氧传感器与空燃比传感器详解共63页
氧传感器的功能及工作原理全解
氧传感器的功能及工作原理氧传感器的功能测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。
电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数λ=1为目的的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中、和三种污染物都有最大的转化效率。
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，其根本工作原理是：在一定条件下〔高温和铂催化〕，利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，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。
特点抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。
氧传感器的常见故障氧传感器中毒氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是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。
假如只是细微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器外表的铅，使其恢复正常工作。
但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。
积碳由于发动机燃烧不好，在氧传感器外表形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，不能及时地修正空燃比。
产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。
此时，假设将沉积物去除，就会恢复正常工作。
氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。
因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。
加热器电阻丝烧断对于加热型氧传感器，假如加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器到达正常的工作温度而失去作用。
氧传感器内部线路断脱氧传感器的常见故障及检查方法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。
由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对、和的净化才能将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向发出反响信号，再由控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
氧传感器的使用说明(详细版本)。.doc
氧传感器的使用说明(详细版本)。
.氧传感器(四线芯片型)说明手册1。
概述氧传感器是现代发动机管理系统中必不可少的重要部件。
它用于检测汽车发动机排气管内燃烧废气中的氧含量，从而确定发动机的实时空燃比状态。
根据不同的氧浓度，传感器会向发动机电子控制模块输出不同的电压信号，作为系统闭环燃油修正补偿控制的重要依据。
由于氧传感器的应用，发动机在大多数工况下都能工作在理想的空燃比状态，从而获得良好的排放特性和燃油经济性。
该公司的加热型氧传感器体积小、起燃快，使发动机管理系统能够尽早实现系统的闭环燃料管理控制。
图1氧传感器2的外观。
工作原理氧传感器采用扁平结构的多层氧化锆陶瓷作为核心元件。
氧化锆元素的工作原理相当于一个简单的固体原电池。
根据电化学原理，由于氧离子浓度的不同，两侧电极之间会存在电位差。
由于外电极暴露于废气，氧离子浓度将根据实际工作条件而变化，而内电极是参考空气，并且氧离子浓度是恒定的。
当发动机的空燃比稀时，排气中的氧离子浓度相对较高，并且内电极和外电极之间的氧离子浓度差小，即电势差小，并且氧传感器的输出电压信号接近0V。
相反，当空燃比浓时，排气中的氧离子浓度相对较低，并且内电极和外电极之间的氧离子浓度差大，即电势差大，并且传感器的输出电压接近1V。
氧气传感器的典型响应曲线如下图所示。
图2氧传感器的典型响应曲线(在450℃发动机测功机上测量)3。
结构特点我公司生产的现代发动机管理系统中使用的氧传感器的主要特点是:l全球统一设计，全球采购系统能保证全球产品性能的一致性；也可根据客户图纸要求制作。
符合客户要求的L型氧传感器连接器具有防水功能。
我有很短的点火时间和快速反应。
l具有通用接口结构设计。
很容易满足不同客户的需求。
l具有超强的低温适应性。
l 具有超强的抗杂质中毒性能。
l设计可防止表面化合物烧结。
l使用不锈钢丝。
我工作可靠。
L具有防错设计，便于应用L独立接地设计。
系统工作稳定可靠。
性能参数和技术规格(发动机测功机在450℃下的测量值)空燃比浓时的电压信号:750毫伏升空燃比稀电压信号:当120毫伏升450℃时，空燃比变浓和变稀的相应时间:当150 ms升450℃时，对应的稀空燃比和浓空燃比的时间为:65毫秒升锆元素激活时间12秒升加热元素电阻(21℃) 9.6 1.5欧姆升加热元素电流:0.52±0.10安培升加热元件功率:7.0瓦升内阻:500欧姆升外部电压(连接至发动机控制模块控制器):12.0伏升氧传感器信号传输线束线径要求:1.6毫米l氧传感器典型匹配连接器由我公司生产。
摩托车汽油发动机的氧传感器和排气控制系统解析
