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汽车氧传感器工作原理
汽车氧传感器工作原理是通过测量引擎排气中的氧气含量来判断燃烧的效果以及排放物的浓度，从而实现对引擎的燃烧控制和排放控制。
汽车氧传感器通常由两个电极组成，它们与环境中的氧气接触。
其中，一个电极是参考电极，负责与环境中的氧气达到平衡；而另一个电极则是测量电极，负责测量排气中的氧气含量。
当引擎正常运行时，测量电极所在的区域因为存在可燃物质（如燃油、一氧化碳等）而缺氧，因此测量电极产生的电流较小。
而参考电极周围则存在氧气，因此产生的电流较大。
这样，在两个电极之间形成了电势差。
汽车氧传感器中引入了一个陶瓷层，用于分离两个电极，并且只允许在一侧通过氧气。
随着氧气的透过，电流通过参考电极和测量电极之间的分割氧离子传导，形成了电势差。
这个电势差在传感器的电路中被转换为电压信号。
当氧气含量较高时，如过量空气燃烧状态，则传感器输出的电压较高；反之，当氧气含量较低时，如燃油丰富燃烧状态，则传感器输出的电压较低。
这样，车辆控制系统就可以根据氧传感器输出的电压信号来判断引擎燃烧的效果，并进行相应的调整。
总之，汽车氧传感器通过测量排气中的氧气含量来实现对引擎燃烧和排放的控制。
运用电势差原理，通过测量电极和参考电
极间的电流差异，将其转化为电压信号。
根据该信号，车辆控制系统能够调整燃烧状态，以达到优化燃烧效果及排放物浓度的目的。
3.结构特征本公司生产的现代发动机管理系统配套用氧传感器的主要特点为：全球统一设计，全球采购系统可保障全球产品性能的一致性；也可根据客户图纸要求制作，满足客户需求的产品氧传感器插接器具备防水功能起燃时间极短，反应迅速通用化接口结构设计，易于满足不同客户需要超强低温适应性能超强抗杂质中毒性能设计可预防表面化合物烧结采用不锈钢材料导线，工作可靠具有防错设计，便于应用单独接地设计，系统工作稳定可靠4. 性能参数和技术规格（在温度450℃条件下的发动机测功机上的实测数值）空燃比为浓的电压信号： >750毫伏 空燃比为稀的电压信号： <120毫伏 450℃时，空燃比浓变稀的相应时间： <150毫秒 450℃时，空燃比稀变浓的相应时间： <65毫秒 锆元件活化时间 <12秒 加热元件电阻（21℃） ±欧姆 加热元件电流： ±安培 加热元件功率： 瓦 内部电阻： <500欧姆 外接电压（接ECM 控制器）： 伏特氧传感器信号传输线束线径要求： 氧传感器典型配套接插器由我公司生产；也可采用其代用品。
氧传感器接线端子及导线定义，详见表1和图3。
也可根据客户提供的外观要求制作。
5. 产品考核要求氧传感器满足以下性能、耐久及环境测试要求。
表1 接线端子定义接线端子编号接线端子定义 连接导线颜色A 信号输出低电平 灰色B 信号输出高电平 黑色C 加热元件负极 白色 D加热元件正极白色AB C D图3 接线端子图示发动机极限温度试验对氧传感器进行500小时高温循环耐久试验（最高温度为930℃），试验后，氧传感器性能符合规定要求。
浸没试验对氧传感器进行特定条件的水浸泡循环试验（不包括插接件和感应头/下护罩），试验后，氧传感器性能符合规定要求。
线束抗拉力抗疲劳试验氧传感器线束能够分别承受至少1分钟的三个方向最小100牛顿拉力试验，试验后性能符合产品要求。
氧传感器线束经过特定条件循环疲劳试验，试验后，氧传感器性能符合规定要求。
关于汽车氧传感器的知识1.什么时候我们开始使用氧传感器?多数在80年后生产的车都配有氧传感器,它是作为发动机控制的一部分.采集信号给发动机电脑.目的是使车辆动力更好,节省燃油,排放更好.汽油机需要完全燃烧,表现出来就是空气和汽油的最佳比例14.7:1.如果空气少于最佳比例,燃油就不能完全燃烧,叫混合器过浓.不完全燃烧的气体排放到大气中,就会造成污染.如果空气过多,就会造成混合气过稀,导致过多的氮氧化物排放,发动机动力下降并会导致发动机的损坏.自1995~96年使用了OBD II检测口,氧传感器的数量也翻倍了,分为了上游和下游氧传感器.2.氧传感器就是健康卫士氧传感器位于排气管上,可以检测混合气的浓稀.原理是通过金属铂电极的化学反应产生电压.发动机电脑通过收到的电压信号来判断混合气的浓稀,再控制发动机的喷油量.当混合气过稀时,就会有过多的氧,电压输出就会降到0.1-0.3V.正常时是0.45V.当氧传感器发生错误时发动机电脑将不能判断正确的空气比,所以控制喷油嘴只能靠推测,导致车辆性能下降和更多的燃油消耗.需要氧传感器的原因还有大气中的氧受许多因素的影响,如海拔,大气温度,发动机温度,大气压力,发动机负载等等.3.