氧传感器的工作原理与检修

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1、氧传感器的工作原理与检修【摘要】汽车行业是目前在国际上应用传感器最大的市场之一，而氧传感器申报的专利数，居汽车传感器的首位。氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气中的氧含量。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�钐�，既大大地降低了排污量，又节省了能源。中国1/vie　　【关键词】氧传感器；工作原理；检修　　一.发动机氧传感器的类型　　汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为二氧化锆（zrO2）式和二氧化钛（TiO2）式两种类型。而常见的氧传感器

2、又有单引线、双引线和三根引线之分，单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。　　二.发动机氧传感器的构造　　二氧化锆型氧传感器由二氧化锆管、起电极作用的衬套以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车的带孔护罩等构成如图1所示。　　三.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，其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨

3、外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。在排气高温作用下氧气发生分离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧在两个表面电极有氧浓度差，氧离子就从浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势，所以二氧化锆传感器实际为一种容量较小的化学电池，也称氧浓度差电池。当混合气稀，空燃比大时，排气中的氧含量高，传感器元件内、外侧氧浓度差小，氧化锆元件内、外侧两电极之间产生

4、的电压很低，当混合气浓时，排气中几乎没有氧传感器内、外侧氧浓度差很大。内、外侧电极之间产生的电压高（约1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一突变。二氧化锆管内外涂有铂起催化作用，能使排气中氧气与一氧化碳、碳化氢等发生反应，减少排气中氧含量，使外侧铂表面的氧几乎不存在，提高了传感器的灵敏度。氧传感器的输出特性与排气温度有关，二氧化锆式氧传感器的工作温度在300℃以上。当排气温度低于一定值约时，氧传感器的输出特性不稳定，因此氧传感器一般都安装在排气温度较高的位置。为此，有些车上海装有排气温度传

5、感器，当排气温度传感器的信号达到一定值后，控制单元才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正。其特点是抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。　　四.氧传感器的常见故障　　（一）氧传感器中毒　　氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消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。　

6、　（二）积碳　　由于发动机燃烧不好，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，ECU不能及时地修正空燃比。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。　　（三）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，处理时要特别小心，发现问题及时更换。　　（四）加热器电阻丝烧断　　对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感

7、器达到正常的工作温度而失去作用。　　（五）氧传感器内部线路断脱　　内部线路有虚焊松脱或者断路。找一个新的氧传感器进行检测，如果故障消失则是氧传感器的毛病，反之，则是线路的问题，需更换线路。　　五.氧传感器的检修　　（一）分工况检测　　氧传感器输出的信号电压（指ECU导线侧连接器端子对地的电压）应当符合下面的要求――a.点火开关位于ON位置时，信号电压大约为0V；b.发动机冷机怠速运转时，信号电压大约为0V；c.发动机预热后怠速运转时，信号电压大约为0V～1.0V；d.发动机预热后加速运转时，信号电压大约

8、为0.5V～1.0V；e.发动机预热后减速运转时，信号电压大约为0V～0.4V。　　（二）灵敏度检测　　起动发动机，让发动机以2500r/min的转速运转3min，使氧传感器达到工作温度。发动机继续以2500r/min的转速运转，同时测量氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.1V～1.0V之间波动的次数为10s内大于8次，说明氧传感器的灵敏度正常。否则，应当更换氧传感器。　　（三）模拟检测　　拔下一根发动机的真空软管，模拟混合气变稀，若氧传