摩托车汽油发动机的氧传感器和排气控制系统解析摩托车是近年来越来越受欢迎的交通工具之一，而摩托车的发动机是其关键部分之一。
发动机的性能和效率直接影响着摩托车的性能和燃油经济性。
为了提高发动机的性能和减少废气排放，现代摩托车发动机采用了一些先进的技术，其中包括氧传感器和排气控制系统。
氧传感器是发动机排气系统中的一个关键部件。
它的作用是监测发动机排气中的氧气含量，并将这些信息传送给电子控制单元（ECU）。
根据氧气含量的变化，ECU会调整燃油喷射量，以保持燃烧的效率和最佳的燃烧空燃比。
这种闭环控制系统可以使发动机在不同的工况下保持较佳的燃烧效率，提高燃烧效率和降低尾气排放。
氧传感器通过工作原理可以分为两种类型：窒素氧化物（NOx）传感器和氧气传感器。
NOx传感器主要用于检测和控制NOx（氮氧化物）排放，而氧气传感器则用于检测和控制排气中的氧气含量。
对于摩托车来说，氧气传感器是较为常见的类型。
氧气传感器通常采用电化学原理来检测氧气含量。
其工作原理是通过两个电极之间的氧化还原反应来测量氧气浓度。
这两个电极分别由氧气暴露电极和参比电极组成。
当发动机工作时，排气中的氧气会被吸附在氧气暴露电极表面，而参比电极上则没有氧气。
氧气暴露电极上的氧气会与参比电极上的氧化物发生反应，形成电流。
电流的大小与氧气浓度成正比。
通过测量电流的大小，ECU可以确定排气中的氧气浓度，并根据需求调整燃油喷射量。
除了氧传感器，排气控制系统也是摩托车发动机中的重要组成部分。
排气控制系统的主要作用是优化排气流动，提高发动机的排气效率。
这个系统通常包括排气管、排气歧管和消声器等组件。
排气管和排气歧管的设计可以通过改变气流的速度和方向来增加排气流量和提高排气效率。
消声器则用于降低发动机排气噪音。
在现代摩托车中，排气控制系统还可以包括排气再循环（EGR）系统和尾气处理装置。
EGR系统通过将一部分废气重新引入燃烧室，减少燃烧温度，降低NOx 排放。
尾气处理装置则可以通过催化剂对废气进行处理，减少有害物质的排放。
氧传感器使用说明书(详细版)
应该：以正、反时针方向来回旋转传感器
使润滑油更容易沿螺纹深度旋向渗透以便拆卸
应该：用硬丝刷清理安装孔及附近区域
避免可能导致的再次拆装困难程度
应该：重新安装氧传感器应换用新的密封垫圈及涂抹专用螺纹防烧结剂
可有效防止废气泄漏并保证易于再次拆卸
表2氧传感器拆装注意事项
将100克钢珠从规定高度自由降落至传感器四个不同部位，试验后，氧传感器性能符合规定要求。
热振动试验
对氧传感器进行特定条件的随机振动和正弦振动，同时环境温度循环最高至900℃。试验后，氧传感器性能符合规定要求。
抗化学腐蚀性试验
氧传感器能满足汽油、刹车液、动力转向液、机油、发动机冷却液等环境下的暴露试验（不包括插接件和感应头/下护罩）。试验后，氧传感器符合产品性能要求。
防烧结剂：新传感器螺纹表面涂有防烧结剂，氧传感器在拆下后重新安装前，必须补涂防烧结剂。
7.6传感器拆装及其它注意事项（见下表）：
操作注意事项
原因
氧传感器总成
禁止：氧传感器跌落或与坚硬硬物表面撞击
剧烈的振动可损坏陶瓷元件或加热元件，如果氧传感器被跌落过，不应再继续使用。
禁止：装上氧传感器后，给发动机施加大的敲击力（例如在发动机缸体上打印发动机号或爆震氧传感器试验）
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。
机械冲击试验
11.其它
空燃比传感器
单元件空燃比传感器的功能也可以用 万用表检测，其方法如下。 ① 运转发动机使之达到正常工作温度。 ② 在传感器线束插头连接良好的状态下， 用万用表测量两条信号线间的电压差。在 发动机正常运转时两信号线的电压差应为 0.3V。
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③ 人为地改变混合气浓度，此时两信号线 的电压差会像传统的氧传感器那样在0～ 1.0V变化。当混合气变浓时（可向进气管 内喷入少许丙烷），两信号线的电压差会 减小；反之，当混合气变稀时（如拔下某 根真空管使之产生真空泄漏），两信号线 的电压差会增加。如果没有这种变化，说 明传感器有故障，应更换。
空燃比传感器有两种结构形式：单元件和 双元件。
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单元件空燃比传感器的氧化锆元件 采用平面型结构，两侧有铂电极，其中 正极通过空气腔与大气相通，负极与排 气之间有一多孔性的扩散障碍层和多孔 氧化铝层，排气管中的氧分子可以通过 多孔性氧化铝层和扩散障碍层到达阴极 表面。
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Page 27ຫໍສະໝຸດ ④ 分别检查泵氧元件和电池元件信号。用 一个双通道示波器，将示波器的地线与传感 器的参考接地端连接，将一个通道连接电池 元件的电压差信号线，另一个通道连接泵氧 单元的输入泵电流线。电池单元的信号电压 应该一直保持在0.45V。
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输入泵电流线上的电压会以0.5～0.6V的 幅度波动，在混合气从最浓变为最稀时，输 入泵电流线上的电压变化幅度将大于1.0V。
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双元件空燃比传感器的工作性能可以 采用解码器和废气分析仪相配合的方法来 检测。
其方法如下。 ① 将解码器与发动机ECU连接。 ② 运转发动机至正常工作温度，在读取解 码器上显示的空燃比信号参数的同时，用 废气分析仪检测发动机的排气。
氧传感器
脏物和毛刺, 在 安装时还需用特殊的防粘剂(其中含有石墨和玻璃粉,
石墨烧掉后留下玻璃粉在螺纹上易于拆卸)。安装拧紧力矩为 15～25N.
