氧传感器的构造、工作原理与检修
写出氧传感器的工作原理及检修步骤
写出氧传感器的工作原理及检修步骤氧传感器是一种用于测量环境中氧气浓度的重要设备，广泛应用于工业生产、环境监测以及医疗诊断等领域。
本文将对氧传感器的工作原理以及检修步骤进行深入探讨，并分享个人观点和理解。
一、工作原理1. 氧传感器分类在深入了解氧传感器的工作原理之前，我们需要了解一下其常见的分类。
根据工作原理的不同，氧传感器主要分为电化学型和光学型两类。
电化学型氧传感器是目前应用最广泛的一种氧传感器。
它利用电化学反应原理来测量氧气浓度。
常见的电化学型氧传感器有氧离子传感器和氧气传感器。
光学型氧传感器则基于物质对氧气的吸收特性来测量氧气浓度。
它们促进了传感器的远程监控和无线传输。
2. 电化学型氧传感器的工作原理电化学型氧传感器通过观察电流的变化来测量氧气浓度。
它主要包含三个关键部分：参比电极、工作电极和电解质。
参比电极通常由稳定的材料制成，如银-银氯化银电极。
工作电极通常由贵金属催化剂涂层的材料制成，如铂。
在氧气存在的环境中，两个电极之间会形成一个电化学反应。
氧气分子在工作电极上还原成氧离子，并在电解质中与质子结合生成水。
这个过程产生的电流与氧气浓度成正比，通过测量电流的大小，我们可以间接获得氧气浓度的信息。
3. 光学型氧传感器的工作原理光学型氧传感器利用物质对氧气的吸收特性来测量氧气浓度。
它们基于氧气分子对特定波长的光的吸收特性。
这种传感器包含一个发射光源和一个接收器。
发射光源会发射一个特定波长的光束，然后经过氧气后到达接收器。
当光束通过氧气时，氧气会吸收特定波长的光。
通过测量接收器接收到的光的强度变化，我们可以推导出氧气的浓度。
二、检修步骤1. 检查电源和连接检查氧传感器的电源和连接是否正常。
确保电源供应稳定，并检查传感器的连接是否牢固。
2. 清洁传感器使用适当的清洁剂和工具清洁传感器表面，去除积尘和污垢。
请确保按照制造商的建议进行清洁，并避免使用腐蚀性物质。
3. 校准传感器定期校准氧传感器以确保准确性。
氧传感器的结构和工作原理精编版
1. 氧传感器的功用与类型排气中的氧传感器浓度可以反映空燃比的大小，所以在电子控制燃油喷射系统中广泛使用氧传感器。
氧传感器将检测到的氧气浓度反馈给ECU，ECU 根据此信号判断空燃比是否偏离理论值，若偏离则调节喷油量，使空燃比控制在理论允许的范围之内。
常见的氧传感器有二氧化锆和二氧化钛型氧传感器两种。
2. 二氧化锆氧传感器(1) 结构二氧化锆型氧传感器由二氧化锆管、起电极作用的衬套，以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车的带孔护罩等构成，如图一所示。
图一二氧化锆氧传感器(2) 工作原理氧传感器安装于排气管上，二氧化锆的管内、外表面均涂有薄薄的一层铂，铂既起到电极的作用，又具有催化的作用。
二氧化锆管内侧通大气，并且保持氧浓度不变，外侧直接与氧浓度较低的排气相抵触。
工作时，在排气高温作用下，氧气发生分离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧在两个表面电极有氧浓度差，氧离子就从浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势，所以二氧化锆传感器实际为一种容量较小的化学电池，也称氧浓度差电池。
当混合气稀（空燃比大）时，排气中的氧含量高，传感器元件内、外侧氧浓度差小，氧化锆元件内、外侧两电极之间产生的电压很低（接近于0V）；当混合气浓（空燃比小）时，排气中几乎没有氧，传感器内、外侧氧浓度差很大，内、外侧电极之间产生的电压高（约1V)。
在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一突变，如图二所示。
图二氧传感器的输出特性二氧化锆管内外涂有铂起催化作用，能使排气中氧气与一氧化碳、碳化氢等发生反应，减少排气中氧含量，使外侧铂表面的氧几乎不存在，提高了传感器的灵敏度。
氧传感器的输出特性与排气温度有关，二氧化锆式氧传感器的工作温度在300℃以上。
当排气温度低于一定值（约300℃）时，氧传感器的输出特性不稳定，因此氧传感器一般都安装在排气温度较高的位置。
如图三所示。
图三氧传感器的安装位置为此，有些车上海装有排气温度传感器，当排气温度传感器的信号达到一定值后，控制单元才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正。
写出氧传感器的工作原理及检修步骤
写出氧传感器的工作原理及检修步骤一、氧传感器的工作原理1. 氧传感器的定义在汽车排气系统中，氧传感器是一种关键的设备，用于监测废气中氧气的含量，从而调节发动机的空气燃料比，保证其工作在最佳状态下。
2. 氧传感器的基本原理氧传感器主要使用的是对氧化还原反应的电化学原理，其内部含有氧离子传导体和敏感电极，当废气中的氧气浓度发生变化时，氧传感器会产生相应的电压信号，反映废气氧气含量的变化。
3. 氧传感器的工作过程氧传感器通过不断地监测废气中氧气的含量，并将其转化为电压信号，然后通过车辆的电脑系统进行分析和调整，以保证发动机燃烧的效率和环保性。
二、氧传感器的检修步骤1. 检查连接线路需要检查氧传感器的连接线路是否正常，包括接头是否松动、线路是否破损等，确保信号传输正常。
2. 清洁传感器表面将氧传感器取下后，用清洁剂将传感器表面清洁干净，以保证其敏感部件正常工作。
3. 使用多用途仪器检测使用专业的多用途仪器对氧传感器进行检测，包括电阻、电压和信号输出等多个方面，以确保其各项指标正常。
