空燃比传感器
空燃比传感器说明
• 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。
图10 Four wire Type A／F 传感器 工作原理
车载诊断系统 资料
观察此断面 排出气体
电流 AFS-
扩大
扩散层 排气检测室
AFS+
O2
氧化锆元件
大气检测室
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汽车技术培训
空燃比(A/F)传感器介绍与说明
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
图3 A/F 传感器与氧传感器
四线制A/F传感器
氧传感器
车载诊断系统 资料
图1 氧传感器的输出特性（转换特性）
浓度高
理论空燃比
浓度低
丰田汽车空燃比传感器 故障码及数据流检测全解析
就 采 用 了 这 种 技 术 并 应 用 于 旗 下 许 多 车
型 。 空燃 比传感 器 只 用 于催 化 转 化 器 的 上
计 量 准 确 ，丰 田车 空 燃 比 传感 器 的 工作 温
度 要 达 到 １ ０ 。。 ０Ｆ ２
诊 断 空 燃 比 传 感 器 加 热 电 路 的 故 障
图１这个贴 在发 动机舱 盖下 方的标 签提 醒技 师， 该车排气上 游用的是空燃比传感器而不是 氧传感器。
首 先 来 看 一 下 空 燃 比 传 感 器 出 问 题 时 几 个 常 见 的 故 障 码 ，随 后 再 就 几 种 高
图２有些车的空燃比传感器加热电路用单独的保险丝 ， 有些车 的这个保险丝插座是空的。别担心， 如果这个保险丝插座 是空的 ， 那么。 加热电路就 是和 喷油嘴共用一个保险丝， 左图为雷克萨斯 Ｒ ０ 的保险丝盒， Ｘ３ ０ 右图为凯美瑞的保险丝盒， 保险丝盒上有空燃比传感器加热电路 保险丝的囤标 ， 但保险 丝插座却是空的。
感器 的加 热 电路 保 险 丝没 有 问 题 ．因 为喷 油 嘴 也 是 通过 此保 险 丝 进 行 供 电 ，如 图 ２
所示 。
码 有 关 的 技 术 服 务 通 报 （ ） 举 例 来 ＴＳＢ 。 说 ：技 术 服 务 通 报 上 说 ，有 些 车 型 （ 如 例 排 量 为 ２４ 的 凯 美 瑞 ） 现 Ｐ ０ 和 ／ ．Ｌ 出 ０ ３１ 或 Ｐ ２ ８ 障 码 时 ，需 要 更 换 空 燃 比 传 感 ２３故 器 并 将 电 脑 重 新 标 定 （ 田公 司 称 之 为 给 丰 电脑 重 做 闪存 ） 。 专 门对 丰 田 车 空 燃 比 传 感 器 定 义 的 故 障 有 Ｐ ３ 和 Ｐ ５ １ ３ １ １ ３，其含 义 是 空燃 比 １
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。
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。
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
丰田汽车空燃比传感器故障码及数据流检测
丰田汽车空燃比传感器故障码及数据流检测车相关人士大多数人对传统的氧传感器都已十分了解并且觉得在故障判断时没什么问题，这一话题已是老生常谈，现在我们要谈的是比氧化器更加复杂更加年轻的表亲——空燃比(A/F)传感器。
空燃比(A/F)传感器的种类有很多，但本文只讨论丰田车用的空燃比传感器，因为丰田公司很早就采用了这种技术并应用于旗下许多车型。
空燃比传感器只用于催化转化器的上游，催化转化器的下游仍然采用传统的氧传感器。
怎样才能知道车上装的是氧传器还是空燃比传感器呢？并不是所有的丰田车都装有空燃比传感器，但使用空燃比传感器的丰田车会越来越多。
第一个要看的地方就是贴在发动机舱盖下的车辆排放控制标签(VECl)，如图1所示。
当然有时我们会遇到这种情况，有些车的发动机舱盖已不是原车的，或者车辆排放控制标签已经没有了，这时我们就要请当地的经销商根据车辆识别代码(VIN)查一下。
不过有时根据车辆识别代码还是查不出该车是否使用了空燃比传感器，这时通过传感器接头处线束的色标也能确定该车是否使用了空燃比传感器。