m。
注意: 在氧传感器附近 应避免使用橡胶 润滑剂、皮带 油或者含硅
的喷剂。硅化合物会堆集在传感器通大气一侧, 造成不正确电压信号,
使电脑误以为是稀混合气信号, 而将混 合气调整过淡。使用含铅汽油
科技信息
○科 教 前 沿○
SCIE NCE & TE CHNO LO GY INFORM ATION
2008 年 第 26 期
氧传感器
宋志 宏 1 李 骕 2 ( 1. 河南 省人 民医院 河 南 郑州 450003; 2. 南阳市 道路 运输 管理 局 河南 南 阳 473000)
一 、氧 传 感 器 的 作 用 电喷车为获得高 排气净化率, 降低排气中( CO) ) 一氧化碳、( HC) 碳氢化合物和( NOX) 氮氧化合物成份, 必须利用三元催 化器。但为了 能有效地使用三元 催化器, 必须精 确地控制空燃 比, 使它始终接 近理 论 空 燃 比 。 催化 器 通 常 装 在 排 气 歧 管 与 消 声 器 之 间 。 电喷发动机控 制系统中的氧传 感器是现代汽 车中一个非常重 要 的传感器, 用来监 测发动机排气中 氧的含量或浓 度, 并根据所测 得的 数据输出一个信号电压, 反馈给电脑, 从而控制喷油量的大 小, 它通常 安装在排气系统中, 直接与排气气流接触。氧传感器有一种特性, 在理 论空燃比(14.7: 1) 附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排 气中氧气的浓度并反馈给电脑, 以控制空燃比。当实际空燃比变高, 在 排气中氧气的浓度增加而氧传感器 把混合气稀的 状态 ( 小电动势 :O 伏) 通知 ECU。当空燃比比理论空 燃比低时, 在 排气中氧气的浓 度降 低, 而氧传感器的状态( 大电动势: 1 伏) 通知( ECU) 电脑。 ECU 根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高, 并相 应地控制喷油持续的时间。但是, 如氧传器有故障使输 出的电动势不 正常, (ECU) 电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感 器还能弥补由 于 机 械 及 电 喷系 统 其 它 件 磨 损 而 引 起 空 燃 比 的 误 差 。可 以 说 是 电 喷 系 统 中 唯 一 有 “智能 ”的 传 感 器 。 二 、氧 传 感 器 类 型 1. 常用的氧传感器类型按材料不同分为: 二氧化皓 工作温度: 500℃～600℃ 二氧化钛 工作温度: 800℃～900℃ 2. 按连接线路的端子数不同分为: 一线 两线 三线( 带加热线圈) 四线( 带加热线圈) 五线或六线( 带加热线圈、宽频氧传感器) 三 、二 氧 化 皓 氧 传 感 器工 作 原 理 氧传感器采用二氧化锆( 一种在有氧气的情况下能 产生小电压的 陶瓷材料)作敏感元件 , 即在传感器 端部有一 个由二氧 化锆做成的 试 管状的套管, 传感器内侧通大气, 外侧暴露在排气中。 发动机排出的废气, 穿过装在排气歧管中的氧传感器 的端部, 与 二氧化锆的外侧接触。空气从传感器的另一端进入, 与 套管的内侧接 触。套管的内外表面覆盖了薄 层多孔铂(白金)作 为电极, 内表面 是负 极, 外表面是正极。铂起催化作用, 使排气中的氧与一氧化 碳反应, 减 少排气中的含氧量, 提高传感器的灵敏度。一般在外侧 电极表面还有 一个多孔氧化铝陶 瓷保护层, 它可 以防止废气烧 蚀电极, 但废气 能够 渗 进 保 护 层 与电 极 接 触 。 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。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
氧传感器的介绍
a、b）结构 c）特性 1-TiO2氧传感器元件 2-壳体 3-绝缘体 4端子 5-陶瓷连结片 6-导线 7-TiO2热敏电 阻元件
氧分压如果偏离理论空燃比，则呈阶跃变化。所以利用测定的氧 气分压，即传感器的电阻变化，就能测得空燃比的偏离差值。与 空燃比相对应的传感器电阻值的变化特性如图1-89c所示，图中以 理论空燃比为界，电阻值产生跃变。 当周围气体介质中的氧元素多时，二氧化钛的电阻值增大；反之， 氧元素少时，电阻值减小。与氧化锆式氧传感器相同，由于在理 论空燃比附近电阻值急剧变化，故其输出电压也急剧变化。 二氧化钛式氧传感器的三个端子分别是基准电源、传感器输出端 和接地端。由于二氧化钛的电阻随温度变化，故串联热敏电阻后 具有温度补偿作用。在低温状态下，二氧化钛电阻值增大，影响 其正常的性能，为使其快速升温以活化其性能，可装有加热线圈。
对于稀薄混合气燃烧生成的排气，由于存在高浓度的O2与低浓度的CO， 即使CO与O2完全反应，也会有剩余的O2存在，故氧浓度比低，几乎不 产生电压。 此外，在接近理论空燃比的排气中，存在着低浓度的CO与O2，在铂表面 O2从与CO完全反应状态（CO过剩，O2为零），急剧向氧过剩状态（CO 为零，O2过剩）变化，氧浓度比也急剧变化，从而使电动势急剧变化， 图1-83b、c所示为氧化锆式氧传感器的输出特性。但上述特性只在温度 比较高的条件下才能充分体现出来，在低温时，这种特性会发生很大变 化，这时为了能够得到稳定的输出，应把氧传感器安装在不使温度降低 的位置，如可把图1-84所示的陶瓷加热器置于氧化锆元素的内侧，使氧 化锆氧传感器保持较高温度，这种方法已经实用化了。 图1-85a所示为氧化锆式氧传感器的空燃比反馈控制系统实例，在该系统 中，为对排气中的CO、HC、NOx三种成分同时获得高净化率，而采用了 三元催化剂。为使三元催化剂发挥最佳效果，必须在各种工况下，总是 使空燃比控制在理论值水平附近。因此，使用氧化锆式氧传感器来检测 排气中的氧浓度，通过发动机电控单元的反馈控制，即可实现控制空燃 比的反馈控制。
