宽域氧传感器工作原理 汽车氧传感器的分类和工作原理 （精）

汽车氧传感器的分类和工作原理 （精）

要把汽车零件一系列的东西进行分类有好多种，比如按特点、形状、特性、颜色等等都可以归类，可以说是我们自己决定的。翻阅了大量材料，看看汽车上的氧传感器是如何划分的。

最传统的划分方式是根据材料划分

氧化钛式（氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器）

氧化锆（氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管）式两种。

按照氧传感器后面线的数量划分

可以分为：2线、3线、4线、5线、6线等。

按照氧传感器信号特性可以划分

可以分为：窄域（跃变式）、宽域（宽频带式）。窄域氧传感器只能检测空燃比是浓了还是稀了，或者说喷油是多了还是少了，但是并不知道具体浓多少，稀多少，电喷系统通过这个信号使喷油量在浓稀之间来回跳动来控制空燃比在14.7附近，一般用这个就够了。随着排放监控越来越严格宽域传感器就出现了，宽域氧传感器可以知道具体的空燃比，喷人气缸的油浓了多少，稀了多少，空气和燃料的具体比值。下面就是两种信号的对比。

加热式和非加热式。传统氧传感器是不带加热的，目前使用的全部为带加热的，否则刚刚启动一段时间，氧传感器不能快速达到正常工作条件，是不符合国家规定。

氧传感器工作原理：

传统的窄域（跃变）氧化锆式的传感器为例：

极限电流型（临界电流型）氧传感器

极限电流型还也有分为小孔扩散和多孔扩散，小孔易堵，多孔的空隙难以控制。近年来采用了不同的工艺，利用LSM等作为扩散层，制备出了致密扩散障碍层极限电流氧传感器。

找了张小孔扩散和扩散障碍极限电流传感器的结构，无论哪种结果工作原理相同。

：

当有电压加在固体电解质ZrO2 上时，O2 会在内电极(阴极)上得到电子形成O2-，O2-通过ZrO2 的传递作用，在外电极（阳极）上放电，O2-又变成O2，这样氧就通过固体电解质被从电极的阴极泵到阳极，通常称此电池为泵氧电池，外加电压为泵电压，产生电流为泵电流。泵氧过程中，外加泵电压的增加所导致的泵电流的增加会逐渐减小，最后出现泵电流在一定的电压范围内不变或变化很小的现象，电流达到饱和，这个电流被称为极限电流。

下面是本田4线A/F传感器是极限电流式工作原理，请供参考：

宽带氧传感器（带参考电压的）

下面是对本田5线宽带氧传感器工作原理

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看了这台MINI的故障，或许你才真正的知道氧传感器是什么！

眼前的这台MINI，花费了我整整2天的时间去实验。到最后一天才算是彻底的将故障试了出来。这台MINI 在行驶中突然间的熄火了，启动之后着车大约10分钟左右自动熄火了，只有在凉车的情况下才能将勉强运转几分钟而已，主要排气温度一上来，车就会抖动然后熄火了。

接到车辆之后，链接解码器对ECU进行扫描，发现没有故障码~数据流因为仅仅是几分钟而已看不来有什么太大的变动，唯有加大油门才能勉强开起来。为了让故障吗出现，我开始不断尝试不同的工况下让发动机运转。在经历过喷油嘴 点火线圈和油压的查看之后，我开始怀疑是不是正时出了问题，在我将气门室罩盖打开之后，发现正时没有任何的错误。

终于在第三天的时候，这台发动机报出了故障码，前氧传感器的导线和可信度的故障。为了验证故障码真实的存在，我必须要对前氧的传感器进行测试。以免造成隐性的故障，影响我维修故障的诊断。

前氧传感器主要是分为两种，宽域和窄域的。MINI上大多数都是采用的宽域前氧传感器，测试起来有一定的难度。这是一张宽域氧传感器的工作原理图，宽域氧传感器比窄域氧传感器多了一项功能就是可以知道具体的需要调节喷油脉宽的多少，进而达到更加精准的控制。六线的氧传感器一般都是宽域的氧传感器了，工作原理就是。对地线有一个恒定不变的电压，参考电压比对地电压高出差不多0.45V左右，这个0.45V表示的空燃比合理值时候氧传感器的电压。参考电压也是基本不变的，信号电压围绕对地电压进行山下0.45V左右进行变化，如果不符合这个规律，这个氧传感器就挂掉了。

找出基准电压（对地电压）并不是什么难事，首先要排除加热线电压，加热线电压是12V比较好判断，小于0.2V的就是加热线的地线了。剩下的4根线其实是3根线，有两根线是整合到了一起。逐个排除即可。在经过测量之后发现，这台MINI的前氧对地电压为2.5v。

参考电压为2.96V，2.96-2.51=0.45 正好符合参考电压的调节范围，没有任何的问题。

这是被测得的信号电压2.62v，初看上去没有任何的为题，符合2.06v~2.96V的调节范围。（2.51-0.45=2.06V 2.51+0.45=2.96）信号电压直接反应了混合气的浓度，现在信号电压是比2.51V高出2.62-2.51=0.11v。通过加油门和收油门这个电压没有任何的变化。说明信号电压的调节能力已经失去了，混合气一直在加浓。

过浓的混合气在凉车启动的时候可以进行启动，只要车热了。发动机就会因为混合气过浓而导致无法进行着车。这就是为什么凉车的时候可以站住火，过了十分钟发动机就熄火的本质原因。

为了查明是什么原因导致氧传感器失去了变化特性，我将氧传感器拆下来对稳压电阻进行了测试，前氧的稳压电阻一度达到了124欧姆.

而正常的稳压电阻仅仅是在68欧姆左右的数值，整整是翻了一倍还要多。电阻发生了这么大的变化，它的信号电压是不可能正确的。

标准的六线氧传感器，测试难度很大，微小的电压都会对你造成误导。

既然已经判断出来了前氧传感器的故障，对前氧传感器进行更换。方法很简单，位置也很好

找。

更换新的前氧传感器。

因为氧传感器是需要工作温度的，宽域的氧传感器工作温度达到750度时才能进行正常工作。所以为了快速的达到工作温度，将车进行路试查看前氧传感器的数据流。其实换完我就知道这个故障已经好了，因为发动机能够顺利启动， 没有再次熄火。

数据流中也可以读到了正确的电压值，空燃比一直维持在1左右有着微小的变化，符合正常的规定值。

为了满足强烈的好奇心，我将前氧传感器的插头打开了。眼前你能看到的这个就是稳压电阻了，正是这个稳压电阻挂掉了，导致了信号电压的不准确。引发后来的发动机没法持续的运转，氧传感器虽然不是喷油的主控制装置，但是却对发动机的影响确实巨大的。发动机的工作原理就是利用混合气燃烧爆炸产生的力量来推动活塞，微小的变化都会导致燃烧不充分和不完全。工程师们竭尽全力的开发各种传感器，也都是为了提高燃油经济性，那么燃烧经济性从哪里来，当然就是更加精准的控制了。

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