6线宽域氧传感器讲义
氧传感器原理
汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器均安装在发动机排气管上。
氧传感器安装位置
一：作用
氧传感器是排气氧传感器的简称，其功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到发动机ECU。ECU根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而将过量空气系数（λ）控制在0.98～1.02之间（空燃比A/F约为14.7），使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。同时也可以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。现代汽车普遍采用的宽带式氧传感器还具有检查气缸失火和判缸功能。
二：类型
发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式、氧化钛（TiO2）式和六线宽带式三种类型。氧化锆式又分为加热型与非加热型氧传感器两种，氧化钛式一般都为加热型传感器。氧传感器安装在排气管上。3．二氧化锆式氧传感器氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆（ZrO2）陶瓷管（固体电解质），亦称锆管（图7-33a）。锆管固定在带有安装螺纹的固定套中内外表面均覆盖着一层多孔性的铂膜，其内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔，电线将锆管内表面的铂极经绝缘套从此接线端引出。
氧传感器的解读
A.今天咱们一起谈谈氧传感器，它是现代发动机电控系统中一种必可可少的传感器之一，它还是闭环燃油控制系统的一个标志性零件，发动机电脑根据它来调整和保持理论的空燃比的范围。有了它的参与，不仅提高了发动机的燃油经济性，动力性，而且使发动机排出的尾气更加环保，更加符合现代汽车发展的需求。B.大家都对氧传感器有所了解，一辆奔驰C230行驶5晚公里，发动机故障灯亮，行驶中大负荷发动机抖动和冒黑烟故障。经我们检查，是氧传感器故障，P0171：氧传感器检测混合气稀。我们更换了氧传感器，当时并没有发现其它症状，因为发动机怠速情况良好，可是跑了30公里，故障灯就又点亮，故障依然存在。针对现在这种情况，需要大家来考虑一下问题出在哪？所以为了解决实际维修过程当中，咱们经常遇到的一些容易误判故障问题，咱们一起来看一下，氧传感器的工作特点。在讲述过程中， 大家如果有什么疑问，尽管来恢复贴子，咱们一起来共同讨论。C.今天的讨论过程中，有两个目标：1.认识氧传感器的结构，作用及其工作原理；2.通过认识氧传感器，能够解决氧传感器的相关故障。这样可使咱们能更加进一步认识氧传感器的工作特点。D.大家先回忆一下氧传感器的结构，它安装在排气系统中，直接与排气气流接触。二氧化锆式氧传感器基本元件是氧化锆，氧化锆固定在带有螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔的铂膜，内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于内腔与大气相通的孔，电线将锆管内表面铂极经绝缘套从接线端引出，它的温度超过300°才能正常工作。咱们看一下，电压时如何产生的，锆管的陶瓷体是多孔的，参入其中的氧气，在温度较高时发生电离，由于锆管内，外侧氧含量不一致，存在浓度差，大家都知道，物质运动时一般是从浓度高的地方扩散到浓度低的地方，这里也是一样。因此氧离子从大气侧向排气一侧扩散，在此过程中，在铂金电极的两端形成了一个微弱的电压。当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，也就是发动机以较浓的混合气燃烧时，尾气中的氧含量较少，但CO、CH等较多，这些气体在氧化锆的催化作用下与氧发生反映，将耗尽排气中残余的氧，这样使得锆管内外侧氧气浓度差加大， 氧离子的扩散速度就加快，两铂金电极之间的电压抖增，在0.9V左右。反正，当实际空燃比大于理论空燃比时，氧离子扩散速度减弱，两铂金电极之间的电压微弱，在0.1V左右。从而可以看出;氧传感器的工作电压是0.1-0.9V。 那么，让咱们
六线氧传感器
4、6线式氧传感器的特点：
（1）装在三元催化反应器前。 （2）插头为6脚。 （3）调整更精确、精细。 （4）通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入测量室，单元泵工作所用电流，即为传 递给控制单元的电信号。控制氧传感器的电压值在450mv附近。
5、工作原理
1 废气 7 陶瓷层 2 测量元件（泵室）8 测量间隙 3 参考室铂电极9 参考室 4 加热电极 10 参考室铂电极 5 加热元件 11 测量室（泵室）铂电极 6 有空气的间隙12 测量元件电极