空燃比传感器的工作原理
空燃比传感器的工作原理
空燃比传感器是现代汽车发动机控制系统中非常重要的一个传感器，在控制发动机燃油混合物的配比和达到最佳燃烧状态方面发挥着重要的作用。
那么，空燃比传感器的工作原理是什么呢？
空燃比传感器工作原理的核心是利用了周围空气中含氧量的变化来感知发动机的空燃比。
传感器的外部构造看起来很简单，它包括一个外壳、一个O型密封圈、一个氧气传感层、一个产生电流的电极、引出线以及一个固定在传感器上的加热器。
在实际工作过程中，加热器可以提高整个传感器的温度，增加氧气传感层中的氧气浓度，并达到快速响应的目的。
在发动机工作时，空气和燃料进入发动机燃烧室，形成混合气体，接着汽车在进行燃烧反应时，需要提供足够量的氧气，才能让燃料完全燃烧，并且达到最优的燃烧状态。
在化学反应发生的同时，空燃比传感器会在周围空气中自动检测出氧气的浓度。
接着传感器中的电极就会测量氧气泵入后残留的氧气浓度，也就是断言当前空气中氧气的含量，并告诉控制单元当前发动机的空燃比是多少。
一般来说，汽车制造商会基于加速度、负载和转速之类的变量对燃油的浓度进行控制和调节。
然而，如果空燃比过高或过低，就可能使发
动机的性能不佳、油耗增加，排放物更多。
传感器的工作目的在于帮
助发动机控制系统实现稳定、高效的控制。
当空燃比传感器检测到发
动机的空燃比异常时，会立即通知控制单元，让系统采取适当的措施。
总而言之，空燃比传感器的工作原理非常简单，但是对于发动机控制
系统的性能却至关重要。
准确测量空气中氧气的浓度，能够为发动机
提供最佳的空燃比，确保劣质燃油、低质量空气和不削减氧气的状况下，始终完成燃烧工作，从而保证了燃油经济性和环保性。
空燃比传感器
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单元件空燃比传感器的氧化锆元件 采用平面型结构，两侧有铂电极，其中 正极通过空气腔与大气相通，负极与排 气之间有一多孔性的扩散障碍层和多孔 氧化铝层，排气管中的氧分子可以通过 多孔性氧化铝层和扩散障碍层到达阴极 表面。
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ECM内的平衡监控电路控制泵电流的 大小，通过改变两极之间的电压差，使泵 电流达到饱和状态。
达到饱和状态时的泵电流的大小取决 于氧向扩散腔的扩散速率，并与排气中的 氧分子浓度成正比，或与混合气的空燃比 数值成反比。
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此电流的大小在ECM内部被转换成 与混合气空燃比数值成正比的电压信号。
ECM根据此时泵氧电流（即输入泵电 流）的大小和方向计算出相应的混合气浓 度。
双元件空燃比传感器有5根接线端子， 其中2根是加热器的接线，1根是泵氧单元 和电池单元共用的参考接地线，1根为电池 单元的信号线，另1根是泵氧单元泵电流的 输入线。
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为了补偿制造误差，制造厂在每个 传感器的泵电流电路上增加一个微调电 阻，使5根接线的空燃比传感器变为有6 根接线。
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（2）单元件空燃比传感器控制电路的检测。 ① 检查加热器电路
加热器电路有两条线，一条电源线，另一 条控制线。
打开点火开关后，电源线上的电压，应为 12V。
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在发动机运转中，控制线上的电压 应低于12V；用电流钳测量，该控制线上 应有最大可达6A的电流；用示波器测量 该控制线，应有脉冲电压信号。
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一 、 空燃比传感器的结构与工作原理
空燃比传感器又叫宽带氧传感器（ 或宽范围氧传感器、线性氧传感器、稀 混合比氧传感器等）。
氧传感器和空燃比传感器
泵电池
氧浓差电池
功用和类型
工作原理
信号特征
检测方法
故障诊断
感应室两侧的电极，上
面一侧的电极暴露在扩散通
道的尾气中作为信号端，下
2、 面一侧电极暴露在参考空气
空 中作参考电极，在氧浓差效
功用和类型
工作原理
信号特征
检测方法
故障诊断
（1） 氧 化 锆 氧 传 感 器
氧化锆氧传感器常见引脚数：
⑴单引线：氧传感器只有一根信号线，以外壳做搭铁 回路。该种氧传感器依靠排气管散发的热量才能正常 工作，当发动机怠速工作达不到正常工作温度时， ECU会以一固定值代替氧传感器信号值。 ⑵两线式：一条为信号线，另一条则为搭铁线。 ⑶三线式：使用在加热型的氧传感器上，其中两条引 线同上述，第三条线为来自继电气（或点火开关）的 12V加热电源线。 ⑷四线式：信号线与加热线各自有搭铁回路，即有两 条搭铁线。
检测方法
故障诊断
空
然
比