首先来看一下空燃比传感器出问题时几个常见的故障码，随后再就几种高级的诊断技术和数据流分析进行深入探讨。
绝大多数情况下，空燃比传感器最常见的故障码是P1135和P1155，其含义分别是第一列缸或第二列缸空燃比传感器加热电路故障，这些是双行驶循环故障码。
传统的氧传感器温度达到650~850(1 =0.5℃)就可以正常工作了，但为了计量准确，丰田车空燃比传感器的工作温度要达到1200 。
诊断空燃比传感器加热电路的故障不难，与检查氧传感器加热电路故障的步骤相似。
有些车型的空燃比传感器加热电路有单独的保险丝，这些车装备的通常都是V6发动机，不过也有些车装备的是双列4缸发动机。
大多数用4缸直列发动机的车都没有单独的加热电路保险丝，这时如果汽车能够发动，就可以确定空燃比传感器的加热电路保险丝没有问题，因为喷油嘴也是通过此保险丝进行供电，如图2所示。
浅谈汽车空燃比传感器的结构原理与检修
浅谈汽车空燃比传感器的结构原理与检修作者：陈成春来源：《海峡科学》2010年第12期[摘要] 随着汽车工业的发展，汽车保有量的不断增加，汽车节能减排技术越来越被人们所重视。
汽车空燃比传感器能够自动检测不同工况下的汽车混合气浓度，并通过电脑进行自动调节，是节能减排技术的重要应用。
为此，本文通过近期教学实践和维修实践过程中的不断总结，阐述了空燃比传感器的结构原理和检修方法。
[关键词] 空燃比；传感器；结构原理；检修随着社会的进步，汽车工业的不断发展，汽车尾气排放问题越来越被人们所关注，相关的汽车尾气排放标准也越来越严格，为了达到尾气标准，各种汽车控制装置正不断地装到汽车上。
氧传感器作为有效控制尾气排放的重要装置，能够给发动机电脑（简称ECU）提供混合气空燃比反馈信号，并使发动机在各种不同的工况下，都能达到控制理论空燃比（14.7:1）的目的，实现闭环控制，使三元催化转换器达到最佳的转换效果。
空燃比传感器作为新型的氧传感器，能在发动机不同工况时，准确地检测废气中氧的浓度，并及时地把信号传给电脑进行精确计算和控制混合气浓度，使发动机实现较理想的空燃比，燃烧更好，动力更足，油耗更低，排放污染更少，现在已在许多新的车型中逐步推广使用。
1 氧传感器的类型传统的氧传感器一般为杯型，传感器元件围着一个加热器，空燃比传感器一般为平面型，传感器最基本的部分是夹在两个铂电极之间的氧化锆固态电解质。
全范围单腔限流平板型空燃比传感器的传感元件多了一个特殊设计的限制空气扩散的扩散阻力层，并有一个封闭的空气腔。
空燃比传感器的加热器采用氧化铝制成，具有较好的导热性能和绝缘性能，以使传感器元件和加热器结合在一起，提高了传感器的加热性能。
2 工作原理空燃比传感器可能比传统的氧化锆型氧传感器能更精确地控制燃油，目前多数新型汽车采用了能够精确测量实际空燃比数值的全范围空燃比传感器，它代替了传统的氧传感器。
2.1 稀混合气浓度情况下在实际空燃比数值大、混合气稀工况条件下，尾气中氧气较多，实际空燃比数值越大、混合气越稀，尾气中的氧气就越多。
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。
雷克萨斯ES240空燃比传感器故障诊断排除
雷克萨斯ES240空燃比传感器故障诊断排除一辆搭载直列4缸、2.4排量发动机的10款雷克萨斯ES240 轿车，行驶了20万公里，发动机故障灯点亮，故障码P0138。
本文通过实车实验，查阅相关资料，对比相同款式的试驾车数据流，然后将所有数据进行综合分析，最后确定1列1号空燃比传感器故障，更换后试车发现故障码没有再出现，故障排除。
标签：空燃比传感器；氧传感器；故障码；数据流1 故障现象一辆10款雷克萨斯ES240轿车，搭载直列4缸、2.4排量发动机，行驶20万公里。
车主反映，虽然车辆能够正常行驶，但发动机故障灯点亮，希望能够查找一下故障原因。
车辆能驾驶无异常感觉。
2 故障诊断与排除2.1 故障点的确定根据车主描述，首先进行了实车试验，发现车辆的确能够正常行驶，且驾驶过程中无明显异常，但发动机故障灯点亮。
为了进一步确定故障点，随即连接故障诊断仪：读取故障码为P0138，故障内容描述为：1列2号氧传感器输出高电压。
通过查阅相关资料，得出该故障码的出现，在一定时间内需要满足两个条件：一是加热型氧传感器输出的电压高于0.59V；二是目标空燃比过稀。