三、总结回顾通过对氧传感器的工作原理和检修步骤的深入了解，我们可以清楚地认识到，氧传感器在汽车排气系统中扮演着至关重要的角色。
其准确的工作原理和正确的检修步骤，不仅可以保证汽车发动机的正常运行，还可以减少尾气排放，保护环境。
我们在日常使用汽车时，应该重视氧传感器的维护和检修工作，确保其正常运转。
四、个人观点和理解作为一名汽车爱好者，我深刻理解和重视氧传感器在汽车排气系统中的作用。
只有对其工作原理和检修步骤有深入的了解，并且经常进行维护和保养，才能让我们的汽车保持更好的性能，同时也为环保事业作出自己的贡献。
以上是我对氧传感器的工作原理及检修步骤的一些个人见解，希望对大家有所帮助。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解氧传感器的工作原理和检修步骤。
如果还有其他问题，欢迎继续向我提问。
氧传感器在汽车排气系统中的作用十分重要，它可以监测废气中的氧气含量，从而调节发动机的空燃比，确保发动机燃烧的效率和环保性。
氧传感器的检测及故障案例
氧传感器的检测及故障案例1、结构和工作原理在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。
三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NO某三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。
故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。
并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。
ECU控制空燃比收敛于理论值。
目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。
（1）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陶瓷管（固体电解质），亦称锆管图1。
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铅膜，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；电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。
氧化锆在温度超过300℃后，才能进行正常工作。
早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连（图2a）。
现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器（图2b），这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30内迅速将氧传感器加热至工作温度。
它有三根接线，一根接ECU，另外两根分别接地和电源锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。
由于锆管内、外侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压（图3）。
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，排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。
这些气体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间电压陡增。
因此，锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变：稀混合气时，输出电压几乎为零；浓混合气时，输出电压接近1V。
氧传感器的工作原理及拆卸维修方法
2019（6）图氧传感器配合件内螺纹孔损伤氧传感器主要用于检测发动机燃烧后的排气中氧气的质量浓度，其通常在600℃高温的恶劣环境下工作。
随着汽车的长时间使用，氧传感器会逐渐与安装配合件（如排气管或排气歧管）发生粘连，导致在拆卸氧传感器时，配合件的螺纹孔受到损坏。
因此文章提出拆卸氧传感器的方法，以及维修损坏螺纹孔的方法来解决这一问题。
氧传感器介绍氧传感器分为前氧传感器和后氧传感器，作用都是检测排气中氧气的质量浓度值，发送给发动机控制单元（P C M ），但由于安装位置不同，所以作用略有不同。
前氧传感器安装在排气歧管上、三元催化转换器之前，主要作用是检测排气中氧气的质量浓度，并将信号值输入给P C M ，作为主要确定燃油喷射量的基本信息；后氧传感器安装在三元催化转换器的后侧，并将信号值输入给P C M ，作为确定燃油喷射量的基本信息，更重要的是作为确认催化转换器劣化程度的重要信息。
氧传感器的拆卸方法使用年限或者行驶里程较长的车辆，对于其氧传感器与安装位置部件锈蚀粘连的情况，文章提出如下拆卸操作方法：1）先关闭发动机，等待发动机和排气系统冷却后，再进行拆卸，防止烫伤。
2）使用干净的布包裹住氧传感器的通风孔，防止渗透性的润滑油进入氧传感器通风孔中，造成氧传感器损坏。
在拆卸后，务必将布取下，以防因排气管高温引燃遗留布而导致火灾发生。
3）在氧传感器底座上涂抹少量润滑油更容易拆卸，并且可有效降低螺纹的损坏程度。
4）使用氧传感器拆卸专用工具，按顺时针与逆时针方向来回旋转专用工具，使润滑油更容易沿螺纹深度渗透，然后拆下氧传感器。