１、空燃比氧传感器的工作温度接近
传 650℃，比氧传感器的工作温度400℃高得多；
感
2、空燃比氧传感器的泵送电流与废气中
器 氧的含量成正比，且泵送电流的方向也随空燃
与 氧 传
比而变化，当空燃比小于14.7：1时，泵送电 流方向为负向，当空燃比大于14.7：1时，泵
感 送电流的方向为正向。
燃
电流方向和大小是变化的。由于空燃比传感器
比
内部有集成电路，就不能直接用万用表或示波
传
器检测该传感器的信号。检测空燃比传感器的
空燃比反馈控制系统(O2S)
（二）氧化钛式氧传感器（TiO2）
氧化锆式氧传感器信号特征
废气中氧的含量
低
输出信号电压
≧0.45V
判断混合气状况
浓
高
≦0.45V
稀
注意点
（1）由于氧传感器信号只在空燃比14.7附近发生 突变，其他空燃比范围信号差别不大，所以只能 利用氧传感器在0.45V上下的两态信号判断可燃混 合气稀浓，而不能具体知道空燃比的大小。 （2）在发动机混合气闭环控制的过程中，发动机 ECU根据氧传感器输出的电压信号不断地修正喷油 量，使可燃混合气的空燃比尽可能地保持在理论 空燃比14.7附近。
5.5 空燃比反馈控制系统（O2S）
一、空燃比反馈控制系统概述
1、使用空燃比反馈控制的必要性
只有当可燃混合气浓度在理论空燃比14.7附近时， 三元催化转换器的转换效率才最好。 为了有效地利用三元催化转换器，充分净化废气， 就要提高空燃比的控制精度，使其维持在理论空 燃比14.7为中心的非常狭窄的范围内，必须使用 氧传感器闭环控制系统。
（1）当混合气较稀时
排气流中02含量高，CO含量低， CO几乎全部参加 反应，使得锆管外表面附近的氧离子浓度较大， 锆管内外氧浓度差很小，锆管正、负极之间的电 势差较小，约为0.1V。
4、氧化锆式氧传感器的输出特性
输出特性分析：
氧化锆式氧传感器的输出电压在理论空燃比14.7 附近发生突变，当混合气的空燃比稍高于14.7时， 输出电压接近于0V；当混合气的空燃比稍低于 14.7时，输出电压接近于1V。 在发动机混合气闭环控制的过程中，氧传感器相 当于一个浓稀开关，根据空燃比变化向电脑输送 脉冲宽度变化的电压信号（每10秒8次以上）。
3、氧传感器的安装部位
氧传感器
氧传感器汽缸列1探针1没有激活汽缸列1探针1电路中的电气故障首先，我们先了解一下氧传感器的作用，其作用是测定废气中的氧含量，然后将检测的结果及时反馈给发动机的控制系统，以便使发动机控制系统不论发动机机械状态如何，都能有效地对燃料系统进行调控，把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使装有三元催化转换器的发动机达到最佳排气净化效果，其也被称为“λ”传感器，工作原理是用于比较空气中的氧含量和废气中的残余氧含量差值的变化，并反馈给发动机控制单元电压信号，供ECU作为空燃比修正值的参考信号。
当氧传器正常工作时，发动机进行闭环控制，若发动机控制单元检测到氧传感器故障后，发动机将转入开环控制。
了解了氧传感器的作用和工作原理后让我们来看一看哪里有问题会引起氧传器故障碍，氧传感器表面气孔阻塞，受到过度的热应力，工作温度太低，加热器不工作或连接电路出现故障，都会使氧传器的输入信号电压不变化或变化缓慢，发动机会出现怠速不稳定，油耗上升和排放超标等现象。
以上简单叙述了氧传感器的工作原理和作用及引发故障的原因，下面我们来具体分析一下16518和16514这两个故障代码出现后应如何分析和解决故障。
首先我们来认知一下带双氧传感器的车辆两个传感器的功用，气缸列1探针1即我们俗称的前氧传感器，其功用是主要检测混合气浓度并将检测的信号反馈给控制单元。
气缸列1探针2即我所说的后氧传感器其主要功用是用于测试催化净化效率，装在三元催化器后面，其电压值几乎不变，保持在0.6V左右。
前氧传为0-5V的变化区间，前氧传感器为“广域氧传感器”，我们来解释一下这个名词，广域氧传感器实际上是一个氧离子泵，根据氧离子在晶体中的流向，我们就可以知道混合气是稀或是浓。
两个界面的电子交换会产生一个电流，我们称之为泵电流。
这个泵电流与“λ”有一对一的对应关系，也就是说只要知道电流的大小，就能知道“λ”的值了。
当“λ”值为1.000时，泵电流为零;混合气浓时“λ”小于1.000泵电流为负：反之则为正。
氧传感器报告 pdf
氧传感器报告一、引言随着汽车工业的飞速发展，汽车尾气排放对环境的影响日益严重。
为了满足日益严格的环保要求，提高发动机性能，以及为驾驶员提供更好的燃油经济性，对汽车排放物进行检测与控制至关重要。
而在这其中，氧传感器作为一种重要的排放物检测元件，发挥着不可替代的作用。
本报告将对氧传感器的原理、分类、应用以及发展趋势进行详细阐述。
二、氧传感器原理氧传感器是一种电化学器件，通过测量汽车尾气中的氧浓度并将其转换为电信号，从而实现对发动机燃烧效率的监测。
当发动机燃烧不完全时，尾气中的氧含量会相对较高；反之，当发动机燃烧效率较高时，尾气中的氧含量会相对较低。
因此，通过测量尾气中的氧含量，可以判断出发动机的燃烧效率。
三、氧传感器分类根据工作原理和安装位置的不同，氧传感器可分为开环式和闭环式两种。
开环式氧传感器主要用于检测发动机燃烧室中的氧气浓度，从而控制空燃比；而闭环式氧传感器主要用于检测排气管中的氧气浓度，从而控制汽车尾气的排放。
四、氧传感器应用氧传感器的应用主要集中在汽车排放控制领域。
通过安装氧传感器，可以实时监测汽车尾气的排放情况，并根据监测结果调整发动机的燃烧状态，从而实现降低汽车尾气排放的目标。