满足以上两个条件，该故障码就会成立，发动机故障灯会点亮。
检修车辆过程中，首先检查了相关线路，发现1列2号氧传感器到ECM电脑之间的线路无短路断路现象；然后查看数据流，发现1列2号后氧传感器怠速时的输出电压为0.88V，超出标准范围。
结合诊断仪所报故障码，考虑应该是后氧传感器故障，随即进行了更换，故障码也成功消除，输出电压恢复到0.4V—0.59V正常范围。
然而经过一段时间的试车后发现，发动机故障灯再次点亮，经故障诊断仪诊断后，故障内容还是1列2号后氧传感器输出高电压，查看数据流发现1列2号后氧传感器怠速时的输出电压重新变回0.88V。
显示此时发动机的混合气又偏浓了。
由此看来前面没有找到真正的故障点，再次查询相关资料得出，产生该类故障的故障点可能有以下四处：1、加热型氧传感器1列2号电路短路，即后氧传感器电路短路；2、加热型氧传感器1列2号本身故障；3、ECM发动机电脑故障；4、1列1号空燃比传感器故障。
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
空燃比传感器在汽油发动机上的应用及其检测
空燃比传感器在汽油发动机上的应用及其检测作者：林平来源：《海峡科学》2010年第12期[摘要] 空燃比传感器能在较大的范围内检测混合气的浓度，使发动机电控系统的空燃比反馈控制更加精确和迅速。
但由于其结构、工作原理、信号特征与传统的氧传感器有很大的差异，因此其检测方法也完全不同。
本文分析了空燃比传感器的结构和原理，并详细论述这种传感器的控制电路、信号特征和检测方法。
[关键词] 发动机；空燃比；传感器；检测空燃比传感器和氧传感器一样，都是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。
氧传感器在汽油发动机上的应用已有多年的历史，但由于氧传感器的信号电压在理论空燃比附近产生突变，因此对空燃比的控制主要集中在理论空燃比附近，无法在稀薄燃烧区内进行控制。
近年来，随着节能减排的要求日益严格，能在整个稀薄燃烧区范围内工作的空燃比传感器逐渐在汽油发动机上得到了广泛的应用。
由于空燃比传感器在结构和原理上与氧传感器有着很大的差异，导致其检测方法也完全不同。
对于汽车维修技术人员，了解空燃比传感器的原理和检测方法是十分必要的。
1 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）。
它与氧传感器一样，也是安装在排气管上，位于三元催化转化器前面。
其作用是检测排气中氧分子的浓度，使ECM获得混合气浓度的反馈信号。
与氧传感器只能检测理论空燃比的情况不同，空燃比传感器能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可正常工作的空燃比范围大约在12:1到20:1之间，使得ECM能在非理论空燃比区域范围内实现喷油量的反馈控制，为进一步减少污染和节约能源提供了技术保障。
空燃比传感器是在普通氧化锆型氧传感器的基础上发展而来。
氧传感器与空燃比传感器
它能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可 正常工作的空燃比范围大约为12∶1～20∶1， 使得ECM在非理论空燃比区域范围内实现喷油 量的反馈控制成为可能。
空燃比传感器有两种结构形式：单元件和 双元件。
1）单元件空燃比传感器
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。
控制电路使正极的电压高于负极［ 见图（a）］，从而在氧化锆元件中产生 一个泵电流，阴极上的氧分子在此电流 的作用下移动到阳极。
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。
图 双元件空燃比传感器原理
1—扩散孔 2—扩散腔 3—空气腔 4—微调电阻
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。