3.两种氧传感器的区别 （1）4线氧传感器： 加热线2根和信号线2根，加热线为12v和0v 信号线为0.1--0.9V跳变 10秒变化8次以上。 （2）6线氧传感器： 加热线2根，跳跃信号线2根，泵电流信号2根。 泵电流信号是电脑通过施加给泵氧元件的电流来检测混合气 浓度的。•通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入测量室， 单元泵工作所用电流，即为传递给控制单元的电信号。控制 氧传感器的电压值在450mv附近。
2、宽频氧传感器的作用 6线宽频氧传感器的作用是监测尾气中氧的浓度,并将信息反馈 给控制单元修正喷油量,实现发动机的闭环控制,减少有害气体 的排放。 普通的4线制氧传感器由于其检测范围的局限性,已不能满足汽 车工况的需求 现代汽车为了省油，都趋向于稀薄燃烧，也就是空燃比从10 至20，相当于过量空气系数从0.686至1.405的宽范围，这样， 原有的氧传感器就无法适应。
氧传感器(公开课)
第 周 编写日期： 年 月 日
氧传感器
1.了解氧传感器的作用及对发动机工作的影响；
2.掌握氧传感器的类型、结构、工作原理及检查方法。
氧传感器的类型、结构、工作原理
氧传感器的检查方法
轿车一部或者发动机实训台一台、常用拆装工具
课 时 8 教具准备 一套、汽车数字万用表
教学方法 一体化教学模式、项目教学法、讨论教学法
教 学 过 程
氧传感器装在发动机的排气管上 (见图 4-70)，通过检测废气中残存氧气含量的方 法来判断混合气的浓度，以便 ECU 对喷油量实施“闭环调节”：残存氧气较少时，说明 混合气偏浓， ECU 通过减少喷油量使混合气变稀；反之，残存氧气较多时， ECU 又使混 合气变浓，周而复始，最终确保混合气的浓度维持在理想值附近。
氧传感器发生故障时，该“闭环调节”功能失效，混合气浓度偏离理想值，从而
造成发动机的性能恶化， 此时， ECU 会储存相应的故障代码， 仪表板上的发动机故障灯 也会点亮。
图 4-70 氧传感器
课 题 教学目的与 要 求 教学重点 教学难点
氧传感器普通根据电化学原理工作，有氧化锆( ZrO2)式和氧化钛(TiO2)式等两种类型，其中氧化锆式又分为加热型与非加热型两种，氧化钛式普通都为加热型。
1.氧化锆式氧传感器的结构与工作原理
图 4-71 氧化锆式氧传感器结构
图 4-72 氧化锆式氧传感器工作原理
图 4-73 氧化锆式氧传感器工作特性
2.氧化钛式氧传感器的结构与工作原理
图 4-74 氧化钛式氧传感器结构
图 4-75 氧化钛式氧传感器的特性图 4-76 氧化钛式氧传感器的工作电路3.氧传感器的加热控制电路
氧传感器PPT课件
6、氧传感器在整车装配的位置
前氧传感器装配位置 （在三元催化剂前）
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后氧传感器装配位置 （在整车排气管上）
7、ECU与传感器的连线方式
接头都有四个针脚： 1号（A）氧传感器信号低电平
（接ECU 6＃）； 2号（B）氧传感器信号高电平
（接ECU62＃）； 3号（C）接主继电器电源； 4号（D）传感器加热线控制（接
合气空燃比达到17以上时，就可引起因混合气过稀而发生的缺火。如此， 造成排气氧含量增高。
图示为发 动机在 2500 r/min时的 氧传感器 波形。故 障为个别 气缸的进 气歧管真 空泄漏。
第8页/共24页
4）各缸喷油不均衡造成的压缩比不正常(对于多点喷射)：个别缸喷油器的喷油 量过多或过少(喷油器卡在开的位置或堵塞)，造成混合气过浓或过稀，当个别缸 的混合气空燃比达到13以下或17以上时，将可能引起缺火。亦可造成排气氧含 量异常。
学习提纲
一、概述 1、在整车或发动机上的作用； 2、装配的位置及图片； 3、ECU与传感器连接方式 二、基本结构 1、定义； 2、组成； 3、分类； 三、工作原理 四、关键控制点及关键加工过程 五、市场主要故障点 六、原因分析、整改方向
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一、概述 1、随着汽车排放法规的逐渐严格和社会对汽车排除污染控制的重视,而采用了混合 气成分的闭环控制，氧传感器作闭环控制必不可少的重要部件 注：闭环控制：氧传感器随时检测排气中的氧浓度，并随时向微机控制装置（ECU） 反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量(喷油脉宽)，如信号反映混合 气较浓，则减少喷油时间；反之，如信号反映较稀，则延长喷油时间。从而使混合 气的空燃比始终保持在理论空燃比始终保持在理论空燃比附近
浅谈氧传感器的信号电压所揭示的问题
五线式（ 六线式）
图 ５） 中 的 各 输 入 域 就 对 应 于 不 同 的
全 局 变量 ， 通 过 ＯＰ 上 的 按 键 输 入 可