同时，氧传感器也是现代电控燃油喷射发动机的重要组件，它为发动机提供精确的空燃比反馈，进而提升发动机的经济性能和环保性能。
五、氧传感器发展趋势随着科技的进步和环保要求的提高，氧传感器的发展趋势主要体现在以下几个方面：一是向高精度、高可靠性方向发展；二是向小型化、集成化方向发展；三是向智能化、多功能化方向发展。
未来，随着新型材料的出现和应用，氧传感器的性能将得到进一步提升，其在汽车排放控制领域的应用也将更加广泛。
六、结论综上所述，氧传感器在汽车排放控制领域中发挥着重要作用。
本报告对氧传感器的原理、分类、应用及发展趋势进行了详细阐述。
希望通过对这些内容的了解和掌握，能帮助大家更好地认识和了解氧传感器在汽车排放控制领域的重要性和应用前景。
空燃比分析仪与氧传感器的工作原理
空燃比分析仪与氧传感器的工作原理随着汽车市场的不断壮大，有越来越多的人从事汽车改装和维修工作。
空燃比分析仪作为一款测试混合气空燃比（AFR：Air Fuel Ratio）的专业工具，在汽车改装领域发挥着重要作用，市场上也出现多种类似产品。
接下来我将以市场上比较有代表性的空燃比分析仪为例，来介绍一下此款产品的工作原理，广大汽车爱好者和改装维修人员可以参考一下，更好的选择适合自己的那款产品。
介绍空燃比分析仪，就不得不从氧传感器说起。
1、氧传感器的功能测定发动机排气中氧气含量，确定混合气（燃料+空气）是否完全燃烧。
2、氧传感器的分类以及原理按材料分，分为能够产生电动势变化的氧化锆型（ZrO2）和能够产生电阻变化的氧化钛（TiO2）型。
氧化锆（ZrO2）型氧传感器的工作原理将ZrO2烧结成试管装并在内测和外侧镀有白金电极，其内测注入大气并使氧浓度保持一定，而外侧则处于接触排气的状态。
当内外层产生浓度差时，氧离子从氧浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势。
氧化钛（TiO2）型氧传感器工作原理氧化钛（TiO2）在大气中具有绝缘性，而在某一温度以上时，钛和氧之家的结合性减弱，在氧气极少的状态下出现脱氧，变成低电阻的氧化半导体。
脱氧的氧化钛的电阻迅速下降。
但是，在存在氧气的环境汇总，它又能重新获取氧气，所以，电阻值又可以恢复到原来的值。
按工作测量范围分，分为宽域型氧传感器和窄域型氧传感器窄域型氧传感器能够测量过量空气系数（λ）大于1或小于1，即混合气是浓还是稀，但是浓多少货稀多少，窄域氧传感器是检测不出来。
宽域氧传感器能够测量混合气λ=0.5-∞，接下来我会重点介绍一下宽域型氧传感器的工作原理。
3、宽域型氧传感器的工作原理这里之所以要重点介绍宽域型氧传感器，是因为这种氧传感器是空燃比分析仪的核心部件，空燃比分析仪输出的空燃比信号都是通过宽域氧传感器获取的。
本文基于BOSCH公司的LSU宽域氧传感器为例，介绍其工作原理。
空燃比传感器说明
汽车技术培训
空燃比(A/F)传感器介绍与说明
2. Review An O2 ( Oxigen ) Sensor
首先，在学习A/F传感器前，我们先复习一下氧传感器。 氧传感器的结构如右图3所示，其外侧与排出气接触，而内侧则 有大气。 传感器的中心部位由在筒状氧化锆元件内外贴上白金电极膜的 元件以及用于早期活化的加热器构成。 氧化锆元件的二个电极间由于存在氧气浓度差，因此在电极之 间会产生电动势。 其电压特性如右图4所示，排出气体侧在浓度高时，会产生近1V 的电压，浓度低时输出则几乎是0V。由于在理论空燃比附近， 其输出值会发生极大变化，因此只能判断出排出气体的浓度是 高还是低。
现在本田车上所使用的A/F传感器有二种。 • Four wire Type A／F Sensor （极限电流式) 这种A/F传感器的连结器处有四个接线头，其主要 用于L4车，从外观上看与氧传感器基本没有变化， 因此比较难以区分。
• Five wire Type A／F Sensor （泵氧式） 这种A/F传感器是：连接器的传感器侧有五个接线 头，在ECM/PC侧有七个接线头。在传感器侧的连 接器处有一个电阻（是制造时，用于识别个体差 异），主要用于V6车，它与Four wire Type 相比， 在浓度低一侧精度很高，因此价格也较贵。
3. 此时，可以利用检测流过IP元件的氧气量来检测 A/F。由于这个量也与流过IP元件的电流值是成比例 的，这样传感器就通过检测IP电流从而得到A/F值。
其特性如图16所示，由于是利用流过Vcent的电流来进 行检测，就可以检测出浓度高时的负电流，浓度底时的 正电流。
图16 Five wire Type A／F Sensor Construction 4
空燃比(A/F)传感器介绍与说明 4. Four wire Type A／F Sensor Construction
汽车上常见的传感器说明
由电阻应变片构成的进气压力传感器主要由半导体应变片、真空室、混合集成电路板等组成。半导体应变片是在一个膜片上用半导体工艺制做的四个等值电阻，并且连接成电桥电阻。半导体电阻电桥应变片放置在一个真空室内，在进气压力的作用下，应变片产生变形，电阻值发生变化，电桥失去平衡，从而将进气压力的变化转换成电阻电桥输出电压的变化。
与电容式传感器配合使用的测量电路有很多种，下面我们来以电桥电路为例说明电容差动式传感器测量电路的工作原理，如图，由于电容是交流参数，所以电桥通过变压器用交流激励。变压器的两个线圈与两个电容组成电桥，当无进气压力时，电桥处于平衡状态，两电容值相等并且为C0，当有压力作用时，其中一个电容值为C0+△C，另一个电容值为C0-△C，（△C为外部压力作用时引起的电容值的变化量），则电桥失去平衡，电容值高的地方电压也高，两个电容之间产生了电压差，由此电桥产生代表进气压力的电压输出U。
涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。
众所周知，当野外架空的电线被风吹时，就会发出“嗡、嗡”的声音，且风速越高声音频率越高，这是气体流过电线后形成旋涡（即涡流）所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。
同样，如果我们在进气道中放置一个涡流发生器，比如说一个柱状物，在空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生如图所示的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。
工作原理是：在旋涡发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和超声波接收探头，超声波发射探头不断向超声波接收探头发出一定频率（一般为40KHZ）的超声波，当超声波通过进气气流到达超声波接收器时，由于受到气流移动速度及压力变化的影响，因此接收到的超声波信号的相位（时间间隔）以及相位差（时间间隔之差）就会发生变化，集成控制电路根据相位或相位差的变化情况计量出涡流的频率。涡流频率信号输入ECU后，ECU就可以计算出进气量。
氧传感器与空燃比传感器详解
氧传感器和空燃比传感器都安装在发动 机的排气管上，与排气管中的废气接触，用 来检测排气中氧气分子的浓度，并将其转换 成电压信号。
ECM根据这一信号对喷油量进行调整， 以实现对可燃混合气浓度的精确控制，改善 发动机的燃烧过程，达到即降低排放污染， 又减少燃油消耗的目的。 只能在理论空燃比附近工作的传感器称 为氧传感器，可以在整个稀薄燃烧区范围内 工作的传感器称为空燃比传感器。
假设计算机供给氧传感器5V的参考电压，当混合 比浓时电阻低所得到电压较高(将近5V)，若混 合比较稀时电阻高所得到的电压较低(将近0V) ，因此由电阻的变化即可得知当时混合比的状 况，不过近来的车型为了使氧化钛型氧传感器 有着与氧化锆型相同的变化，即将参考电压改 成1V，所以其电压即成了0~1V的范围内。另 外由于高温下电阻容易产生变化，因此氧化钛 型氧传感器会设一温度补偿电路，以反应温度 高低所产生误差。
图2.56 氧传感器的安装位置
1—氧传感器（左前） 2—进气管 3—氧传感器（右前） 4—三元催化转化器 5—氧传感器（后） 6—排气管 7—预热式三元催化转换器
氧传感器通常和安装在排气管中段 的三元催化反应器一同使用，以保证混 合气的空燃比处于接近理论空燃比的一 个窄小范围内，从而使三元催化反应器 能充分发挥其净化作用。
发动机运转时，锆管两侧存在氧浓度差， 使锆管形成微电池，在锆管两个铂电极间产生 一个微小的电压［见图2.58（a）］。
当混合气的实际空燃比小于理论空燃 比，即发动机以较浓的混合气运转时，排 气中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产 生0.6～0.9V的电压；当混合气的实际空燃 比大于理论空燃比，即发动机以较稀的混 合气运转时，废气中有一定的氧分子，使 锆管中氧离子的移动能力减弱，只产生0.对于氧化锆型的氧传感器是以产生电压的 讯号，氧化钛(TiO2 氧化钛型氧传感器)型则 是利用电阻的变化来判别其中的含氧量。在某 个温度以上钛与氧的结合微弱，在氧气极少的 情况下就必须放弃氧气，因此缺氧而形成低电 阻的氧化半导体。相反的，若氧气较多，则形 成高电阻的状态。就像水温度传感器一样，有 着电阻高低的变化，这时只要供给一参考电压 ，即可由电压来可知冷却水的温度。
氧传感器培训课件
三、根据功能或安装位置分类 控制用氧传感器： 俗称前氧，可单独测量发动机燃烧废气中氧的浓度，生成电压信号反馈给ECU以达到理想空燃比状态，安装在三元催化器的上游位置。 （图中1，2为控制用氧传感器） 诊断用氧传感器：俗称后氧，安装在三元催化器下游端。控制氧传感器（前氧）因老化，其向ECU输送的电压信号曲线会发生偏移。诊断用氧传感器（后氧）会检测前氧，三元催化器是否仍然处于最佳工作状态。然后ECU就可计算出矫正偏移所需的补偿量。 （图中3，4为诊断用氧传感器）
三元催化器
氧传感器培训
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NTK常见外形：
德尔福（DELPHI）常见外形：
电装（DENSO）常见外形：
博世常见外形：
全球几大主要知名氧传感器产家： 1、德国：博世（BOSCH） 2、日本：NGK-NTK 3、美国：德尔福（Delphi） 4、日本：电装（Denso）
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。
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相关概念及特性曲线
当混合气变浓，即排气中氧含量的浓度降低（λ<1），氧传感器的输出电压信号接近1V。 当混合气变稀，即排气中氧含量的浓度升高（ λ>1 ），氧传感器的输出电压信号将接近0V。