情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的 反馈电压将在附近不断变化，10s内反馈电 压的变化次数应不少于8次。
④ 若电压表指示值在10s内的变动次数等于 或多于8次，则说明氧传感器工作正常。
若电压表指示值在10s内的变动次数少 于8次，说明氧传感器不正常。
⑤ 检查氧传感器有无损坏。拔下氧传感
器的线束插头，将电压表的正极测笔直 接与氧传感器反馈电压输出端连接，人 为地形成稀混合气，电压表指针读数应 下降。
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。
2023款雷克萨斯RX350h行驶中发动机故障灯点亮
26-CHINA ·February2023款雷克萨斯RX350h行驶中发动机故障灯点亮◆文/江苏 田锐故障现象一辆2023款雷克萨斯RX350h油电混合动力SUV，搭载全新A25B型2.5L排量阿特金森循环发动机及P810型E-CVT电子无级变速器，行驶里程1 571km。
据车主描述，该车刚提不到两个月，在一次由家驶向单位的过程中，先是听到组合仪表内发出一声“哔”的清脆提示音，随即组合仪表内的发动机故障灯点亮(图1)，并出现“请检查发动机，请前往经销店”的提示信息。
图1 故障车组合仪表内的发动机故障灯点亮故障诊断与排除接车后，将车辆启动按钮置于Ready-on模式以验证故障现象。
经检查发现，该车组合仪表内发动机故障灯点亮，且组合仪表信息栏显示“请检查发动机，请前往经销店”，故障属实并可再现。
连接Lexus GTS专用诊断仪对该车进行健康检查，发现发动机控制单元中存有两个故障码(图2)：P00D562-A/F-氧传感器相关性(B1S1/B1S2)信号对比故障；P219519-A/F-氧传感器信号偏差，始终偏稀(B1S1)，电路电流高于阈值。
诊断前，先对该车型发动机控制系统中的空燃比传感器的工作原理进行梳理。
故障车型发动机控制系统零部件位置分布如图3所示。
平面型空燃比传感器(图4)也被称作“线性空燃比传感器”，同杯型阶跃式氧传感器差不多，其内部也有氧化锆(ZrO 2)固态电解质，被夹在两个金属铂电极之间。
除此之外还包括加热图2 故障车发动机控制单元内存储的故障码图3 故障车型发动机控制系统零部件位置272024/02·汽车维修与保养器、氧化铝加热层、空气腔、扩散腔、扩散阻力层等。
废气可由扩散阻力层渗透进入扩散腔，作用在氧化锆(ZrO 2)固态电解质的左侧铂电极(阴极)上，扩散阻力层由600㎛厚的尖晶石制成的多孔层，用于限制废气通过扩散阻力层的速度。
氧化锆(ZrO 2)固态电解质的右侧铂电极(阳极)封闭在空气腔内，直通大气。
浅谈汽车空燃比传感器的性能特点与检修方法
随着 社会 的进 步 ，汽车 工 业 的不 断发 展 ，汽 车尾 气 排放 问题 越 来越 被人 们 所关 注 ，相 关 的汽 车尾 气 排放 标准 也越 来 越严 格 。为 了达 到尾气 排
放 的标 准 ，各种 为 有效 控制 尾 气排 放 量 的控制 装 置 已应 用在 汽车 上 。氧 传感 器 作 为有 效控 制尾 气 排放 的 重要装 置 ， 能够给 发 动机 电脑 （ 称 Ｅ Ｕ） 简 Ｃ
机 电研 究 及 设 计 制 造
《 电 技 术 》 ２ １ 第 ５期 机 ０ ０年
浅谈汽 车空燃 比传 感器 的性 能特 点 与检 修方法
陈成春
ｆ 建交通职业技术 学院，福建 福州 ３００） 福 ５ ０ ７
摘
要：随着汽车 工业 的发展，汽车保有量 的不 断增加 ，汽车节能减排技术越来越 被人们所重视 。汽车空燃 比传感
浓 度 ，使 发 动机 实现 较 理想 的空燃 比，使 发动 机 燃 烧 更好 ，动 力更足 ，油耗 更低 ，排放 污 染更 少 ， 现在许 多新 的车 型 已逐 渐 安装 使用 。
空燃 比传 感 器 作为 新型 的氧传 感 器 ，虽然 与 常规 氧传 感 器用 的 是一 样 的材 料 ，但 是 由于采 用 了不 同的结 构型 式 ，使 得 空燃 比传 感 器在 性 能上 与常 规氧 传感 器 有很 大 的不 同。 因此有 必 要对 空
ｏｌ Ｉ
１ 浓） １（
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１ １） ９（ １