氧传感器的活力并不是永久的,随着岁月的增长它也会衰老.氧传感器的工作环境比较恶劣,油灰等物质会沉积在传感器表面,就会影响到传感器的反映.同时,传感器的传出电压也可能没有以前的高了,会使电脑错误地认为混合气过稀,随之而来的更多的燃油消耗.这个问题可能不会被你注意,因为它是逐步发生的,不过时间越长越越严重.4.氧传感器损毁后不及时更换将会对你的车辆造成巨大损失.损坏的氧传感器将导致发动机开环控制,使排放和油耗增加.另外,氧传感器损坏后会导致催化器的损坏.过浓的混合气不完全燃烧后进入排气管,造成催化器过热,催化介质将融化或破裂,导致排气不通畅.发动机无力,最终还会导致发动机温度过高,活塞融化等恶性故障.所以不要因小失大.5.你知道什么时候该更换氧传感器吗?有些车辆带有氧传感器提示灯以提醒司机检测传感器了,多数都没有,除非是有显著的驾驶问题或发动机检测等亮.多数人都不知道他们的车辆氧传感器是好是坏.通常是在检测到排放超标时才发现问题.在美国,有50%左右的车辆都是在测排放时更换氧传感器.工作不正常的氧传感器通常会导致HC或CO超标.6.要想减少不必要的损失,就不要等到氧传感器失效,到它的寿命周期时就可更换.氧传感器有它的寿命周期,博世公司对它的产品更换周期见下表.车型推荐的更换间隔公里数1976~90年代初期非加热型氧传感器48000~80000KM80年代中期~90年代中期第一代加热型氧传感器96000KM90年代中期以后第二代加热型氧传感器160000KM通过观察氧传感器顶尖部位的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:由极炭造成的,在排除发动机极炭故障后,一般可已自动清除氧传感器上的保持氧传感器的活力,可提高燃油经济性10~15%,还会减少其它损失.所以氧传感器也要像火花塞一样定期更换,只不过时间更长,而90年以前生产车辆的氧传感器生命周期要短一些.通常拆卸,安装都很方便,传感器螺纹都带有防卡功能.拆卸氧传感器时要注意氧传感器工作温度高,要等冷却后再操作.氧传感器及其作用首先，我们来看一下氧传感器在汽车中扮演着一个什么样的角色。
氧传感器使用说明书 （第一版）适用零件号：25327985 253599081.概述氧传感器是现代发动机管理系统中必不可少的重要零部件。
它是一种利用电化学工作原理发展出来的电器元件。
氧传感器在现代发动机管理系统的配置机构中被用于探测汽车发动机所排出的燃烧废气中氧的含量，借以判定发动机实时燃油供给空气燃料混合比的实际状态，并通过自身产生的电器反应信号反馈给发动机电子控制模块（ECM），以作为系统燃油管理系统的闭环燃油修正补偿控制的重要依据，使燃油管理子系统能够更加精确地控制调整发动机各种工作状态下的空气燃料混合比；并在绝大多数工况下使系统保持在理想空燃比工作状态，以便获得更加优良的汽车排放控制特性和燃油经济性。
氧传感器的输出信号为0 ~ 1V的交变电压信号。
传感器可根据发动机所排燃烧气中氧的含量高低自动感应和探测并向发动机电子控制模块输出这一高低变化的电压信号。
现代发动机管理系统采用的氧传感器有两种主要类型：非加热型氧传感器和加热型氧传感器。
装配在发动机排气歧管上的氧传感器，由于可以利用发动机所排出燃烧废气的余热进行快速加热，故可使用价格低廉的非加热型氧传感器；当氧传感器的安装位置受到整车布置限制，氧传感器距离发动机排气歧管出口较远时，由于不能利用发动机燃烧废气对于传感器迅速加热，此时必然需要采用加热式氧传感器。
加热式氧传感器的内部设计有热敏电加热元件，可利用系统供电电压强制使氧传感器加速预热，促使其快速起燃，及早实现系统的闭环燃油管理控制。
2. 工作原理德尔福公司生产的氧传感器是采用氧化锆元件作为传感器的基础元件。
氧化锆元件是一种通体充满无数微孔的陶瓷基础元件外面镀有氧化锆涂层，该涂层外测暴露于发动机燃烧废气之中；涂层的内侧透过含微孔的陶瓷元件与大气相通。
集中在氧化锆内外两侧电极之间氧含量的差别形成的微分电压信号。
当氧化锆元件被电流加热或被流经传感器的发动机燃烧废气加热所激活，空气经过通体充满无数微孔的陶瓷基础元件进入氧化锆元件的内电极，而燃烧废气流经氧化锆的外电极。
一、氧传感器简介1. 氧传感器燃油反馈控制系统氧传感器是燃油反馈控制系统的重要部件，用汽车示波器观察到的氧传感器的信号电压波形能够反映出发动机的机械部分、燃油供给系统以及发动机电脑控制系统的运行情况，并且，所有汽车的氧传感器信号电压的基本波形都是一样的，利用波形进行故障判断的方法也相似。