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4.平板型氧传感器(亦称片式氧传感器 Planar) 平板型氧传感器是一种形式更为先进的指型传感器。其陶瓷感应体由多片延展的扁平的陶瓷薄片组成。由于加热器集成于该平板型陶瓷感应体， 因此氧传感器能够更快进入工作状态。达到工作温度的速度是以前的氧传感器的两倍，因此，在工况恶劣的冷起动阶段，废气排放是以前的一半。平板型氧传感器有双层保护管。
三元催化、氧传感器、空燃比反馈控制课件
• 热型氧传感器加热器的检查
对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻 。如凌志 LS400 轿 车氧传感器加热器线圈，在20℃时电阻为5.1~6.3Ω。
• 氧传感器信号检查
连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直 到氧传感器工作温度达到400℃以上时再维持怠速运转。 反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压， 加速时 应输出高电压信号(0.75~0.90V)，减速时应输出低电压信 号(0.10~0.40V) 。 若不符合上述要求，应更换氧传感器。
氧传感器 Oxygen Sensor (O2S)
• 【功用】 检测排气中的氧浓度，向ECU输送空燃比信 号。
• 【分类】 氧化锆(ZrO2 )式和氧化钛(TiO2 )式两种。 • 【别名】 λ传感器
氧化锆式氧传感器
氧传感器FLASH动画
氧传感器影片
工作原理：
当温度较高时，若 陶瓷体内(大气)与陶 瓷体外(废气)两侧含 氧量不同时，氧气发生 电离产生氧离子，氧离 子从大气侧向废气侧扩 散，在锆管两铂电极间 产生电压。
TWC影片
影响TWC转换效率的因素
影响最大的是混合气的浓度和排气温度。
只有在标准混合气附近，对废气中的有 害气体CO、HC和NOX 的转换效率才最
佳。
在装用TWC的汽车，一般装用氧传感 器检测废气中的氧浓度，并将此信号送 给ECU后，对空燃比进行反馈闭环控制。
装用TWC后，发动机的排气温度须在 300℃~815℃之间。低于300℃，氧传 感器将不能产生正确信号，因此部分氧 传感器内有加热线圈；高于815℃， TWC转换效率下降。
三元催化与空燃比反馈系统
. 三元催化转换器TWC 三元催化转换器也称为触媒转换器，简称触媒。 功能： 利用转换器中的三元催化剂，将发动机 排出废气中的有害气体CO、HC和NOX变成无 害气体。 构造： 安装在排气消声器前面，由转换芯子和 外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承 载催化剂的载体，在 体上浸渍铂(或钯)与 铑贵重金属的混合物作 为催化剂。
空燃比传感器的工作原理
空燃比传感器的工作原理1. 空燃比传感器的概述2. 空燃比的定义和意义3. 空燃比传感器的分类3.1 压力式空燃比传感器3.2 氧传感器3.3 端子电位传感器4. 空燃比传感器的工作原理4.1 压力式空燃比传感器的工作原理4.1.1 压力传感器的结构和工作原理4.1.2 空燃比传感器的工作原理4.2 氧传感器的工作原理4.2.1 氧传感器的结构和工作原理4.2.2 空燃比传感器的工作原理4.3 端子电位传感器的工作原理4.3.1 端子电位传感器的结构和工作原理4.3.2 空燃比传感器的工作原理5. 空燃比传感器的应用领域6. 空燃比传感器的发展趋势1. 空燃比传感器的概述空燃比传感器是一种用于测量内燃机燃烧室中混合气的空气和燃料的比例的传感器。
它能提供有关燃烧状况的信息，帮助引擎控制系统调整燃料喷射量，以保持最佳的燃烧效率和排放控制。
2. 空燃比的定义和意义空燃比是指燃烧室中混合气的空气和燃料的化学计量比。
空气燃料混合物的空燃比过高或过低都会导致燃烧不完全、能量损失和尾气排放增加。
因此，准确测量和控制空燃比对于发动机性能和排放控制非常重要。
3. 空燃比传感器的分类空燃比传感器主要有三种类型，分别是压力式空燃比传感器、氧传感器和端子电位传感器。
3.1 压力式空燃比传感器压力式空燃比传感器通过测量进气歧管中的绝对压力和大气压力的差异来确定空燃比。
根据压力变化与空燃比的关系，系统可以精确计算出当前的空燃比数值。
3.2 氧传感器氧传感器通过测量进气歧管中的氧气浓度来确定空燃比。
氧传感器利用氧离子在高温下与氧离子传导体上的氧化物之间的反应作用，产生电压信号来指示空燃比的富瘤燃。
3.3 端子电位传感器端子电位传感器是利用燃烧过程中热电效应产生的电势差来测量空燃比。
它基于氧化物线性电导的原理，通过测量燃烧室内壁和燃烧室内混合气体之间的电势差，来从数值上确定燃烧室内的空燃比。
4. 空燃比传感器的工作原理4.1 压力式空燃比传感器的工作原理4.1.1 压力传感器的结构和工作原理压力式空燃比传感器通常由一个压力传感器和一个温度传感器组成。
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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氧传感器与空燃比传感器详解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(ห้องสมุดไป่ตู้ 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。