空 燃 比
图 １ 空燃 比传感器 的电压输 出特 性图
１ 性 能特 点 ． ３
根 据 图 １的电压特 性 可 以看 出 ，常规 氧传 感
燃 比传 感 器 的输 出 电流 为 零 。 际空燃 比数值 小 、 实
空燃比传感器为什么是超级探测器
近 ３ 年 来 ． 化锆 型 氧传 感 器 没什 么 犬 的变 化 ． 是增 ０ 氧 只 加 了 氧 传感 器 加 热 器 氧 传惑 器 正 常 工作 需 要 大 约 ６ ０ Ｆ ５ ｎ
３Ｃ ｌ ｆ ４ ￣ 的温度 冷启动工况期 间． ３ 加热器用采减少选到闭
环 的 时间 ．而且 在 怠 速运 转 期 间 ． 热器 可 以 使排 气 在温 度 加 低 时保 持 闭 环控 制 使 用传 统 氧化 锆 型氧 传 癌器 燃 油控 制 的反 馈 非常 狭 窄而 且 变化 稳 定 如果 需 要 非理 论 空燃 比 混 台物 ， ＣＭ将 可 能进 Ｐ 人 开环 操 作 ｎ 任 何操 作 工况 下 ． 了选 到 较好 的 燃 油控 制 在 为 管理 ． ＣＭ需 要知 道 任 何给 定 时 间的 精 确燃 油 混 台 设计 被 Ｐ
空 燃 比 传感 器 可 称为 宽 带 、宽频 带 、线 畦 稀式 传 感 器 等 。实 际 上 ． 燃 比传 感 器有 两 个基 本 的设 计 — —单 元 件 和 空
双元 件 空燃 比 侍感 器 。 单元 件 空燃 比 传感 器产 生 电压 的 方式 类 似于 传 统的 氧 传 感器 ．传感 器 可 以控 制 电流 流 过 Ｐ Ｍ 内专 用 的平 衡 控 制 ／ Ｃ 监
是 ３２ Ｖ
比 恃 感 器 的 有 效 空
燃 比 范 围 大 约 是
１ ２ １ 到
２０ １ 单
当 技 师设 法测 试传 感 器的 时候 ． 淆真 的开 始 了。 果你 混 如 不知 道这 辆 车装 备的 是 空燃 比传 感器 ． 就会 按 照传统 的 氧化 你
锆 型氧 传感 器 的步 骤测 试 将会 希望 传 感器 在 ０ Ｖ 间 你 ～１０ 之 上 下波 动 。然而 这 种情 、 ， 感 器 的 电压 保持 稳 定 在大 约 兄下 传 ０６ Ｖ 传 感 器是 否 能 读出 稀 混 合物 读 数 低于 ０ ｖ，浓混 台 ６ ２ 物 读数 高 于０８ 昵 々 下面 就 采验 证 Ｖ 下 果你 用 真 空泄 漏 如 产 生一 种 稀工 况 电压 会 升 高到 约 ０ 一旦取 消 真空 泄 漏 ． ８ 就 会 回到 约 ０６ Ｖ ６ 。你 想
高效车辆维修服务方案空燃比传感器故障的修复技巧
高效车辆维修服务方案空燃比传感器故障的修复技巧高效车辆维修服务方案：空燃比传感器故障的修复技巧一、引言车辆维修服务的高效性对于车主和维修师来说都至关重要。
其中空燃比传感器故障是常见的问题之一，本文将介绍修复这类故障的技巧。
二、了解空燃比传感器空燃比传感器是车辆发动机管理系统中的重要组成部分。
它的主要功能是测量发动机内燃烧室内空气与燃料的混合比例，确保燃料的供应符合理想的空燃比（理想的空燃比是14.7:1）。
传感器的读数提供给发动机控制单元（ECU），以保持发动机在最佳工作状态。
三、常见的空燃比传感器故障1. 传感器损坏：传感器内部部件故障或损坏，导致读数不准确或完全无法工作。
2. 电气问题：电路连接不良、传感器与ECU之间的电缆故障等都可能导致故障。
3. 污染和积碳：传感器接触到污染物或燃烧室内积聚的碳残留物会影响其正常工作。
4. 供电问题：传感器供电电压不稳定或低于正常范围。
四、修复技巧1. 检查传感器连接：首先，检查传感器与ECU之间的连接是否稳固，并确保电缆连接良好。
如果发现有松动或损坏的电缆，应及时更换。
2. 清洁传感器：使用专用的传感器清洁剂，对传感器进行清洁。
避免使用任何化学溶剂或清洁剂，因为这可能会损坏传感器。
清洁后，使用压缩空气将残留物彻底吹干。
3. 检查供电电压：使用多用途表或特定的电压测试仪器，检查传感器的供电电压。
如果电压低于正常范围，应检查电路是否存在问题，并进行修复。
4. 更换传感器：如果经过上述步骤故障仍未解决，可能需要更换空燃比传感器。
确保选择适合车型的原厂或经过认证的传感器，并按照制造商提供的指导进行更换。