电压所揭示的问题 浅谈氧传感器的信号
一
传 感 器 内有 一加 热 电 阻。 一 根 信 号 线 ， 一根信号接地线 ：
传 感器 有几 种类 型 ， 如 表 １所 示 。 图 １所 示 为 二 氧 化 锆 式 氧 传 感 器 。锆 管 的 陶瓷体 是 多孔 的 ， 而 且 易 碎 ， 在 拆 装 时 要 特 别 小 心 。 锆 管 内侧 通 大气 ， 外侧 与废 气接 触 。 工作 时 ， 在 废 气 高 温作 用 下 ， 氧 发 生 电离 ， 由 于 锆 管 内侧 氧 离 子 浓 度 高 ， 外 侧氧 离子 浓度 低 ， 在 浓 度 差 的作 用 下 ， 氧 离 子 从 内侧 向 外 侧 扩 散 ， 形 成 两 电极 的 电 动势 。 铂 （ Ｐ ｔ ） 是催 化 剂 ， 可 使 电动 势
根加热 电阻的电源线 ， 一根搭铁线
少 喷 油 量 的 指 令 ； 信 号 电 压 低 于
一
根信号输 出线 ，一根泵 电流输入 线，一根 加热器 电源
０ ． ４ ５ Ｖ时 ， 判 定 为 稀 混 合 气 并 发 出 增
加喷 油量 的指令 。
线性宽域氧传感器的特性分析
化型两大类 ，前 者装 车使用较多。
２ ． １ 线 性 宽 域 氧 传 感 器 的 结构
的反作用原理 ，将 电压施加于氧化锆组件 即泵氧元上 ，这样
会造成氧离子的移动 ，把排气 中的氧泵入测试腔当 中，使感 浓差 电压型氧传感器 （ 氧 化锆参考 电池、１个界限 电流型氧 应室两侧的 电压值维持在 ０ ． ４ ５ Ｖ。这个施加在泵氧元上变化 传感器 、氧化锆泵 电池 ）及扩 散小孔、扩散室构成 。它需要 的电压，就是反映氧含量的信号 电压 。如果混合气太浓 ，那 个专 门设计 的传感器控 制器 来控 制其 正常工作，在图 ２中 么排 气 中 含 氧 量 下 降 ， 此 时 从 扩 散 孔 益 出 的 氧 较 多 ，感 应 室 传感器控制器用 Ａ和 Ｂ表 示 尾气通过扩散小孔进 入扩 散室， 的电压升高 。为达到平衡发动机控制单元增加控制 电流使泵 氧化锆 参考 电池 感知混合气的浓度后，产生 电压 Ｕｓ ，根据混 氧元增加泵氧效率 ，使测试腔 的氧含量增加 ，这样可 以调节 合 气 浓 度 的 不 同 ，富 油 的浓 混 合 气 将产 生 高 于 参考 电压 感应室的 电压恢复 的 ０ ． ４ ５ ｖ ； 相反混合气太稀 ， 则排气 中的含 Ｕ ｓ Ｒ ｅ ｆ 的 Ｕｓ ，传感器控制器将产生一个方 向的泵 电流 Ｉ Ｄ ，该 氧量增加 ， 这时氧要从扩散孔进入测试腔， 感应 室电压 降低 ， 泵 电流 Ｉ 口将氧气泵入扩 散室内进 行化学分解反应， 在废气 中 此时泵氧 元 向外排 出氧来平衡测试腔 中的含氧量，使感应室 产生水和一氧化碳及 一些 氧化物，附着 在泵氧元的表面 。在 的电压维持在 ０ ． ４ ５ ｖ 。 所 以， 加在泵氧元上的 电压可 以保证当 化学反应 中将过 多的碳氢 化合 物分解，从而降低了废气的浓 测试 腔内的氧 多时，排出腔 内的氧，这时发动机控 制单元的 度 ，使扩散室恢 复到 ｕ ｓ电压为 ０ ． ４ ５ Ｖ 的尾气含氧浓度的平 控制 电流 是正 电流；当腔 内的氧少时，进 行供氧，此时发动 衡 状 态 。相 反 ， 富氧 的稀 混 合 气 将 产 生低 于 参考 电压 Ｕｓ Ｒｅ ｆ 机控 制单元的控制 电流 是负 电流 。以上过程供给泵氧元的电 的 Ｕｓ ， 传感器控制器将 产生一个反方 向的泵 电流 Ｉ Ｐ ， 该泵 电 流 就 反 映 了排 气 中 的 乘 余 空 气 含 量 系 数 。 流 口 将氧气泵出扩散室。当 Ｈ Ｃ燃料或氧气被 中和时 ，参考 ２ ． ２ 线性 宽域 氧传 感器 的工作原 理 电池产 生的电压 Ｕｓ 等于参考 电压 Ｕ ｓ Ｒ ｅ ｆ ， 此 时的泵 电流 Ｉ Ｐ就 线性宽域氧传 感器是在普通开关型氧传感器的基础 上增 反映 了混合气 的浓度 ， 传感器控制器将泵 电流 Ｉ Ｉ ） 转换成输 出 加 了 一个 泵氧 膜 片 。 当 发 动 机 排 放 气 体 流 经 宽 域氧 传 感 器 头 电压 Ｕｏ ｕ ｔ 通 过 改 变 泵 电流 的 极 性 （ 电流流动方 向） 与 大 小 就 部时，它将 反馈一个电压信 号给传感器控制器，控 制器 以此 可 以达 到 平 衡 扩 散 室 里 的尾 气 含 氧 量 ， 如何 将 这 个 变 化 的 泵 电流 再 去 控 制 发 动 机 Ｅ Ｃ Ｕ 对 喷 油 器 喷 油 时 间 的调 整 ， 是 至 关 判定缸 内混合气浓度 ，随后控制器将 产生一个 泵电流流经线
宽频氧传感器原理
宽频氧传感器原理
宽频氧传感器是一种用于测量发动机尾气中氧气含量的传感器，它在现代汽车
的排放控制系统中起着至关重要的作用。它能够准确地检测到发动机尾气中的氧气含量，并将这些数据传输给发动机控制单元，以便调整燃油混合物的比例，从而实现更高效的燃烧和更低的排放。
