简述氧传感器的检测方法

第 1 页 如何检查判断氧传感器故障

来源：艾森ECU升级

氧传感器对汽车电子控制燃油喷射发动机正常运转与尾气排放的有效控制起着至关重要的作用，一旦氧传感器及其连接线路出现故障，不但会使排放超标，还会使发动机工况恶化，导致怠速熄火、发动机运转失准等各种故障。因此，适时地对氧传感器进行监测与观察，对保证汽车在良好状态下运行很重要。

凡装有用三元催化转换器降低排放污染的发动机，氧传感器是必不可少的。为了使三元催化转换器的发动机达到最佳的排放净化效果，必须把可燃混合气的空燃比保持在理论空燃比附近很窄的范围内，空燃比一旦偏离这个值，三元催化剂对一氧化碳、碳氢化合物与氧化氮的净化能力将急剧下降。氧传感器就是用来监测实际空燃比与理论空燃比相比较是浓还是稀的一个重要装置。

氧传感器一般安装在排气歧管或者前排气管内，通过导线连接器与电子控制器(ECU)相连接。目前，氧传感器有两种不同的结构形式：

一种是以氧化锆为测试敏感元件的氧化锆式传感器，

另一种是利用二氧化钛为敏感材料的氧化钛式传感器。

这些敏感材料在高温时与废气中的氧发生反应，输出微弱的电压信号。随着废气中含氧量的不同，产生与输出的电压值不同，从而对废气中氧的含量进行监测。例如，对氧化锆式传感器而言，传感器内侧通大气，外侧暴露在排气管中，高温时(400℃以上)，若氧化锆内表面处气体中所含氧的浓度，与外表面处气体所含氧的浓度有很大差别，氧化锆元件内、外侧两极间就产生一个电压。当混合气浓度较稀时，排气中氧的含量较高，传感器元件内、外侧浓度差别很小，氧化锆传感器产生的电压低(接近0伏);反之，混合气过浓，在排气中几乎没有氧，传感器内、外两侧氧的浓度相差很大，第 2 页 氧化锆元件就产生高电压(约1.0伏)。这样，通过监测废气中氧的含量，进而监测到可燃混合气中空气与汽油浓度的比例变化。

氧传感器是在高温环境下工作的，汽车行驶十万公里就应该更换之。氧传感器的主要损坏形式有两种，一种是被碳粒堵塞，电子控制器(ECU)会发出减少喷油量的指令，使混合气过稀;第二种是尘土与机油堵塞氧传感器与大气的通孔，电子控制器又会指示喷油器多喷油，引起混合气过浓。如果使用了含铅汽油或者发动机在维修时使用了不合要求的硅密封胶，还会造成氧传感器早期损坏。

２０１３年第４期　农　机　使　用　与　维　修　１３　

电控发动机中氧传感器的工作　

过程研究及检测方法　

黑龙江农业经济职业学院金东琦　

＇　

摘要氧传感器是电控发动机空燃比控制系统的核心部件　，其功能是用来检测排气中的氧含量，以确定实际空　燃比是否合适，并向ＥＣＵ反馈相应的电压信号，ＥＣＵ根据氧传感器反馈的空燃比浓稀信号来控制喷油量的增加或　减少。　关键词氧传感器氧化锆式氧传感器　空燃比混合气　

随着科学技术的发展，电控单元（ＥＣＵ）、传感器　

和执行器广泛应用于现代发动机上，使现代发动机走　进了电子精确控制时代。氧传感器的应用使发动机　

的排气质量得到了提高。　

氧传感器装在排气管上，其作用是探测排气中氧　

的含量。氧传感器实际上是用来探测空燃比是比理　论空燃比浓还是比理论空燃比稀，以获得上次喷油时　

间是过长或是过短，并将该信息变成电信号送入发动　机电子控制单元，用来对喷油时间进行修正，以达到　

混合气的空燃比保持在理论值附近。　

一、氧传感器的分类　目前已实际应用的氧传感器有氧化锆式、氧化钛　

式和新型宽带氧传感器。　氧化锆式氧传感器：是按固态电解质的氧浓度差　

原电池原理制成的。电压值在０．１—０．９　Ｖ间变化，　也称作窄带氧传感器。　

氧化钛式氧传感器：信号电压一般在０～５　Ｖ，它　

是利用氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量变化的　特性制成的，所以又称为电阻型氧传感器。　