五、维修前的建议在进行维修之前，建议车主采取以下预防措施：1. 定期保养：定期进行车辆保养，包括更换车辆运行所需的空气滤清器和燃油滤清器等。
2. 清洁燃烧室：定期清洁发动机燃烧室，避免碳残留物积聚，以减少对空燃比传感器的负面影响。
3. 注意燃料质量：选择高质量的燃料，并避免加入低质量的燃料或杂质。
烟度限制lambda值
烟度限制lambda值
烟度限制中的Lambda值（λ值）通常指的是Lambda传感器（也称为空燃比传感器）的读数，它用于测量发动机排放中的烟度，即排气中的黑烟程度。
Lambda传感器是一种用于闭环燃油喷射系统的传感器，它通过测量排气中的氧气浓度来确定空燃比（理论空燃比值的实际测量值）。
在汽车工程中，Lambda值的理论空燃比是14.7:1（对于汽油）或15.0:1（对于柴油），这是在理想条件下，完全燃烧所需的空气与燃料的比例。
Lambda传感器输出的电压信号与排气中的烟度成正比，高烟度意味着高燃料未完全燃烧的程度，因此Lambda值会低于1（对于汽油）或略低于1.5（对于柴油）。
当发动机运行时，如果Lambda传感器的读数高于1（对于汽油）或略高于1.5（对于柴油），这通常表明燃料过量，即空燃比过于富油，可能会导致黑烟排放。
相反，如果Lambda值低于1或远低于1.5，这可能表明发动机运行过于稀薄，即空燃比过于贫油，可能会导致发动机性能下降和蓝烟排放。
为了控制排放和提高发动机效率，现代汽车通常使用Lambda控制策略，其中ECU（电子控制单元）会根据Lambda传感器的读数调整燃
油喷射量，以维持理想的空燃比。
在某些情况下，Lambda传感器的读数可能会受到污染或其他因素的影响，导致读数不准确。
这可能会导致错误的燃油喷射调整，从而影响发动机性能和排放。
因此，Lambda传感器的校准和维护对于确保发动机正常运行和符合排放标准至关重要。
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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。
•
实际的空燃比信号电压值在2.4～
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•
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。
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•
双元件空燃比传感器也可以用万用表
和示波器来检测，其方法如下。
• ① 检测加热器电路。可按照与单元件空燃 比传感器相同的方法，检测其加热器电路。
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• ② 分开传感器线束接头。用万用表检查泵 元件输出和输入线路之间的修正电阻，其电 阻值应该为30～300。
• ③ 把传感器的接头插上，用万用表检查参 考接地端的电压，其值应该为2.4～2.7V。
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图a 单元件空燃比传感器的控制电路
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•
双元件空燃比传感器由2个氧化锆单
元组成（见图2.62），其中靠近排气侧的
是一个泵氧单元A，另一个靠近大气的是
电池单元B。
•
B的一面与大气接触而另一面是扩散
腔2，通过扩散孔1与排气接触，由于两侧
的氧含量不同，因此在两电极之间产生一
个电动势。幻灯片 13
a
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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。
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• ③ 通过人为的手段使混合气变浓或变稀， 将解码器显示的空燃比数值与废气分析仪 的检测结果相比较，如果两个检测结果不 匹配，说明传感器或控制系统有故障，需 要进行进一步的检查。