拆卸后受损螺纹孔的维修方法在拆卸过程中，如果氧传感器与配合件发生严重粘连，可能导致配合件的螺纹孔损坏，如图1所示。
遇到这种情况，请选择合适规格的螺纹锥工具，修复配合件的螺纹孔。
文章根据实际案例中遇到的情况，提出如下维修操作方法：1）在螺纹孔处加少量的润滑油，然后将螺纹锥角度调整到垂直于螺纹孔的位置；2）攻丝开始时，轻微转动螺纹锥，当转动1~2圈时，确认螺纹锥正确切入螺纹孔内；3）每转动1~2圈时，应倒转1~2圈，使铁屑容易排出；4）完全修复螺纹孔后，再安装新氧传感器即可。
汽车氧传感器工作原理及检测方法
·研究探讨·275汽车氧传感器工作原理及检测方法海南省技师学院 梁 景 【摘要】氧传感器在车辆应用中发生故障一般是由于老化、线路故障和燃油问题造成，本文介绍汽车氧传感器的工作原理及检测的一般方法。
【关键词】氧传感器 工作原理 检测方法一、氧传感器的工作原理（一）氧化锆式氧传感器：在高温和铂催化作用下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差产生电动势。
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。
（二）氧化钛式氧传感器：利用多孔状导体TiO2的导电性随排气中氧含量的变化而变化的特性制成，当发动机的可燃混合气浓时，二氧化钛呈现低阻状态；当发动机的可燃混合气稀时，二氧化钛呈现高阻状态。
由于氧传感器的电阻发生改变，使得与电控单元连接的氧传感器负极上的电压降也产生变化。
根据氧传感器的电压信号，电控单元控制混合气的浓度保持在理论空燃比附近的狭小范围内。
（三）宽频型氧传感器：为了省油，实现稀薄燃烧而诞生的宽频氧传感器，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。
当泵入混合气过浓时，测试室的氧量少，氧传感器电压值超过450mv，控制单元增大单元泵的工作电流，使单元泵旋转速度增加，增加泵氧速度，使氧传感器电压值恢复到450mv；当混合气过稀时，测试室中氧的含量较多，电压值下降，此时加大喷油量，同时减少单元泵的工作电流，使氧传感器电压值尽快恢复到450mv 的电压值二、检测方法（一）汽车氧传感器加热器电阻的检查。
拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为4-40ω(参考具体车型说明书)。
氧传感器结构
氧传感器结构一、引言氧传感器是一种用于测量气体中氧气浓度的装置。
它广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
氧传感器的结构是实现其测量功能的基础，下文将详细介绍氧传感器的结构和工作原理。
二、氧传感器的基本结构氧传感器一般由三个主要部分组成：电极、电解质和外壳。
1.电极：氧传感器的电极通常由金属材料制成，如铂、银、金等。
电极的选择取决于不同应用的要求。
电极的主要作用是在气体中发生氧化还原反应，并产生电流信号。
2.电解质：电解质是氧传感器中的重要部分，它负责与电极之间的氧气传递。
一般情况下，电解质是固体氧化物，如二氧化锆（ZrO2）或二氧化钇（Y2O3）。
电解质的选择取决于不同应用的要求，如测量范围、响应时间等。
3.外壳：外壳是保护氧传感器内部结构的壳体。
它通常由金属或陶瓷材料制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。
外壳还具有固定电解质和电极的作用，保证它们固定在一定的位置。
三、氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理基于氧化还原反应。
根据电解质类型的不同，氧传感器可以分为两种类型：浓差型和氧离子型。
1.浓差型氧传感器：浓差型氧传感器通过测量气体中氧气的浓度差异来确定氧气浓度。
其结构主要由两个电极、电解质和外壳组成。
其中一个电极（称为参比电极）暴露于空气中，另一个电极（称为工作电极）暴露于要测量的气体中。
电解质通过测量两个电极之间的氧气浓度差异来产生电流信号。
工作电极上的氧气与电解质之间发生氧化还原反应，产生电流。
2.氧离子型氧传感器：氧离子型氧传感器通过测量电解质中氧离子的浓度来确定氧气浓度。
其结构主要由三个电极、电解质和外壳组成。
其中一个电极（称为阴极）暴露于要测量的气体中，另一个电极（称为阳极）与空气接触，还有一个电极（称为参比电极）用于比较电解质中的氧离子浓度。
当阴极和阳极之间施加电压时，电解质中的氧离子会从阴极迁移至阳极，产生电流。
四、氧传感器的应用领域氧传感器广泛应用于多个领域，如以下几个例子所示：1.工业应用：氧传感器用于监测工业过程中的氧气浓度，例如燃烧过程的控制和监测，以确保燃料的高效燃烧。
氧探头的工作原理
氧探头的工作原理引言概述：氧探头是一种用于测量氧气浓度的传感器，广泛应用于工业、医疗、环境保护等领域。
了解氧探头的工作原理对于正确使用和维护氧探头至关重要。
本文将详细介绍氧探头的工作原理及其相关知识。
一、氧探头的基本原理1.1 氧探头的结构氧探头通常由氧传感器和信号转换电路两部分组成。
氧传感器是测量氧气浓度的核心部件，由氧敏感膜、电极和电解质组成。
信号转换电路负责将氧传感器测得的氧气浓度转换成电信号输出。
1.2 氧传感器的工作原理氧传感器利用氧敏感膜与氧气发生化学反应，产生一定的电流信号。
当氧气浓度较高时，氧敏感膜上的氧气与电解质中的离子发生反应，导致电流增加。
反之，当氧气浓度较低时，电流减小。
通过测量电流的变化，可以确定氧气浓度的大小。
1.3 信号转换电路的作用信号转换电路负责将氧传感器输出的微弱电流信号进行放大和转换，以便能够被其他设备读取和处理。