宽频氧传感器的原理基于化学反应和电化学原理。当发动机运转时，传感器暴
露在发动机尾气中，尾气中的氧气与传感器内部的氧离子发生化学反应。这些化学反应会产生电流，传感器通过测量这些电流的大小来确定尾气中的氧气含量。传感器将这些数据转换成电压信号，并传输给发动机控制单元。
宽频氧传感器与传统的窄带氧传感器相比具有更高的精度和响应速度。传统的
窄带氧传感器只能在一个狭窄的氧气浓度范围内工作，而宽频氧传感器则可以在更广泛的氧气浓度范围内工作，并且能够更快地响应发动机尾气中氧气含量的变化。
宽频氧传感器的工作原理使其能够在不同工况下准确地测量发动机尾气中的氧
气含量。这些工况包括冷启动、怠速、部分负荷和全负荷等情况。传感器通过不断地监测和调整发动机燃烧过程中的氧气含量，从而确保发动机始终处于最佳工作状态，达到更高的燃烧效率和更低的排放。
除了在汽车的排放控制系统中应用外，宽频氧传感器还被广泛应用于其他领域，如工业生产和环境监测等。它的高精度和快速响应使其成为测量氧气含量的理想选择。
总的来说，宽频氧传感器通过化学反应和电化学原理实现了对发动机尾气中氧
气含量的准确测量，并通过将这些数据传输给发动机控制单元来实现排放控制和燃烧效率的优化。它的高精度和快速响应使其成为现代发动机控制系统中不可或缺的一部分。
宽域型氧传感器
调整举例（二）混合气过稀
▪ 1、混合气过稀时，泵在原来的工作电流下 会泵入较多的氧，测试室中氧的含量增加。
▪ 2、氧传感器感应室电压值低于450mv。 ▪ 3、控制单元减小泵氧元的工作电流，使泵
氧速度减小。 ▪ 4、泵氧元泵入测试室中的氧量减少，使感
应室电压值恢复到450mv。 ▪ 5、同时控制单元根据减少的电流（折算成
宽域型氧传感器的两个重要部分
▪ 另一部分是传感器的关键部件泵氧元，泵氧元一 边是排气，另一边是与测试腔相连。泵氧元就是 利用氧化锆传感器的反作用原理，将电压施加于 氧化锆组件（泵氧元）上，这样会造成氧离子的 移动，把排气中的氧泵入测试腔当中，使感应室 两侧的电压值维持在0.45V.这个施加在泵氧元上 变化的电压，才是我们要的氧含量信号。如果混 合气太浓，那么排气中含氧量下降，此时从扩散 孔益出的氧较多，感应室的电压升高。
理论基础
▪ 宽域型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化 锆型氧传感器为基础扩展而来。利用了氧化锆的 两个特性：
▪ 第一个特性是当氧化锆两侧的含氧量不同时， 在氧化锆两侧的电极上产生电动势，普通氧传感 器正是利用氧化锆的这一特性。
▪ 第二个特性与第一个特性相反，即当在氧化 锆两侧的电极上加上电压时，可以使氧离子移动。
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。根据氧传感器的电压信号， 电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。 因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高 温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。 它在约800°C时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性 会发生很大变化。
6线宽域氧传感器讲义(课堂PPT)
氧浓度降低，氧传感器输出电压升至参考电
汽
压以上。当在稀燃烧时，尾气中的氧浓度升
修
高，氧传感器输出电压降至参考电压以下。
学
校
主
在电喷系统中，ECU参考氧传感器的输出信号调整燃料喷射等参数从而改变发动机空
讲 燃比，并结合三元催化装置，可以最大限度降低尾气有害气体排放量，提高燃烧效率、
单 节约能源，优化发动机性能。 春 鹏
单
春
鹏
调整举例（一）混合气过浓
▪ 1、泵入混合气过浓时，泵氧元以原来的工作电 流工作，测试室的氧含量减少。
▪ 2、氧传感器感应室电压值超过450mv。
石 家 庄
▪
3、控制单元增大泵氧元的工作电流，使泵氧元 旋转速度增加，增加泵氧速度。
北 方 汽
▪
4、泵氧元泵入测试室中的氧量增加，使感应室 电压值恢复到450mv。
庄 北 方
氧元向外排出氧来平衡测试腔中的含氧量，使感 应室的电压维持在0.45v.总而言之，加在泵氧元
汽 上的电压可以保证当测试腔内的氧多时，排出腔
修 学 校
内的氧，这时发动机控制单元的控制电流是正电 流；当腔内的氧少时，进行供氧，此时发动机控
主 制单元的控制电流是负电流。以上过程供给泵氧
讲 元的电流就反映了排气中的过量空气含量系数。
庄 北
此电压作为控制单元的输入信号来控制空燃比。
宽域氧传感器工作原理
宽域氧传感器工作原理
宽带氧传感器（Wideband Oxygen Sensor）是指一种能够测量整个氧气浓度区间的传感器，通常使用于汽车排放系统中的氧气传感器。