线，应有脉冲电压信号。
•
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•
可用万用表的电压挡测量两根信号线，
在发动机正常运转中，一条信号线的电压值
应该是3.0V，另一条信号线的电压值应该是
3.3V。如果电压值不正确，可能是线路开路
或短路或者是ECM故障。
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• （3）单元件空燃比传感器功能的检测。 单元件空燃比传感器的功能可以用汽车制 造厂家提供的专用解码器检测。通常是通 过解码器向发动机ECU发出让混合气以一定 比例加浓或变稀的指令，同时读取空燃比 传感器的信号变化，并据此判定氧传感器 是否工作正常。
•
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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• 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。
空燃比传感 器
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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）。
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•
它能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可
正常工作的空燃比范围大约为12∶1～20∶1，使
得ECM在非理论空燃比区域范围内实现喷油量
的反馈控制成为可能。
使5根接线的空燃比传感器变为有6根接线。
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二 空燃比传感器的检测
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Page 16开关，拔下空燃比传感器的线 束插头。
• ② 参照维修手册和电路图的指示，用数字 万用表从传感器插头上检测空燃比传感器 加热器的电阻，其阻值标准为1.8～3.4 （丰田车型标准），如不相符，应更换传 感器。
4.0V变化，见图b。幻灯片 10
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•
单元件空燃比传感器和氧传感器一样，
有4根接线［见图a］，其中2根为氧化锆的2
个电极，之间的电压差约为0.4V；另外2根为
加热器的接线。
• 幻灯片 10
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单元件空燃比传感器
1—陶瓷涂层 2—多孔氧化铝 3—扩散障碍层 4—氧化铝 5—空气 6—加热器 7—铂电极
•
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，
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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
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•
ECM监测电池单元B的电压差信号端的电
压值，并控制施加于泵氧单元A上的电压，以
改变其泵电流，造成氧离子的移动，以改变扩
散腔内的氧分子浓度，使电池单元B的电压差
信号值维持在0.45V。
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图b 双元件空燃比传感器原理
1—扩散孔 2—扩散腔 3—空气腔 4—微调电阻
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