2. 氧传感器与三元催化器发动机电脑利用氧传感器的输出信号来控制混合气的空燃比，即令空燃比总是在理论空燃比14.7的上下波动。
这不仅是发动机进行安全燃烧的要求，也是三元催化器中两种主要化学反应（氧化和还原）的需要。
要想优化氧化过程，就必须有足够的氧，也就是三元催化器需要稍稀的混合气；而为了优化还原过程，氧气量又必须少，为此，三元催化器又需要稍浓的混合气。
但混合气不可能同时既是浓的又是稀的，所以，汽车工程师在设计燃油反馈控制系统时将混合气设计成从稍浓至稍稀，再从稍稀至稍浓这样的循环变化，使碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）氧化反应过程的需要和氮氧化合物（NOx）还原反应过程的需要都能得到满足。
由此可知，为了使燃油反馈控制系统正常工作，氧传感器输出的信号电压必须能够高、低变化。
发动机工作时，发动机电脑根据各种传感器（例如：空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器等）的输入信号来计算混合气的空燃比并控制喷油器喷油，使空燃比十分接近14.7。
随后，发动机电脑又根据氧传感器的信号发出加浓或减稀的命令，这就使三元催化器的效率大大提高，同时又延长了它的使用寿命。
好的氧传感器是非常灵敏的，但其信号也极易受干扰。
若发动机有故障，氧传感器的输出信号一定会有反应。
所以，当氧传感器的信号电压波形正常时就可以断定整个发动机控制系统的工作是正常的或对发动机的修理是成功的。
在汽车示波器上进行氧传感器信号电压波形分析，通常称为氧反馈平衡测试（Oxygen Sensor Feedback Balance），简称O2FB。
二、氧传感器波形分析1. 基本概念：a.上流动系统（Upstream System）上流动系统是指位于氧传感器前的，包括传感器、执行器、发动机电脑的发动机各系统（包括辅助系统），即在氧传感器之前的影响尾气的所有机械部件和电子部件。
一文读懂氧传感器工作原理与检测
汽车氧传感器，主要有窄型（开关型）、空燃比、宽带型氧传感器、氮氧传感器等；下面分别介绍他们的检测方法。
1
4线窄型氧传感器
开关
信号电压0.1-0.9V变化，正常情况约10秒变化8次。
0.45V以下，为混合气稀，0.45V以上，为混合气浓。
2
4线空燃比氧传感器
空燃比
以东风日产怠速为例，正常是2.2V不变化，2.2V以上是混合气稀，2.2V以下是混合气浓。
3
6线宽带氧传感器
宽频
怠速时正常电压为1.5V不变化，1.5V以上为混合气稀；1.5V以下为混合气浓。
4
氮氧传感器
8线
这个传感器端是8根，进入模块处理后，只有4根线接出。
我们只需要检查模块的4根线即可。
4根线分别为供电、拱铁、CAN-H、CAN-L。
CAN-H、CAN-L检查出来的正常波形如上图。
细说氧传感器(三元催化器核心部件)[归纳整理]汽车氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器：它被用来监测发动机所排出废气中氧的含量或浓度，并根据所测得的数据输出一个信号电压，反馈给车载电脑（ECU），车载电脑根据收到的信号控制喷油量、进气量的大小，调整气、油比，从而达到省油、提高效率、减少污染等目的。
(最佳气油比为14.7:1) 它通常安装在排气系统中，直接与排气气流接触。
据国外权威机构统计：汽车使用氧传感器后可省油15%、提高效率18%、降低污染5 0% 如果氧传感器出现故障，不但会使汽车费油及排放超标，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一车用氧传感器工作原理氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。
它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。
运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。
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)，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，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。
在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。
