氧傳感器原理

　　氧傳(chuan) 感器是汽車上的標準配置，它是利用陶瓷敏感元件測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監測和控製燃燒空燃比，以保證產(chan) 品質量及尾氣排放達標的測量元件。氧傳(chuan) 感器廣泛應用於(yu) 各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體(ti) 的氣氛控製，它是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結構簡單、響應迅速、維護容易、使用方便、測量準確等優(you) 點。運用該傳(chuan) 感器進行燃燒氣氛測量和控製既能穩定和提高產(chan) 品質量，又可縮短生產(chan) 周期，節約能源。

　　汽車上的氧傳(chuan) 感器工作原理與(yu) 幹電池相似，傳(chuan) 感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是：在一定條件下，利用氧化鋯內(nei) 外兩(liang) 側(ce) 的氧濃度差，產(chan) 生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為(wei) 21%，濃混合氣燃燒後的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒後生成的廢氣或因缺火產(chan) 生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。 在高溫及鉑的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nei) 外表麵上。由於(yu) 大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與(yu) 大氣相通一側(ce) 比廢氣一側(ce) 吸附更多的負離子，兩(liang) 側(ce) 離子的濃度差產(chan) 生電動勢。

　　當汽車套管廢氣一側(ce) 的氧濃度低時，在氧傳(chuan) 感器電極之間產(chan) 生一個(ge) 高電壓（0.6～1V），這個(ge) 電壓信號被送到汽車ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據氧傳(chuan) 感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳(chuan) 感器是電子控製燃油計量的關(guan) 鍵傳(chuan) 感器。氧傳(chuan) 感器隻有在高溫時（端部達到300°C以上）其特性才能充分體(ti) 現，才能輸出電壓。它在約800°C時，對混合氣的變化反應最快，而在低溫時這種特性會(hui) 發生很大變化。

　　氧傳感器作用

　　電噴車為(wei) 獲得高排氣淨化率，降低排氣中（CO）一氧化碳、（HC）碳氫化合物和（NOx）氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為(wei) 了能有效地使用三元催化器，必須精確地控製空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與(yu) 消聲器之間。氧傳(chuan) 感器具有一種特性，在理論空燃比（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來檢測排氣中氧氣的濃度並反饋給電腦，以控製空燃比。當實際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳(chuan) 感器把混合氣稀的狀態（小電動勢：O伏）通知ECU。當空燃比比理論空燃比低時，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳(chuan) 感器的狀態（大電動勢：1伏）通知（ECU）電腦。

　　ECU根據來自氧傳(chuan) 感器的電動勢差別判斷空燃比的低或高，並相應地控製噴油持續的時間。但是，如氧傳(chuan) 器有故障使輸出的電動勢不正常，（ECU）電腦就不能精確控製空燃比。所以氧傳(chuan) 感器還能彌補由於(yu) 機械及電噴係統其它件磨損而引起空燃比的誤差。可以說是電噴係統中唯一有“智能”的傳(chuan) 感器。

　　傳(chuan) 感器的作用是測定發動機燃燒後的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，並把氧氣含量轉換成電壓信號傳(chuan) 遞到發動機計算機，使發動機能夠實現以過量空氣因數為(wei) 目標的閉環控製；確保三元催化轉化器對排氣中的碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三種汙染物都有最大的轉化效率，最大程度地進行排放汙染物的轉化和淨化。

　　氧傳感器壞了的表現

　　1、油耗增加，因為(wei) 氧傳(chuan) 感器積碳會(hui) 造成其信號輸出不正常，導致發動機混合氣比例失調，使油耗增加

　　2、排放汙染物增加，年檢尾氣排放檢測一項無法達標，使年檢不合格。其實這點也很好理解，因為(wei) 三元催化劑雖然可以淨化尾氣，但淨化能力有限，一旦氧傳(chuan) 感器工作異常，會(hui) 使發動機燃燒不充分造成排放的汙染物增加，即使三元催化器工作正常也無能為(wei) 力。所以說，如果老車年檢尾氣不達標，除了清洗三元催化劑，還應考慮清洗或更換氧傳(chuan) 感器

　　3、有冒黑煙的可能，氧傳(chuan) 感器工作異常使空燃比失常而導致的冒黑煙

　　4、發動機轉速不穩、抖動，同樣是因為(wei) 空燃比不正常的原因導致。

　　氧傳感器的常見故障

　　1.氧傳感器中毒

　　氧傳(chuan) 感器中毒是經常出現的且較難防治的一種故障，尤其是經常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳(chuan) 感器，也隻能工作幾千公裏。如果隻是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳(chuan) 感器表麵的鉛，使其恢複正常工作。但往往由於(yu) 過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內(nei) 部，阻礙了氧離子的擴散，使氧傳(chuan) 感器失效，這時就隻能更換了。

　　另外，氧傳(chuan) 感器發生矽中毒也是常有的事。一般來說，汽油和潤滑油中含有的矽化合物燃燒後生成的二氧化矽，矽橡膠密封墊圈使用不當散發出的有機矽氣體(ti) ，都會(hui) 使氧傳(chuan) 感器失效，因而要使用質量好的燃油和潤滑油。修理時要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳(chuan) 感器上塗敷製造廠規定使用以外的溶劑和防粘劑等。