信号转换电路通常包括放大器、滤波器和模数转换器等组件，能够将氧传感器的输出信号转换成数字信号或模拟电压输出。
二、氧探头的应用领域2.1 工业领域氧探头在工业领域广泛应用于燃烧控制、气体检测和环境监测等方面。
例如，在燃烧控制中，氧探头可以测量燃烧过程中的氧气浓度，通过调节燃烧器的进气量，实现燃烧效率的优化。
2.2 医疗领域氧探头在医疗领域主要用于监测患者的血氧饱和度。
通过将氧探头安装在患者的手指或耳垂等部位，可以实时测量患者的血氧水平，并将数据传输给监护仪等设备，以便医生进行诊断和治疗。
2.3 环境保护领域氧探头在环境保护领域常用于空气质量监测和水质监测。
例如，在空气质量监测中，氧探头可以测量空气中的氧气浓度，从而评估空气的新鲜程度和污染程度。
在水质监测中，氧探头可以测量水体中的溶解氧浓度，帮助评估水质的好坏。
三、氧探头的使用注意事项3.1 避免高温和腐蚀环境氧探头通常对高温和腐蚀性气体非常敏感，因此在使用过程中应避免将氧探头暴露在高温和腐蚀性环境中，以免影响其性能和寿命。
氧传感器的结构原理与故障分析
氧传感器的结构原理与故障分析摘要氧传感器作为电子控制燃油喷射发动机的重要部件，对发动机正常运转和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和观察，对保证汽车在良好状态下运行大有益处。
本文着重介绍氧传感器的结构原理，及其氧传感器常见的一些故障，重点举例了上海别克的氧传感器故障的故障及其修理。
本课题具有实际应用的意义，即可以深入展开讨论和分析。
关键词：氧传感器；空燃比；汽车排放目录1. 氧传感器的结构与原理 (1)1.1氧化锆式氧传感器结构与原理 (1)1.2氧化钛式氧传感器结构与原理 (2)2. 汽车氧气传感器的检查方法 (3)2.1氧传感器加热器电阻的检查 (3)2.2氧传感器反馈电压的测量........................................... .. (3)3. 氧传感器常见故障.............................................. .. (4)3.1氧传感器铅中毒 (4)3.2硅中毒........................................ ......................... (5)3.3氧传感器陶瓷碎裂 (5)3.4氧传感器表面积碳 (5)3.5加热器电阻丝烧断 (5)3.6氧传感器内部线路断脱 (5)4. 别克氧传感器维修实例 (5)4.1故障诊断与排除 (6)4.2维修小结.............................................. . . . . . (7)5. 总结.............................................. .............. .. (7)参考文献........................................................ (8)致谢 (9)氧传感器的结构原理与故障分析氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一，用于检测发动机的燃烧状况，通过测定发动机排气管内废气中的氧含量(浓度)判定空燃比，电子控制单元ECU据此发出反馈信号不断修正喷油量,使空燃比收敛于理论值(λ=1)。
氧传感器构造、工作原理与检修
氧传感器维修案例
故障现象： 别克GL8商务车行驶公里数为250000km，大雨后被水泡浸发动机经大修后机头发抖、冒黑 烟，行车加速无力，严重还是一样熄火。路试约十公里左右的路程，发动机故障灯还被点亮。 TECHⅡ查询故障记录有P0134（HO2S电路电压活动不足）。 故障诊断与排除： A用万用表检查水温传感器、线路无异常，排除水温传感器引起的可能性。 B、大修后全部各缸压力都在12kg/cm2 ，可以排除气缸压力不足因素引起。 C、用TECHⅡ发动控制的特殊功能，查看缺火图表无缺火记录。 D、TECHⅡ查看MAF数据正常。 E、测得油泵压力为2.85kg/cm2属于正常油压,可排除油压调节器或油泵问题。 F、因HO2S本身的失效引起，首先再次用别克专用诊断仪TECHⅡ查询有P0134（HO2S电路电 压活动不足），保持450mv左右波动，正常是在100~900mv之间变动。于是更换一个新的 HO2S试车，结果故障一样存在，故障现象没有解决，用TECHⅡ再看数据清单，数据仍然保持 450mv左右下变动，故障问题再次陷入僵局，只好冷静再思考HO2S的原理、思路重新考虑，再 仔细分析TECHⅡ的数据清单，其它感应器及执行器的数据都很正常。最后分析忽略三元催器被 堵的可能性，拆除三元催器试车，机头仍然发抖，冒黑烟、熄火，也排除三元催器被堵的可能。 几经周折，车间组织了几个有经验的师傅讨论、分析，确认还是出在HO2S本身出问题，再次更 换一个HO2S（注：是拆其它GL8车，HO2S工作正常的）装上试车，故障得以解决，数据恢复 正常，原来仓库给的新HO2S是一个失效的传感器，是最终造成问题的复杂化真正远原因。
氧传感器常见故障诊断与排除
二、氧传感器常见故障诊断与排除 1.概述 现代汽车随着排放法规的日益严格，对与排放有关的故障越发重视，有些车 型在系统中默认排放类故障为A类故障，有些车型甚至出现排放故障时无法 起动。 氧传感器故障一般无法通过直接测量传感器本身进行检测，必须通过解码器读取 数据流或者使用示波器进行检测。 在发动机工作中与空燃比有关的所有数据、绝大部分电控部件的故障都会导致氧 传感器相关数据出现异常，故检修中应该拓展思维，了解系统的构成与工作 原理在维修疑难故障时是基础。我们在检修这类故障时一定要扩大自己的思 路，切忌总是围绕氧传感器本身进行