宽带氧传感器的主要原理是基于化学反应和电化学原理。它包含了一个具有高温容忍能力的不锈钢外壳、感应电极和一个铈氧固体电解质。在这种传感器中，排放气体通过感测腔，其中包含了一个氧气浓度计。这个浓度计又称为「宽带氧传感器探头」，它的作用是测量氧气在排放气体中的浓度。
宽带氧传感器的探头是由感应电极和铈氧固体电解质构成的。这种电解质能够在高温下处于稳定的固体状态，与氧气发生化学反应，从而形成电流。这种电流最终与氧气的浓度成正比关系。
当引擎运转时，排放气体从排气管中排出，同时也通过了宽带氧传感器。在传感器的感应电极中，氧气与铈氧固体电解质发生化学反应，从而产生电流。由于传感器内部包含了一个氧气感应电极和一个参考电极，因此可以测量氧气的浓度。
在宽带氧传感器中，感应电极的电流与氧气的浓度成正比关系。当氧气浓度较高时，电流的强度也相应较高；当氧气浓度低时，电流强度则相应较低。宽带氧传感器会将感应电极产生的电流信号转化为数字信号，并将其发送到车辆的电子控制单元（ECU）中。
车辆的ECU会接收到宽带氧传感器发来的数字信号，进而根据这些信号来调节发动机燃油和空气的混合比例。如果ECU检测到氧气浓度低于设定值，它会向发动机的燃油喷油器发送信号，以增加燃油喷射量，从而提高发动机供油量。反之，如果氧气浓度过高，ECU会减少燃油喷射量，以降低发动机供油量。
宽氧传感器知识
为了克服普通氧传感带来的缺陷,新一代宽量程氧传感器诞生了.下面我们就来谈谈宽量程氧传感器的工作原理.宽量程氧传感器由泵氧元（PUMP CELL）、能斯特单元（NERNST CELL）、基准参考单元（REFERENCE CELL）、加热元件以及泵氧元控制环路组成。这是个宽量程氧传感器的闭环控制系统。能斯特单元也就是我们非常熟悉的普通二氧化锆氧传感器的结构。它在这里提供一个检测腔，一面开口与大气（FREE AIR）相通，另一面封闭与废气接触，输出一个与废气含氧量相关的VSENSE电压，泵控制环路是个累加运算放大器，输入端有一个恒压源，基准电压恒定在0.45V。当废气不断从扩散小孔进入能斯特单元检测腔时,由于某种原因造成废气变浓时,VSENSE电压就升高,通过累加运算放大器运算处理后,输出IPUMP(泵电流)为负值,泵氧元将氧气泵入检测腔内进行化学分解反应,在废气中产生水和一氧化碳及一些氧化物附着在泵氧元的表面.在化学反应中将过多的碳氢化合物分解,从而降低了废气的浓度,使检测腔恢复到VSENSE电压为0.45V的废气含氧浓度的平衡状态.当废气浓度变稀
时,VSENSE电压降低，同样通过累加运算放大器运算处理后,输出IPUMP(泵电流)为正值,泵氧元将氧气泵出检测腔.泵控制环路反馈系统始终维持检测腔内废气含氧量的浓度.当达到检测腔废气含氧浓度平衡也就是VSENSE电压为0.45时,泵氧元不工作,此时IPUMP等于零.上面谈到的是泵氧元的工作原理.概述了改变泵电流的极性(电流流动方向)与大小就可以达到平衡检测腔里的废气含氧量,如何将这个变化的泵电流再去控制发动机ECU对喷油器喷油时间的调整,是至关重要的.在泵氧元控制环路中有一块DSP(数字信号处理器)电路,该电路有二路输出,一路将变化的泵电流信号通过放大数模转换成线性电压,此电压从0-5V连续变化去控制发动机ECU的AFR调整.另一路输出脉宽调制信号去控制COM 场效应开关晶体管导通与截止时间,给加热单元组件提供电流,加热氧传感器.宽量程氧传感器它的特点,工作曲线平滑,能够连续检测空燃比(AFR)10至20之间,相当于过量空气系数LAMBDA从0.686至1.405的宽范围内.,当线性电压在2.5V 时,就达到了理论AFR14.7的控制.
线宽域氧传感器讲义
-排气岐管密封性不好 -喷油嘴打不开 -燃油压力过低 -氧传感器过脏或其加热器损坏
08功能-阅读测量数据组
显示组33:Lambda 调节值
Read measured value block 33
2.5%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.3V
混合气稀
石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏
显示区1：催化器前的氧调节(-10…10%) -该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭 显示区2：催化器前的氧传感器电压(0.000…1.000V) -该值恒为1.0V,对正极短路;该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为 0.00V,对地短路
石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏
调整举例（一）混合气过浓
▪ 1、泵入混合气过浓时，泵氧元以原来的工作电 流工作，测试室的氧含量减少。
▪ 2、氧传感器感应室电压值超过450mv。 ▪ 3、控制单元增大泵氧元的工作电流，使泵氧元
旋转速度增加，增加泵氧速度。 ▪ 4、泵氧元泵入测试室中的氧量增加，使感应室
