26 汽车传感器与检测技术 电子教案：宽频氧传感器

姚科业，《图解汽车传感器识别检测拆装维修》，化学工业出版社，2018.03 一、概述
随着汽车排放限值要求的不断提高，传统开关型氧传感器已不能满足需要，取
而代之的是控制精度更高的线'陛宽带氧传感器（ UniversalExhaust Gas Oxygen Sensor，简称UEGO）。

宽带氧传感器能够提供更准确的空燃比反馈信号给ECU ,ECU
依此信号精确地控制喷油时间，可使发动机经济性与排放性达到更高水准。

图1 宽频氧传感器外观
二、功用
宽带氧传感器是以普通加热型开关式氧化错型氧传感器为基础扩展而来，由普
通加热型氧化错氧传感器和泵氧元2部分组成。

第一部分是普通加热型氧化错氧传感器，氧化错组件的2个电极，1个处于空
气室，另一个处于测量室。

空气室与外界大气相通，测量室通过单元泵与尾气相
通，尾气中的氧通过单元泵输送到测量室中。

由于氧化错组件内外2侧的氧含量不同，在2电极间会产生电动势，称为能斯特电池。

为使氧化错组件能极早投入工
作，其上加装有加热装置，加热装置的工作受ECU控制。

第二部分是泵氧元，又称为单元泵。

单元泵一侧通尾气，另一侧通测量室。

氧
化错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
在氧化错组件上，则会造成氧离子的移动。

单元泵是利用氧化错传感器的反作用原理来工作的。

将电压施加于氧化错组件上，推动氧离子的移动，将尾气中的氧泵入测量室中。

加在单元泵上的电压越高，氧离子的移动速度越快，单位时间内泵入测量室中的氧离子数量越多。

图2 宽频氧传感器结构图
三、原理
发动机正常工作时，ECU通过改变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。

这种不断变化的单元泵电流经ECU处理后形成宽带氧传感器的信号，ECU依此信号对空燃比进行闭环控制，使三元催化反应器的转换效率达到理想状态。

具体调节过程如下：1．混合气过浓
混合气过浓时，尾气中的氧含量少，倘若单元泵以原来的工作电流工作，测量室的氧量将不足，能斯特电池电压值会超过450mV。

此时ECU增大单元泵的工作电流，增加泵氧速度，使测量室中的氧量增加，能斯特电池电压值又恢复到450mV，同时，ECU根据氧传感器电压值来减少喷油量。

2．混合气过稀
混合气过稀时，排气中的氧含量多，倘若单元泵仍以原来的工作电流工作，测量室的氧量将增多，能斯特电池电压值会低于450mV。

此时ECU减小单元泵的工作电流，减小泵氧速度，使测量室中的氧量减少，能斯特电池电压值又恢复到450mV，同时，ECU根据氧传感器信号电压值增加喷油量
图3 混合气过浓时的调节过程
图4 混合气过稀时的调节过程
四、故障
（一）宽频氧传感器故障原因：
1.氧传感器中毒。

2.氧传感器积碳。

3.氧传感器陶瓷碎裂。

（二）宽频氧传感器传感器故障表现：
1.发动机控制单元无法检测尾气中标准的氧含量。

2.无法对喷油脉宽进行精准控制，降低了燃油经济性。

3.仪表发动机故障灯点亮。

五、案例
图5 迈腾B8L宽频氧传感器电路图。