氧传感工作原理
氧传感工作原理
氧传感器是一种检测环境中氧气浓度的设备，常用于工业过程控制、空气质量检测等领域。
它的工作原理主要基于电化学原理。
氧传感器通常由两个电极构成：一个是参考电极，另一个是工作电极。
工作电极表面涂覆有催化剂，通常是氧化铂或氧化金。
参考电极则通常是银/银氧化银电极。
这两个电极之间隔着一
个电解质，常用的电解质是固体氧化物。
当氧气进入氧传感器时，它会与涂覆在工作电极上的催化剂发生反应，产生电流。
这个反应是氧气在催化剂上的还原过程，催化剂使氧气分子的两个氧原子分离，然后将其与电解质中的离子结合形成氧离子。
这些氧离子通过电解质传导到参考电极上，与参考电极的银离子发生氧化还原反应，产生电流。
这个电流的大小与环境中氧气的浓度成正比。
通过测量电流的大小，我们可以确定环境中氧气的浓度。
通常氧传感器的输出是一个电压信号或电流信号，我们可以通过转换电路将其转化为浓度值。
需要注意的是，氧传感器在使用过程中需要保持一定的温度。
因为传感器的反应速率与温度密切相关，过低或过高的温度都会影响传感器的测量准确性。
因此，氧传感器通常会与一个加热装置结合使用，以保持稳定的工作温度。
综上所述，氧传感器基于电化学原理工作，通过催化剂和参考
电极之间的反应产生电流来检测环境中氧气的浓度。
它在许多应用中起到了重要的作用。
氧传感器原理
氧传感器原理
氧传感器通过测量氧气浓度来确定气体或液体中的氧含量。
其工作原理基于氧分子在固体电解质表面的电离和还原。
下面是氧传感器的工作原理：
1. 锆氧电池传感器原理(ZrO2)：
- 在两侧电极之间存在一个氧离子导体，通常是由氧化锆构成。
- 当传感器的一个侧面暴露在待测气体或液体环境中时，氧气分子会通过穿透金属屏蔽层并进入氧离子导体。
- 在导体表面，氧气分子会与导体中的自由氧离子结合形成氧离子，这些氧离子会在传感器电解质上建立电势差。
- 电势差通过两侧的电极之间的电阻读数来测量，由此可以得出氧气浓度的值。
2. 膜扩散型氧传感器原理：
- 传感器的一个侧面暴露在待测气体或液体环境中，传感器内部为气体分压系统。
- 氧气分子在待测气体和膜层之间扩散，通过气体分压差来影响传感器输出。
- 传感器上的半导体或电极被氧气分子吸附，从而改变电流或电势输出，用于测量氧气浓度。
这些氧传感器工作原理的共同点是使用传感器内部的氧离子导体或膜层与待测气体中的氧气发生反应，通过测量电势差或电
流变化进行氧气浓度的测量。
这些传感器在许多应用中被广泛使用，包括环境监测、医疗设备和工业领域等。
氧传感器的结构和工作原理
1、氧传感器的功用与类型排气中的氧传感器浓度可以反映空燃比的大小,所以在电子控制燃油喷射系统中广泛使用氧传感器。
氧传感器将检测到的氧气浓度反馈给ECU,ECU根据此信号判断空燃比就是否偏离理论值,若偏离则调节喷油量,使空燃比控制在理论允许的范围之内。
常见的氧传感器有二氧化锆与二氧化钛型氧传感器两种。
2、二氧化锆氧传感器(1) 结构二氧化锆型氧传感器由二氧化锆管、起电极作用的衬套,以及防止二氧化锆管损坏与导入汽车的带孔护罩等构成,如图一所示。
图一二氧化锆氧传感器(2) 工作原理氧传感器安装于排气管上,二氧化锆的管内、外表面均涂有薄薄的一层铂,铂既起到电极的作用,又具有催化的作用。
二氧化锆管内侧通大气,并且保持氧浓度不变,外侧直接与氧浓度较低的排气相抵触。
工作时,在排气高温作用下,氧气发生分离,由于锆管内侧氧离子浓度高,外侧氧在两个表面电极有氧浓度差,氧离子就从浓度高的一侧向低的一侧流动,从而产生电动势,所以二氧化锆传感器实际为一种容量较小的化学电池,也称氧浓度差电池。
当混合气稀(空燃比大)时,排气中的氧含量高,传感器元件内、外侧氧浓度差小,氧化锆元件内、外侧两电极之间产生的电压很低(接近于0V);当混合气浓(空燃比小)时,排气中几乎没有氧,传感器内、外侧氧浓度差很大,内、外侧电极之间产生的电压高(约1V)。
在理论空燃比附近,氧传感器输出电压信号值有一突变,如图二所示。
图二氧传感器的输出特性二氧化锆管内外涂有铂起催化作用,能使排气中氧气与一氧化碳、碳化氢等发生反应,减少排气中氧含量,使外侧铂表面的氧几乎不存在,提高了传感器的灵敏度。
氧传感器的输出特性与排气温度有关,二氧化锆式氧传感器的工作温度在300℃以上。
当排气温度低于一定值(约300℃)时,氧传感器的输出特性不稳定,因此氧传感器一般都安装在排气温度较高的位置。
如图三所示。
图三氧传感器的安装位置为此,有些车上海装有排气温度传感器,当排气温度传感器的信号达到一定值后,控制单元才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正。
氧传感器的工作原理
氧传感器的工作原理氧传感器是一种用于测量气体中氧浓度的传感器，它在许多领域都有广泛的应用，包括汽车工业、环境监测、医疗设备等。
它的工作原理是基于化学反应和电化学原理的结合，下面将详细介绍氧传感器的工作原理。
1. 氧传感器的基本结构氧传感器通常由氧化铝外壳、氧离子传导固体电解质、两个电极和加热器组成。
其中，氧化铝外壳用于保护传感器内部的元件，氧离子传导固体电解质负责传递氧离子，两个电极用于测量氧离子的浓度，加热器则用于维持传感器的工作温度。
2. 氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理基于氧离子在固体电解质中的传导和化学反应。