尾气在与锆管的外表面接触时，尾气中 的残留氧气透过铂电极和氧化铝保护层同氧 化锆接触，在一定高温下锆管内外由于氧浓 差而产生电势差。当在浓燃烧时，尾气中的 氧浓度降低，氧传感器输出电压升至参考电 压以上。当在稀燃烧时，尾气中的氧浓度升 高，氧传感器输出电压降至参考电压以下。
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0.9V
０.1V
宽域氧传感器理论基础
宽域型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化 锆型氧传感器为基础扩展而来。利用了氧化锆的 两个特性： 第一个特性是当氧化锆两侧的含氧量不同时， 在氧化锆两侧的电极上产生电动势，普通氧传感 器正是利用氧化锆的这一特性。 第二个特性与第一个特性相反，即当在氧化 锆两侧的电极上加上电压时，可以使氧离子移动。
石 家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏
01---08---30/1 显示:111 第一位1/0代表? 第二位1/0代表？ 第三位1/0代表？
08功能-阅读测量数据组
显示组30:Lambda 调节
石 家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏
Read measured value block 30 100 000
家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏 显示区1：催化器前的氧调节(-10…10%) -该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭
显示区2：催化器前的氧传感器电压(0.000…1.000V)
-该值恒为1.0V,对正极短路;该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为 0.00V,对地短路
误区：
显示区2：催化器前的氧传感器电压(0.000…1.000V)
-该值恒为1.0V,对正极短路;该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为 0.00V,对地短路
0
08功能-阅读测量数据组
显示组33:Lambda 调节值
Read measured value block 33 0.8V 混合气浓 石 -3.0%
宽域型氧传感器的两个重要部分
一部分称为感应室，它的一面与大气接触而另一 面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，和普通氧 化锆氧传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不 同而产生一个电动势Us，一般的氧化锆传感器将 此电压作为控制单元的输入信号来控制空燃比。 而宽域型氧传感器与此不同的是：发动机控制单 元要使感应室两侧的氧含量保持一致，让电压值 维持在0.45V，这个电压只是电脑的参考标准值， 它就需要传感器的另一部分来完成。
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故障诊断与维修
正常 特征：保护管无残留，颜色呈晦暗色 机油污染 特征：保护管表面覆上一层白色或灰黑色油状的沉积物。 成因：燃油添加剂或机油进入发动机进行燃烧
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硅中毒 特征：保护管沉积物颜色介于亮白色和颗粒状的浅灰色之间。 成因：硅化合物存在于一些密封材料、润滑剂及防冻剂中的腐蚀抑制成分。
-氧传感器加热器工作
-氧传感器运行状态就绪
-氧调节有效
达到上述相对应的条件，则显示值为1 ，否则为0。
08功能-阅读测量数据组
显示组30:Lambda 调节
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Read measured value block 30 110 000
-氧传感器加热器工作
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在电喷系统中，ECU参考氧传感器的输出信号调整燃料喷射等参数从而改变发动机空 燃比，并结合三元催化装置，可以最大限度降低尾气有害气体排放量，提高燃烧效率、 节约能源，优化发动机性能。
传统氧传感器
原理：由于废气与大气中的氧离子含量不一至， 即存在着浓度差，因此氧离子由大气向废气中 扩散，形成了一个微电池．产生０.1V---0.9V 的电压． 石
宽域型氧传感器 Wide-band Oxygen Sensor
学习目的:
学习宽域氧传感器的