由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。
当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压(0。
6～1V)，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。
使用汽车氧传感器的必知/二氧化钛式汽车氧传感器结构4二氧化钛式汽车氧传感器1．二氧化钛式汽车氧传感器结构特点二氧化钛(TiO2)属于N型半导体材料，其阻值大小取决于材料温度及周围环境中氧离子的浓度，因此可以用来检测排气中的氧离子浓度。
1975年，美国福特汽车公司率先利用二氧化钛材料研制成功了芯片二氧化钛式传感器，1976年研制出了用金属铂(Pt)作催化剂的芯片二氧化钛式传感器，1979年又研制成功了用热敏电阻进行温度补偿的二氧化钛式汽车氧传感器。
丰田公司于1984年研制成功了管芯二氧化钛式汽车氧传感器，1985年研制成功厚膜二氧化钛式汽车氧传感器，并批量生产。
二氧化钛式氧汽车氧传感器的外形与二氧化锆式汽车氧传感器相似，主要由二氧化钛汽车氧传感器元件、钢质壳体、加热元件和电极引线等组成。
钢质壳体上制有螺纹，以便于传感器安装。
与二氧化锆式汽车氧传感器不同的是，二氧化钛式汽车氧传感器不需要与大气压进行比较，因此传感元件的密封与防水十分方便，利用玻璃或滑石粉等密封即可达到使用要求。
此外，在电极引线与护套之间设置一个硅橡胶密封衬垫，可以防止水汽侵入传感器内部而腐蚀电极。
目前使用较多的汽车氧传感器二氧化钛传感元件有芯片式和厚膜式两种。
芯片式将铂金属线埋入二氧化钛芯片中，金属铂兼作催化剂用。
厚膜式采用半导体封装工艺中的氧化铝层压板工艺制成，从而使成本降低、可靠性提高。
加热元件用钨丝或陶瓷材料制成，加热的目的是使汽车氧传感器元件的二氧化钛温度保持恒定，从而使传感器的输出特性不受温度影响。
因为二氧化钛是一种多孔性的陶瓷材料，利用热传导方式对二氧化钛芯片或厚膜可以直接进行加热，所以加热效率高，达到激活温度(规定温度为600℃)需要的时间很短，这对降低发动机刚刚起动后碳氢化合物的排放量十分有利。
2．二氧化钛式汽车氧传感器工作原理阻值变化型二氧化钛式汽车氧传感器的阻值R与氧分压Po2的关系按下述公式变化：由于二氧化钛半导体材料的电阻具有随氧离子浓度的变化而变化的特性，因此二氧化钛式汽车氧传感器的信号源相当于一个可变电阻，其电阻值与过量空气系数的关系如图2-41所示。
氧传感器资料第1楼：深入了解氧传感器(转自：pcauto)前言：相信看过许多杂志、书籍或是在本站上的一些文章，都有遇上这类的话题，也应该大略了解其作用。
不过在本篇将更详尽的叙述到氧传感器的种类，及在引擎回馈控制与废气管理上的作用与重要性。
在这里我们也介绍到如何利用示波器来截取氧传感器之讯号，并加以判断其作用、控制、回馈及性能好坏。
一、氧传感器的构造与作用在讨论氧传感器(Oxygen Sensor 或简称 O2 sensor)之前，我们先来研究引擎燃烧后所产生的有害废气。
一般汽车所排放的废气特别是对人体有害的，主要有三种：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)，其中 CO,HC 只要使汽油完全地燃烧即可将这两者废气减至最低，然而当汽油达到完全燃烧时温度容易升高，连带的也就使得NOx剧增，在这部份可利用EGR来减少其发生量。
但这对于废气的管制显然还不够的，要使引擎所有的转运范围皆达到其控制标准，因此加入了三元触媒转化器( Three-Way Catalyst Converter 或简称 TWC)的控制。
触媒转化器基本上就是氧化与还原的作用，如图所示内部有着极为细微的孔洞并含有大量的贵金属：铂(氧化触媒)及铑(还原触媒)，它能将上述三种有害的气体藉由氧化及还原的作用，转化成无害的气体或是一般的废气，其化学作用如下：2CO + O2 → 2CO22C2H6 + 2CO → 4CO2 + 6H2O2NO + 2CO → N2 + 2CO2有无触媒所造成的废气影响然而触媒转化器的使用条件相当严苛，除了须达到较高工作温度外，最重要的是它的最大净化率是发生在理论混合比附近(14.7:1)如上图，也就是说引擎的燃烧须控制在14.7:1 空燃混合之下，要达到此细微之标准并不容易，所以才藉由氧传感器的作用将空燃比转换成数据供给引擎计算机进而调整到理论范围，稍后也将述说到引擎计算机如何利用含氧感知的讯号来作回馈的作用，使其空燃比维持在14.7:1附近。