当传感器处于工作温度时，加热器会将传感器加热至一定温度，使得氧离子在固体电解质中能够自由传导。
当传感器暴露在氧气环境中时，氧气会与电极发生化学反应，产生氧离子。
这些氧离子会通过固体电解质传导到另一个电极上，产生一个电流信号。
根据化学反应的特性，氧传感器能够通过测量这个电流信号来确定气体中氧的浓度。
3. 氧传感器的工作原理详解氧传感器的工作原理可以通过Nernst方程来进行详细解释。
Nernst方程描述了氧传感器中氧离子浓度与电势之间的关系，其数学表达式为：E = E0 + (RT/4F) * ln(P(O2))其中，E为电势，E0为标准电势，R为气体常数，T为温度，F 为法拉第常数，P(O2)为氧气分压。
根据Nernst方程，当氧气分压增加时，电势也会相应增加。
因此，通过测量电势的变化，可以确定氧气的浓度。
这也是氧传感器能够准确测量氧气浓度的原因之一。
4. 氧传感器的应用氧传感器在汽车工业中有着广泛的应用，它主要用于测量发动机排气中的氧气浓度，帮助发动机控制系统实现燃烧效率和排放控制。
此外，氧传感器还可以用于环境监测、医疗设备等领域。
总结氧传感器是一种基于化学反应和电化学原理的传感器，其工作原理是通过测量氧离子在固体电解质中的传导来确定气体中氧的浓度。
它的工作原理基于Nernst方程，通过测量电势的变化来实现对氧气浓度的准确测量。
氧传感器的工作原理与检测方法
氧传感器的工作原理与检测方法
氧传感器的工作原理是基于氧传感器的介质的电化学特性，它将氧气的浓度差异变成一定的电流或电压。
一般氧传感器分为氧化铂传感器和氧化碳钢传感器。
氧化铂传感器与氧化碳钢传感器检测方法有一定不同：
(1)氧化铂传感器检测方法：采用双键法，即给阳极悬浮流体供氧，悬浮流体颜色越深，表明氧的浓度越高；在阴极，将一定的催化剂放入水中混合，以化学方法将氧转变成水。
当双组件都与催化剂接触时，由其产生电流，测试结果即可获得。
(2)氧化碳钢传感器检测方法：有催化剂层分离的电极法，是通过一个被催化剂层隔开的两个电极进行测试，一端加入氧化铂，另一端把氧化碳钢放入单独的催化剂层中，催化剂层将氧转化为氢氧化物。
当电极产生反应时，就可以得出结果。
氧传感器的工作原理及故障分析
氧传感器的工作原理、结构及常见故障分析和检查方法在电子控制的发动机系统中，氧传感器检测发动机所排废气中氧的含量，向ECU提纲空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。
氧传感器工作失常会影响电脑ECU对混合气空燃比精确的控制，此时发动机易出现怠速不稳、加速不良、尾气超标和油耗增加等现象。
目前，常见的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种氧传感器。
目前我公司系列产品用的是加热型氧化锆式氧传感器。
一、氧传感器的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。
作为传感元件的锆管是多缝隙的陶瓷体，外侧通排气，内侧通大气。
当传感陶瓷管的温度达到350℃时，即具有固态电解质的特性。
由于其材质的特殊性，使得氧离子可以自由的通过陶瓷管。
正是利用这一特性，将氧气的浓度差转化成电势差，从而形成电信号输出。
若混合气体偏浓，则陶瓷管内外氧离子浓度差较高，电势差偏高，大量的氧离子从内侧移到外侧，输出电压较高（接近900mV）；若混合气偏稀，则陶瓷管内外氧离子浓度差较低，电势差较低，仅有少量的氧离子从内侧移动到外侧，输出电压较低（接近100mV）。
二、氧传感器的构造氧传感器由保护套管、锆管（传感陶瓷管）、加热器、密封件、信号输出电缆及连接头组成。
锆管是氧传感器的核心部件，锆管空腔内装有加热器，内外表面涂有一层渗透性的铂电极。
由于铂电极要与尾气接触，因而其表面覆盖了一层紧密粘附的高渗透性的陶瓷保护层，可防止尾气中的残留物腐蚀起催化作用的铂电极，保证传感器较长的使用寿命。
三、氧传感器的常见故障1.氧传感器中毒（1）铅中毒：使用了含铅汽油的车辆，铅会沾附、沉积在传感器的工作面而发生铅“中毒”。
使用含铅汽油的车辆，即使是新的氧传感器，也只能正常行驶几千公里。
如果只是轻微的铅中毒，接着使用不含铅的汽油，可清除氧传感器表面的铅，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。
氧传感器的原理和检修
原理 结构 类型 作用 安装
课件制作：李英
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
实训项目氧传感器Oxygen Sensor（O2S）
安装
理
排气管上
论 知
识
伸入排气管内
课件制作：李英
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
实训项目氧传感器Oxygen Sensor（O2S）
作用
理
排放性能
论 知
三元催化
变化范围 波动次数 过浓
0~1V 10s内不少于8次 0.7V～1.0V 0.1V～0.3V
过稀
V ~
条件：热机，2500r/min
如何？
课件制作：李英
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
实训项目氧传感器Oxygen Sensor（O2S）
检修 步骤3：检测方法
连线动态测量（示波器）：
氧传感器的信号波形（怠速） 氧传感器的信号波形（2500r/min）
工学结合
实训项目氧传感器Oxygen Sensor（O2S）
理
论 知
结 论 2
氧传感器
ECU
喷油器
怠速和部分负荷 空燃比闭环 控制的条件 发动机温度高于60℃ 氧传感器温度高于300℃
