氧传感器棒 汽车氧传感器的作用和工作原理分享

汽车氧传感器的作用和工作原理分享

1.氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数（λ＝1）为目标的闭环控制；确保三效催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。

2.氧传感器用于检测进入三元催化转换装置的排气气体状态，是使用三元催化转换装置发动机上必不可少的传感器。发动机的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降。所以为了使装有三元催化转换装置的发动机达到最佳的排气净化性能，必须把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内。目前已在汽车上使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种

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氧传感器的组成

1.主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ECU）电脑控制，当空气进量小（排气温度低）电流流向加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。

2.在试管状态化锆元素（ZRO2）的内外两侧，设置有白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电极外侧，内侧输入氧浓度高于大气，外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度

3.应当指出采用三元催化器后，必须使用无铅汽油，否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意，氧传感器在油门稳定，配制标准混合时较为重要的作用，而在频繁加浓或变稀混合时，（ECU）电脑将忽略氧传感器的信息，氧传感器就不能起作用

氧传感器安装位置

1.氧传感器位于排气管的第一节，在催化转化器的前面.有些车在三效催化转化器后还安装有氧传感器，此氧传感器称为副氧传感器或下游氧传感器；而安装在三效催化转化器前的氧传感器称为主氧传感器或上游氧传感器。

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氧传感器工作原理

1..氧化锆(ZrO2)为固态电解质的一种，它有一种特性就是在高温时氧离子易于移动。此型氧传感器将氧化锆烧结成管状，并与内层与外层涂上白金(Pt)，这就是氧化触媒的作用，当氧离子移动时即会产生电动势，而电动势的大小是依氧化锆两侧的白金所接触到的氧而定，最外层则覆盖一层保护壳。

2.内层白金面所大气接触，所以氧气浓度高，外层白金与排气接触，氧气浓度低。当混合比较高时，排放的废气所含的氧相对地减少，因此氧化锆两侧的白金所接触到的氧气高低落差大，所产生的电动势也相对高(将近1V)；当混合比稀时，燃烧完所多余的氧气较多，氧化锆两侧的白金层的氧气落差小，因此所产生的电动势低(将近0V)

3.引擎控制计算机由此电压讯号即可侦测到当时混合比的状况。然而氧传感器须在高温才能发挥正常用作(400℃~900℃)，因此当引擎刚开始发动时，氧传感器尚未开始作用，须等到达到其作工温度才开始有电动势的产生，所以之后的氧传感器皆改良成加热型，如前图4所示，也就是利用陶瓷加热器来使得传感器能也迅速地达到正常的作工状态，因此目前的车型几乎可以在引擎发动30秒后，氧传感器即可供给计算机正确的讯号，有些车型甚至可以达到更低的时间。

氧传感器检测

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1.发动机ECU监视氧传感器信号并根据氧传感器信号电压调节供油量。如果氧传感器信号有异常，则设置故障码。在检修氧传感器时需要注意的是主氧传感器的电压值在0.1V~0.9V之间变化，副氧传感器的电压值在0.5V~0.7V之间波动。氧传感器信号有异常并不一定是氧传感器的故障。不要盲目地就更换氧传感器。检查氧传感器信号电压或波形是否正常是这类故障判断的关键。应该先用示波器观察氧传感器信号波形，当发动机燃烧浓混合气时氧传感器电压能达到0.8V以上，当发动机燃烧稀混合气时氧传感器电压能下降到0.2V以下，则可确定氧传感器的性能良好。

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车上最容易遗漏检查的部件，竟是积碳最大元凶

许多车主老爷在后台和泰哥反馈，其中一条老爷们的留言引起了泰哥的兴趣。三年七万多公里的阿特兹在早上刚启动时，发动机故障灯常亮。等开了一段时间水温上来了反而好了。这是什么故障？如果该怎么维修？如果修的话需要花多少时间？

其实发动机故障灯冷车的时候告警，热车的时候反而恢复正常的情况，多半是氧传感器故障所导致的。

今天泰哥就来跟各位老爷一起聊一聊关于氧传感器故障到底是怎么一回事。

燃烧充不充分，氧传感说了算

氧传感器的作用是通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，将过量空气系数λ控制在0.98～1.02范围内，保持发动机出于最佳空燃比，这样就可以降低有害尾气排放又可以节省燃油。

氧传感工作原理

尾气中的残留氧气会在氧传感器探测头内发生电化学反应（工作温度300°C以上），反应中两极电离吸附的带电氧离子数量差异导致产生电动势，其电压周期波动值范围多在0.1～0.9V之间波动，大于0.45V表示空燃比小，燃烧不太完全；小于0.45V则表示空燃比大，混合燃气过于稀薄。

氧传感器对温度的高低非常敏感，一般要求达到350℃以上才能正常工作，一般的工作温度范围在350~900℃。为了保证传感器在冷启动条件下尽快达到正常工作温度，在传感器内部还需装有加热棒。

氧传感“罢工“伤油又伤车

氧传感看似只是一个监控发动机燃烧质量的“监控器”但实际上大部分排气系统损坏与部分发动机积碳跟氧传感器有着密不可分的关系。

发动机积碳

氧传感器一旦发生故障则ECU不能检测到尾气的氧气浓度，则不知道到底是喷油多了还是少了，而为了不影响汽车动力，ECU会多喷油，从而造成费油+污染三元催化。而三元催化一旦被汽油污染了，在高温下汽油容易碳化，从而增加了三元的堵塞，然后就恶化了油耗和动力，让车主不得不踩重油门，从而再次进入了恶循环。

主要症状

冷车启动时有异响、发动机怠速会突然升高很多、排气管冒黑烟、油耗高、怠速不稳等现象

氧传感器常见故障

1、氧传感器中毒

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。

2、积碳

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。

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，处理时要特别小心，发现问题及时更换。

4、加热器电阻丝烧断

加热型氧传感器，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、氧传感器内部线路断脱

一把套筒自己就能排查

用螺栓套筒可以将氧传感器从排气管上拆下，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。

后氧传感器

后氧传感器的主要是检测三元催化器的工作好坏！即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常。

如何保护氧传感器

身处恶劣环境却出身高贵的氧传感其实非常容易受到损坏，更换费用虽然不贵。但配套维修项目与故障风险却非常之高，那么日常行车过程中应该注意哪些细节，才能延长氧传感器的使用寿命呢？

每3万公里检查一次

每三次大保养周期就需要检查一次氧传感是否出现老化或者失效，及时清洗或更换新的氧传感器。因为三元催化装置及发动机性能都会由于氧传感器的工作失常而受到损伤。

避免氧传感器发生磕碰

因为氧传感器有陶瓷敏感元件，一旦发生磕碰或剧烈的震动、冲击可能损坏氧传感器中的陶瓷元件或加热元件。

避免拉扯传感器导线

过度拉拽氧传感器导线，可能导致氧传感器的不可靠连接，从而影响氧传感器的工作。

熄火后勿冲洗排气管

发动机刚熄火时，一定不要立马去冲洗排气管。因为排气管受到外部急剧冷却时，会导致氧传感器的陶瓷敏感元件炸裂，使氧传感器损坏。（泰哥现实中几乎没见过单独去冲排气管）

总结一下

氧传感器是保证发动机动力输出、油耗以及尾气排放的关键配件，为了提高燃油效率，减少尾气排放，请对氧传感器多一点关注。

今天就到这了，我们下期再贱~

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