氧传感器

当稀混合气燃烧时，因为废气中含有高浓度的O2和低浓度的
CO和HC，即使O2和CO发生反应，外测电极表面上还有剩 余的O2。所以，氧浓度差小，几乎不产生电动势。
特性
评价氧传感器性能的三大指标： 最大：近1V 最小：近0V 变化次数：一般10s变化不少于8次（2500r/min）
氧传感器的信号波形（2500r/min）
组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。
原理：
废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大； 废气中氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小。
金属外壳 陶瓷绝缘体
二氧化钛元件
接线端子
金属保护套
导线
陶瓷元件
3、工作原理

氧化钛式氧传感器：它是利用多孔 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的，故 又称电阻性氧传感器。这种传感器 的结构简单、体积小、成本低，但 是在300℃～900℃工作时，电阻值 随温度变化较大，所以必须用温度 补偿的方法来提高精度，通常用另 一个实心TiO2导体作为温度补偿
氧化锆式氧传感器的工作条件
氧化锆氧传感器满足以下三个条件才能 正常调节混合气浓度： 发动机温度高于的60℃； 氧化锆氧传感器自身温度高于300℃； 发动机工作在怠速工况和部分负荷工况。 因此： 氧化锆氧传感器安装在温度较高的排气 管上； 采用了加热器对锆管进行加热；
氧化钛式氧传感器
低频脉冲 直流电压档， 观察信号跳动
特性
氧传感器 ECU 喷油器
发动机怠速和部分负荷 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℃
特性
氧传感器信号的影响因数分析： 内因：氧传感器
氧 传 感 器 信 号
空燃比 外因：O2浓度差
燃烧过程 氧传感器信号不仅反映氧传感器性能，同时反映 发动机的工作状态。
与氧化锆型O2传感器相比，有结构简单、 体积小、价格低等优点，但有电阻随温度 变化大的缺点。因此，需要温度补偿回路 ，或者通过内装加热器来确保温度稳定性
氧化钛式氧传感器的工作条件
氧化钛氧传感器满足以下三个条件才能正常调节混合气 浓度： 发动机温度高于的60℃； 氧化钛氧传感器自身温度高于600℃； 发动机工作在怠速工况和部分负荷工况。 因此： 氧化钛氧传感器安装在温度较高的排气管上； 采用了加热器对传感元件进行加热；
原理
氧浓度的电压信号？
混合气浓，空燃 比小于14.7，约 为0.9V
混合气稀， 空燃比大 于14.7 ， 约为0.1V 电压在空燃 比14.7 跃变
V
废气
大气
微电池：氧浓度差—电压 无源传感器（参考电压0.45V）
特点：
跃变——灵敏——精确
原理
氧传感器信号 空燃比14.7：1？
氧传感器高电 压 空燃比14.7:1
氧化锆传感器
氧化钛传感器
学习体验
1、氧传感器的检测


氧传感器的基本电路如图 6所示。 （1）氧传感器加热器电阻的检测 点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接 器，用万用表Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子 与自搭铁端子（图 6的端子1和2）间的电阻（图 7）， 其电阻值应符合标准值（一般为4-40Ω；具体数值参 见具体车型说明书）。如不符合标准，应更换氧传感 器。测量后，接好氧传感器线束连接器，以便作进一 步的检测。
氧传感器检测
1、指针万用表测试：
电压变化应在01—0.9V之间，怠速情况下，
10秒钟至少变化5次以上，否则氧传感器 老化。
测试导线：分为1线、2线、3线、4线、
7线
氧传感器检测
2、示波器的检测： 信号电压在0.1—0.9V之间变化，而且是以0.45V为中心上 下跳动，一次高于0.45V，然后一次又低于0.45V,交替变化。
4、结构
氧化钛 式氧传 感器
氧化钛式氧传感器有两个电极，一个是信号正极， 一个是信号负极。为了使氧化钛式氧传感器能迅速达 到 它的工作温度（300℃）而投入工作，在氧传感器 内部有热敏电阻加热元件对它进行加热，以保持氧化 钛式 氧传感器在发动机工作过程中的温度保持恒定。
氧化钛型O2传感器

特点：
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类型
1线氧传感器
信号线
2线氧传感器
信号线 接地
ECU 3线氧传感器
信号线
信号线 信号线
ECU
4线氧传感器
ECU
ECU
氧传感器外部接线： 单线：信号线、外壳接地 双线：信号线、接地线 三线：电源、加热、信号（外壳接地） 四线：电源、加热、两个信号、
结构
ECU
加热器：预热， 300℃
锆管：敏感元件
加 热
单元二、氧传感器 和空燃比传感器
氧传感器
氧传感器的作用 氧传感器的分类 氧传感器结构及工作原理 氧传感器工作过程
1、氧传感器的作用
如何将空燃比 控制为14.7？ 空燃比 气 空燃比 油 修正油
喷油 氧 14.7:1
ECU如何获得 空燃比信号？
氧传感器
用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧 气浓度信号转变成电子信号输送给ECU，作 为判定混合气浓度并对混合气浓度进行修正 的重要参考信号。
废气
大气
冷态不工 作
氧传感器 (O2S)
氧化锆式氧传感器
氧化锆型O2传感器

原理：
氧化锆(ZrO2)固体电解质 具有当温度升高时，使氧 离子在它的内部容易移动 的性质。 将氧化锆烧结成试管 状并在内侧和外侧镀有 白金电极；其内侧注入 大气并使氧浓度保持一 定，而外侧则处于接触 排气的状态。
氧化锆型氧传感器构造
安装位置：发动机排气管上。
位置
排气管上
伸入排气管内
氧传感器的分类
按检测范围分：窄型氧传感器（氧传感器）、宽型氧传 感器（空燃比传感器） 按位置分：上游氧传感器、下游氧传感器 按材料和结构分：氧化锆式、氧化钛式 按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型 按传感器接线分： 1线、2线——————非加热型 3线、4线——————加热型
喷油器增油
喷油器减油
氧传感器低电压低
氧化锆型O2传感器
工作原理：
当两级间产生氧浓度差时，氧离子就从氧浓度高的一侧向低
的一侧流动，从而产生电动势。
当浓混和气燃烧所生产的废气遇上外侧的白金电极时，在白
金的催化作用下其残余的微量O2与废气中的CO和HC产生反 应，使外侧白金表面上的O2几乎全部消失。而此时它与内侧 电极的氧浓度之差达到最大，可产生较大的电动势。