识
课件制作：李英
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
实训项目氧传感器Oxygen Sensor（O2S）
理
论 知
检修 步骤1：读资料，读图，识别电路 信 信 号 号 线 线 路 路
实 践 技 能
氧传感器连接器图
加热器电源
加热器控制
课件制作：李英
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
氧传感器的结构和工作原理
氧传感器的结构和工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1. 氧传感器的功用与类型排气中的氧传感器浓度可以反映空燃比的大小，所以在电子控制燃油喷射系统中广泛使用氧传感器。
氧传感器将检测到的氧气浓度反馈给ECU，ECU 根据此信号判断空燃比是否偏离理论值，若偏离则调节喷油量，使空燃比控制在理论允许的范围之内。
常见的氧传感器有二氧化锆和二氧化钛型氧传感器两种。
2. 二氧化锆氧传感器(1) 结构二氧化锆型氧传感器由二氧化锆管、起电极作用的衬套，以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车的带孔护罩等构成，如图一所示。
图一二氧化锆氧传感器(2) 工作原理氧传感器安装于排气管上，二氧化锆的管内、外表面均涂有薄薄的一层铂，铂既起到电极的作用，又具有催化的作用。
二氧化锆管内侧通大气，并且保持氧浓度不变，外侧直接与氧浓度较低的排气相抵触。
工作时，在排气高温作用下，氧气发生分离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧在两个表面电极有氧浓度差，氧离子就从浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势，所以二氧化锆传感器实际为一种容量较小的化学电池，也称氧浓度差电池。
当混合气稀（空燃比大）时，排气中的氧含量高，传感器元件内、外侧氧浓度差小，氧化锆元件内、外侧两电极之间产生的电压很低（接近于0V）；当混合气浓（空燃比小）时，排气中几乎没有氧，传感器内、外侧氧浓度差很大，内、外侧电极之间产生的电压高（约1V)。
在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一突变，如图二所示。
图二氧传感器的输出特性二氧化锆管内外涂有铂起催化作用，能使排气中氧气与一氧化碳、碳化氢等发生反应，减少排气中氧含量，使外侧铂表面的氧几乎不存在，提高了传感器的灵敏度。
氧传感器的输出特性与排气温度有关，二氧化锆式氧传感器的工作温度在300℃以上。
当排气温度低于一定值（约300℃）时，氧传感器的输出特性不稳定，因此氧传感器一般都安装在排气温度较高的位置。
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氧传感器常见故障诊断与排除
一、氧传感器使用的主要事项 1.宽域氧传感器工作温度在600℃，窄域氧传感器工作温度在300℃，三元催化
器工作温度在300℃，故此汽车在运行中应保持排气管工作在正常温度范围 内，如果有特殊要求可能造成排气管温度超标应该在相关位置安装散热器。 2.带有氧传感器及三元催化器严禁使用含铅汽油，如果使用会导致三元催化器与 氧传感器表面被积炭覆盖而导致失效。 3.氧传感器安装必须严格安装厂家要求扭矩拧紧，另外有些厂家会要求使用唯一 指定材料的垫片，故安装时应严格按照厂家要求。 4.超过两个及两个以上的氧传感器，拆装时做好位置记号，避免装错。 5.严禁使用清洗剂对氧传感器本体表面进行清洗。 6.发动机烧机油会导致氧传感器中毒无法工作。
数据的读取：该数据必须通过解码器实现读取 数据的释义：在发动机运行时，由于电子系统故障、系统部件的磨损（主要指 诸如活塞环一类的机械磨损）、系统调整匹配错误、运行材料（如燃油、润滑油 等）等一系列问题导致闭环控制时混合气未能达到理论空燃比，控制单元会优先 进行短期燃油校正，如果燃油校正无效，则控制单元会通过调整基本喷油脉宽的 方法进行修正，试图恢复理论空燃比。该数据也用“%”表示，表示方法与短期 燃油修正相同。
汽车发动机一般都是通过监控排放尾气中氧含量的方法监控空燃比 的。ຫໍສະໝຸດ 空燃比对汽车发动机性能与排放的影响
过量空气系数
λ = 实际空燃比 理论空燃比（14.7）
λ 希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为Lambda
若λ等于1.0，则为理论空燃比 若“λ” 小于1.0，则空燃比较浓 （如 0.90 = 10% 偏浓） 若“λ” 大于1.0，则空燃比较稀 （如 1.10 = 10%偏稀） 在发动机控制系统中，“λ”是一个非常便于使用的数值
14.7
开闭环转换的条件
发动机在工作中出现下列三种情况之一则退出闭环控制
1. 发动机未达到工作温度
2. 三元催化器未达到工作温度或者氧传感器本身未达到工作温度
3. 发动机处于急加速或者大负荷工况
现代汽车氧传感器的分类
A/F传感器 安装于三元催化器前，信号用于发动机闭 环控制，现代发动机大部分采用宽域式（5线或6线）。
单元泵为二氧化锆元件的反向应用，即在泵 单元两侧加电压时会使氧离子产生移动，可 以通过改变电流方向改变氧离子的运动方向。
混合气浓时，尾气中含氧量低，测量室中氧 离子向外大量扩散导致信号电压增大，控制 单元为单元泵提供一个电流将氧离子泵入测 量室补偿，从而保证信号电压保持在0.45V.