　　2.積碳

　　由於(yu) 發動機燃燒不好，在氧傳(chuan) 感器表麵形成積碳，或氧傳(chuan) 感器內(nei) 部進入了油汙或塵埃等沉積物，會(hui) 阻礙或阻塞外部空氣進入氧傳(chuan) 感器內(nei) 部，使氧傳(chuan) 感器輸出的信號失準，ECU不能及時地修正空燃比。產(chan) 生積碳，主要表現為(wei) 油耗上升，排放濃度明顯增加。此時，若將沉積物清除，就會(hui) 恢複正常工作。

　　3.氧傳感器陶瓷碎裂

　　氧傳(chuan) 感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時要特別小心，發現問題及時更換。

　　4.加熱器電阻絲燒斷

　　對於(yu) 加熱型氧傳(chuan) 感器，如果加熱器電阻絲(si) 燒蝕，就很難使傳(chuan) 感器達到正常的工作溫度而失去作用。

　　5.氧傳感器內部線路斷脫

　　6.氧傳感器外觀顏色的檢查

　　從(cong) 排氣管上拆下氧傳(chuan) 感器，檢查傳(chuan) 感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破損，則應更換氧傳(chuan) 感器。

　　氧傳感器的檢查方法

　　1.氧傳感器加熱器電阻的檢查

　　拔下氧傳(chuan) 感器線束插頭，用萬(wan) 用表電阻檔測量氧傳(chuan) 感器接線端中加熱器接柱與(yu) 搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為(wei) 4-40Ω（參考具體(ti) 車型說明書(shu) ）。如不符合標準，應更換氧傳(chuan) 感器。

　　2.氧傳感器反饋電壓的測量

　　測量氧傳(chuan) 感器的反饋電壓時，應拔下氧傳(chuan) 感器的線束插頭，對照車型的電路圖，從(cong) 氧傳(chuan) 感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細導線，然後插好線束插頭，在發動機運轉中，從(cong) 引出線上測出反饋電壓（有些車型也可以由故障檢測插座內(nei) 測得氧傳(chuan) 感器的反饋電壓，如豐(feng) 田汽車公司生產(chan) 的係列轎車都可以從(cong) 故障檢測插座內(nei) 的OX1或OX2端子內(nei) 直接測得氧傳(chuan) 感器的反饋電壓）。

　　對氧傳(chuan) 感器的反饋電壓進行檢測時，最好使用具有低量程（通常為(wei) 2V）和高阻抗（內(nei) 阻大於(yu) 10MΩ）的指針型萬(wan) 用表。具體(ti) 的檢測方法如下：

　　1）將發動機熱車至正常工作溫度（或起動後以2500r/min的轉速運轉2min）；

　　2）將萬(wan) 用表電壓檔的負表筆接故障檢測插座內(nei) 的E1或蓄電池負極，正表筆接故障檢測插座內(nei) 的OX1或OX2插孔，或接氧傳(chuan) 感器線束插頭上的號|出線；

　　3）讓發動機以2500r/min左右的轉速保持運轉，同時檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回擺動，記下10s內(nei) 電壓表指針擺動的次數。在正常情況下，隨著反饋控製的進行，氧傳(chuan) 感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，10s內(nei) 反饋電壓的變化次數應不少於(yu) 8次。如果少於(yu) 8次，則說明氧傳(chuan) 感器或反饋控製係統工作不正常，其原因可能是氧傳(chuan) 感器表麵有積碳，使靈敏度降低所致。對此，應讓發動機以2500r/min的轉速運轉約2min，以清除氧傳(chuan) 感器表麵的積碳，然後再檢查反饋電壓。如果在清除積碳可後電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳(chuan) 感器損壞，或電腦反饋控製電路有故障。

　　4）檢查氧傳(chuan) 感器有無損壞

　　拔下氧傳(chuan) 感器的線束插頭，使氧傳(chuan) 感器不再與(yu) 電腦連接，反饋控製係統處於(yu) 開環控製狀態。將萬(wan) 用表電壓檔的正表筆直接與(yu) 氧傳(chuan) 感器反饋電壓輸出接線柱連接，負表筆良好搭鐵。在發動機運轉中測量反饋電壓，先脫開接在進氣管上的曲軸箱強製通風管或其他真空軟管，人為(wei) 地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數應下降。然後接上脫開的管路，再拔下水溫傳(chuan) 感器接頭，用一個(ge) 4-8KΩ的電阻代替水溫傳(chuan) 感器，人為(wei) 地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數應上升。也可以用突然踩下或鬆開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應上升；突然鬆開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應下降。如果氧傳(chuan) 感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳(chuan) 感器已損壞。

　　另外，氧化鈦式氧傳(chuan) 感器在采用上述方法檢測時，若是良好的氧傳(chuan) 感器，輸出端的電壓應以2.5V為(wei) 中心上下波動。否則可拆下傳(chuan) 感器並暴露在空氣中，冷卻後測量其電阻值。若電阻值很大，說明傳(chuan) 感器是好的，否則應更換傳(chuan) 感器。

　　5）氧傳(chuan) 感器外觀顏色的檢查

　　從(cong) 排氣管上拆下氧傳(chuan) 感器，檢查傳(chuan) 感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破損，則應更換氧傳(chuan) 感器。

　　通過觀察氧傳(chuan) 感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障：

　　①淡灰色頂尖：這是氧傳(chuan) 感器的正常顏色；

　　②白色頂尖：由矽汙染造成的，此時必須更換氧傳(chuan) 感器； ③棕色頂尖：由鉛汙染造成的，如果嚴(yan) 重，也必須更換氧傳(chuan) 感器；

　　④黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發動機積碳故障後，一般可以自動清除氧傳(chuan) 感器上的積碳。