新型宽带氧传感器（宽量程氧传感器）：一般用于　采用稀薄燃烧技术的缸内直喷发动机。它比前两种　

传感器多了两根线（电脑输出的电流泵线，电流泵线　

的搭铁线），普通的氧传感器只能检测　＝１附近的理　论空燃比，而它可以检测从０．７—２．５整个范围的空　燃比，因此称为宽量程氧传感器。　

这里我们以氧化锆式氧传感器为例来研究氧传　感器工作原理。　

二、氧传感器的工作原理　氧化锆式氧传感器与电子控制单元的电路连接　情况如图１所示。　

氧传感器的加热器地线直接接地。这种电路主　

汽车氧传感器故障检测与排除

氧传感器安装在排气气道上，测定废气中的氧气含量、确定汽油与空气是否完全燃烧，以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和NOx有最大转化效率。氧传感器的工作是通过将传感陶瓷管内外的氧浓度差转化成电压信号输出来实现的。

汽车氧传感器出现故障时车辆表现出来的故障现象主要有：怠速不良、加速不良、尾气超标、油耗大等。

标签：氧传感器 故障 检测 排查

一、 氧传感器的构造

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。氧傳感器位于排气管的第一节，在催化转化器的前面。氧传感器有个二氧化锆（一种陶瓷）制造的元件，其里外都镀有一层很薄的白金。陶瓷化锆体在一端用镀薄铂层来封闭。后者被插到保护套中，并安装在一个金属体内。保护套起到进一步保护作用并使传感器得以安装到排气歧管上。陶瓷体外部暴露在排气中，而内部与环境大气相通，其构造如图2。

氧传感器都带有电缆。一般来说，生产供应商生产的平面氧传感器的接头有四个针脚：

白色导线接加热电源正极；

白色导线接加热电源负极；

灰色导线接信号负极；

黑色导线接信号正极。

具体针脚布置，根据实际车型的不同而不同。

二、 汽车氧传感器的主要原因

氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此，必须及时地排除故障或更换。氧传感器出现故障的主要故障原因有：

1、线束不良：如接插件端子松脱、锈蚀、端子不平整；或者线束断线、虚接等，导致诊断仪显示氧传感器信号故障和氧传感器加热故障等；

2、飞石等机械冲击造成传感器损坏。

3、湿汽、冷凝水或污染物进入传感器内部，造成传感器失效或信号不良；

4、由于失火引起的排气管道后燃，使得氧传感器传感元烧损；

5、氧传感器“中毒”（如Pb、S、Br、Si、Mn等）；

三、氧传感器的检测与排查

宽带氧传感器的任务原理与检测办法之五兆芳芳创作

随着汽车排放限值要求的不竭提高，传统开关型氧传感器已不克不及满足需要，取而代之的是控制精度更高的线性宽带氧传感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，简称UEGO).宽带氧传感器能够提供准确的空燃比反响信号给ECU，ECU依此信号精确地控制喷油时间，使策动机经济性与排放性达到较高水准.

一、宽带型氧传感器的组成

宽带型氧传感器是以普通加热型开关式氧化锆型氧传感器为根本扩展而来.氧化锆型氧传感器有一特性，即当氧离子移动时会产生电动势.反之，若将电动势加在氧化锆组件上，则会造成氧离子的移动.宽带型氧传感器有两部分组成，如图1所示.

第一部分是普通加热型氧化锆型氧传感器，氧化锆组件的两个电极一个处于空气室，另一个处于丈量室.空气室与外界大气相通，丈量室通过单元泵与排气相通，排气中的氧通过单元泵输送到丈量室中.由于氧化锆组件内外两侧的氧含量不合，在两电极间会产生电动势，称为能斯特电池.为使氧化锆组件能极早投入任务，设置了加热装置，加热装置的任务受电脑控制.

第二部分是泵氧元，又称为单元泵.单元泵一侧通排气，另一侧通丈量室.单元泵是利用氧化锆传感器的反作用原理来任务的.将电压施加于氧化锆组件上，推动氧离子的移动，将排气中的氧泵入丈量室中.形象一点讲，加在单元泵上的电压越高，氧离子的移动速度越快，单位时间内泵入丈量室中的氧离子数量越多.

图1 宽带型氧传感器的主要组成部件

二、宽带氧传感器的任务原理

策动机正常任务时，电脑通过改动单元泵电流来调节泵氧速度，将能斯特电池的电压值维持在450mV.这种不竭变更的单元泵电流经电脑处理后形成宽带氧传感器的信号，电脑依此信号对空燃比进行闭环控制，使三元催化反响器的转换效率达到理想状态.具体调节进程如下：

1.混杂气过浓

混杂气过浓时，排气中的氧含量少，倘若单元泵以原来的任务电流任务，丈量室的氧量将缺乏，能斯特电池电压值会超出450mV.此时控制单元增大单元泵的任务电流，增加泵氧速度，使丈量室中的氧量增加，能斯特电池电压值又恢复到450mV，如图2所示.同时，控制单元按照氧传感器电压值来削减喷油量.