感器的检查方法1.氧传感器加热器电阻的检查用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加

6、热电阻接柱（白色）与搭铁接柱（白色）之间的电阻，其阻值为20℃时1-6Ω或12Ω参考具体车型维修手册)。3系车基本在10欧姆左右。电阻值若为无穷大，则是加热电阻烧断，如不符合标准，应更换氧传感器。2.氧传感器反馈电压的测量①万用表检测：将发动机热车至正常工作温度且稳定运转时(氧传感达到工作温度350℃或起动后以2500r/min的转速运转3min)，对氧传感器的输出电压进行测试，在接线正常情况下用万用表检测氧传感器信号线（灰色和黑色）间电压应在0.1-0.9V快速波动②用故障诊断仪检测：将发动机热车至正常工作温度，观察“氧传感器电压”项显示数值应在0.1-0.9V快速波动。3.氧传感器外观颜色

7、的检查从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障：①淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色；②白色顶尖：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；③棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器；④黑色顶尖：由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。