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使用车型、安装位置、 结构、工作原理、故 障诊断及检测
适用车型
大众奥迪系列，欧3以上排放均使用此传感 器 别克荣誉，新君威，君越，雪佛兰科鲁兹 福特车系，新福克斯等 所有FSI缸内直喷发动机都使用宽域氧传感 器
泵电池型
宽域氧传感器构造
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实 物 结 构 图
宽域氧传感器构造原理结构图
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原 理 结 构 图
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宽 型 传 器 两 重 部
域 氧 感 的 个 要 分
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1、泵入混合气过浓时，泵氧元以原来的工作电 流工作，测试室的氧含量减少。 2、氧传感器感应室电压值超过450mv。 3、控制单元增大泵氧元的工作电流，使泵氧元 旋转速度增加，增加泵氧速度。 4、泵氧元泵入测试室中的氧量增加，使感应室 电压值恢复到450mv。 5、控制单元根据增加的电流（折算成电压值） 减少喷油量
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宽域氧传感器分类
根据传感器制造材料不同
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以ZRO2基体的目化电解质型
利用氧化物半导体电阻变化
宽域氧传感器分类
根据传感器的结构不同
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电池型
临界电流型
2、控制精确度更高
（比较）
传统氧传感器只能反映混合气的浓稀，而它 能精确反馈空燃比，最大限度的发挥三元催化器 的作用，降低有害气体的排放。
小结
我们应会什么？ A，两种传感器的不同 1，氧化锆式为电压式 （产生电压） 2，宽域氧传感器内有2个氧化锆传感器 B，宽域氧传感器的结构和原理
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宽域型氧传感器的两个重要部分
为达到平衡，发动机控制单元增加控制电流使泵 氧元增加泵氧效率，使测试腔的氧含量增加，这 样可以调节感应室的电压恢复到0.45v；相反， 混合气太稀，则排气中的含氧量增加，这时氧要 从扩散孔进入测试腔，感应室电压降低，此时泵 氧元向外排出氧来平衡测试腔中的含氧量，使感 应室的电压维持在0.45v.总而言之，加在泵氧元 上的电压可以保证当测试腔内的氧多时，排出腔 内的氧，这时发动机控制单元的控制电流是正电 流；当腔内的氧少时，进行供氧，此时发动机控 制单元的控制电流是负电流。以上过程供给泵氧 元的电流就反映了排气中的过量空气含量系数。
误区
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0
2.只看故障码，不认真分析数据 流
－－什么码换什么件
-氧传感器运行状态就绪
-氧调节有效
达到上述相对应的条件，则显示值为1 ，否则为0。
08功能-阅读测量数据组
显示组30:Lambda 调节
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Read measured value block 30 111 000
-氧传感器加热器工作
-氧传感器运行状态就绪
显示组32-自适应值低（负值）,则可能是因为: （混合 气浓） -喷油嘴关闭不严而泄漏
-燃油压力过高
-活性碳罐电磁阀常开 石 家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏 -空气流量计有故障
-氧传感器过脏或其加热器损坏
显示组32-自适应值高：,则可能是因为:（混合气稀）
-空气流量计故障或其与节流阀体间管路密封不好
防冻剂污染 成因：防冻剂从气缸盖处泄露至发动机，进行燃烧。
辨 别 氧 传 感 器 中 毒ຫໍສະໝຸດ Baidu
铅中毒 特征：保护管表面有发亮的生锈层。 成因：使用含铅汽油。 *含铅汽油会损害氧传感器和三元催化器。大多数的氧传感器经过含铅汽油的侵蚀后， 使用里程数会急剧下降。经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作 几千公里。
调整举例（一）混合气过浓
调整举例
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混 合 气 过 浓
调整举例（二）混合气过稀