混合气稀时则情况相反，控制单元改变通过 单元泵的电流方向使测量室中多余氧离子被 泵出，保持信号电压在0.45V。 如此往复工作，电控单元通过监控单元泵的 电流方向和大小变化监控空燃比状况进行闭 环控制。
空燃比对汽车发动机性能与排放的影响
汽车发动机是不是始终在一种空燃比下工作呢？
汽车发动机的空燃比分成三类 理论空燃比 完全燃烧1KG汽油需要与14.7KG的空气混合，故将14.7:1 称为理论空燃比。在该空燃比范围内燃烧动力输出、油耗、排放污染均达 到一个比较理想的水平 经济空燃比 空燃比＞ 14.7 ，在该空燃比范围内燃烧完全但是速度慢， 热量损失大，故动力输出较差，但是油耗污染比较低。 功率空燃比 空燃比＜14.7，在该空燃比范围内燃烧速度快，热量损失 小，故动力输出较好，但是燃烧不完全，油耗和污染均比较高
窄域氧传感器
现代汽车氧传感器的分类
氧化锆式 利用氧化锆元件内外存在氧浓度差即产生氧 电离反应，即产生电动势。如果混合气稀则氧浓度差小， 产生0～0.45V的电压；如果混合气浓则氧浓度差大， 产生0.5～0.9V的电压。控制单元通过采集这一信号判 断当前发动机混合气情况，进行闭环控制。
氧化钛式 利用氧化钛钛元件内外侧存在氧浓度差即产 生电阻变化，混合气较浓时氧化钛电阻减小，信号电压 降低；混合气较稀时氧化钛电阻增大，信号电压增大 （具体电压值随车型不同有变化，本文不一一列出）。 控制单元根据这一信号变化判断当前发动机混合气情况， 进行闭环控制。
氧传感器 安装于三元催化器后，信号用于监控三元 催化器的工作情况，现代发动机采用窄域式（少于5 条线）
宽域氧传感器
现代汽车氧传感器的分类
图中所示为二氧化锆式 有两组二氧化锆元件（见图中红色圆圈）
测量室与空气室之间的二氧化锆元件根据两 侧的氧浓度差产生信号电压。控制单元保证 传感器在工作中电压保持在0.45V左右。
电路图
现代汽车氧传感器的分类
宽域氧传感器电路图
窄域氧传感器电路图
宽域氧传感器除加热器电阻外无法直接测量，必须通过仪器设备进行
相关知识
短期燃油修正（也称燃油校正值） 数据的读取：该数据必须通过解码器实现读取 数据释义： 该数据指控制单元在闭环控制时根据空燃比传感器的实时数据对当
下喷油脉宽调整的量。一般该数据用“%”表示，正数据表示当前喷油脉宽增加 （当前混合气过稀）；负数据表示当前喷油脉宽减少（当前混合气过浓） 长期燃油修正（也称燃油记忆值）
空燃比对汽车发动机性能与排放的影响
相关知识
着火极限值
并非在任何空燃比下混合气都能够点燃，比如普通汽油 发动机一般在空燃比＜9或空燃比＞22时均不能点燃， 该值即称为着火极限值。但是现代发动机技术利用提高 压缩比、点火能量；提高喷射压力等方法可以实现稀燃 （比如有些发动机可以实现空燃比最高为30）。
理论空燃比和经济空燃比的关系
如果动力输出允许长期在经济空燃比下燃烧不是会 更省油和更低排放吗？答案是不行，因为现代汽车的三 元催化器必须长时间工作在理论空燃比范围内才可以保 证其使用寿命。
电控发动机的开闭环控制
开环控制 发动机工作中控制单元不再监控氧传感器的数据修正空燃比
闭环控制 发动机工作中控制单元根据氧传感器的数据修正空燃比，使其始终工作在
氧传感器的构造、工作原理与检修
课程大纲
空燃比对汽车发动机性能与排放的影响 电控发动机的开闭环控制 现代汽车氧传感器的分类 氧传感器常见故障诊断与排除
空燃比对汽车发动机性能与排放的影响
什么是空燃比呢?汽车发动机的空燃比是怎样监测到的呢？
可燃混合气中空气质量与燃油质量之比称为空燃比，用A/F表示。 (A：Air-空气，F：Fuel-燃料)。空燃比是发动机运转时的一个重要参 数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。