1、混合气过稀时，泵在原来的工作电流下 会泵入较多的氧，测试室中氧的含量增加。 2、氧传感器感应室电压值低于450mv。 3、控制单元减小泵氧元的工作电流，使泵 氧速度减小。 4、泵氧元泵入测试室中的氧量减少，使感 应室电压值恢复到450mv。 5、同时控制单元根据减少的电流（折算成 电压值）增加喷油量。
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安装位置
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安装位置
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传统氧氧化锆式氧传感器
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传统氧氧化锆式氧传感器
氧传感器的核心元件是氧化锆管，它是 一种固体电解质，其内外表面都覆盖有多孔 铂电极和氧化铝保护层，内表面与大气相通， 外表面与尾气接触。 尾气在与锆管的外表面接触时，尾气中 的残留氧气透过铂电极和氧化铝保护层同氧 化锆接触，在一定高温下锆管内外由于氧浓 差而产生电势差。当在浓燃烧时，尾气中的 氧浓度降低，氧传感器输出电压升至参考电 压以上。当在稀燃烧时，尾气中的氧浓度升 高，氧传感器输出电压降至参考电压以下。
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调整举例
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混 合 气 过 稀
优点总结
1、监测灵敏度更高
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宽域氧传感器一般都用在稀薄燃烧发动机中，在全空 燃比范围内(λ=0.7～4.0)起作用。
-排气岐管密封性不好 -喷油嘴打不开 -燃油压力过低 -氧传感器过脏或其加热器损坏
08功能-阅读测量数据组
显示组33:Lambda 调节值
Read measured value block 33 2.5% 0.3V 混合气稀 石
家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏 显示区1：催化器前的氧调节(-10…10%) -该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭
08功能-阅读测量数据组
显示组32:Lambda 调节-自适应(学习)值
Read measured value block 32 石 － 9.8% 0.0%
家 庄 北 方 汽 修 学 校 主 讲 单 春 鹏 注：刚洗完积炭
怠速
显示区1：怠速工况下的氧调节自适应值(-10…10%) 显示区2：部分负荷工况下的氧调节自适应值(-10…10%)
0
08功能-阅读测量数据组
显示组32:Lambda 调节-自适应(学习)值
Read measured value block 32 石 0.0% 3.0%
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负荷
显示区1：怠速工况下的氧调节自适应值(-10…10%) 显示区2：部分负荷工况下的氧调节自适应值(-10…10%)
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宽域型氧传感器的两个重要部分
另一部分是传感器的关键部件泵氧元，泵氧元一 边是排气，另一边是与测试腔相连。泵氧元就是 利用氧化锆传感器的反作用原理，将电压施加于 氧化锆组件（泵氧元）上，这样会造成氧离子的 移动，把排气中的氧泵入测试腔当中，使感应室 两侧的电压值维持在0.45V.这个施加在泵氧元上 变化的电压，才是我们要的氧含量信号。如果混 合气太浓，那么排气中含氧量下降，此时从扩散 孔益出的氧较多，感应室的电压升高。
-氧调节有效
达到上述相对应的条件，则显示值为1 ，否则为0。
08功能-阅读测量数据组
显示组30:Lambda 调节
0
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Read measured value block 30 011 000
-氧传感器加热器工作
-氧传感器运行状态就绪
-氧调节有效
达到上述相对应的条件，则显示值为1 ，否则为0。
1，氧传感器电压固定为某一值时 （0.8V）就说是氧传感器死了
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原 因
a 氧传感器真的死了 b 废气成分的真实反应（太浓）
浓
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1
-喷油嘴关闭不严而泄 漏 -燃油压力过高 -活性碳罐电磁阀常开 -空气流量计有故障 -氧传感器过脏或其加 热器损坏