汽車氧傳感器工作原理及檢測方法

梁景

【摘要】氧傳感器在車輛應(yīng)用中發(fā)生故障一般是由于老化、線路故障和燃油問題造成，本文介紹汽車氧傳感器的工作原理及檢測的一般方法。

【關(guān)鍵詞】氧傳感器 工作原理 檢測方法

一、氧傳感器的工作原理

（一）氧化鋯式氧傳感器：在高溫和鉑催化作用下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差產(chǎn)生電動勢。當(dāng)套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時，在電極之間產(chǎn)生一個高電壓（0.6～1V），這個電壓信號被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。

（二）氧化鈦式氧傳感器：利用多孔狀導(dǎo)體TiO2的導(dǎo)電性隨排氣中氧含量的變化而變化的特性制成，當(dāng)發(fā)動機的可燃混合氣濃時，二氧化鈦呈現(xiàn)低阻狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動機的可燃混合氣稀時，二氧化鈦呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。由于氧傳感器的電阻發(fā)生改變，使得與電控單元連接的氧傳感器負極上的電壓降也產(chǎn)生變化。根據(jù)氧傳感器的電壓信號，電控單元控制混合氣的濃度保持在理論空燃比附近的狹小范圍內(nèi)。

（三）寬頻型氧傳感器：為了省油，實現(xiàn)稀薄燃燒而誕生的寬頻氧傳感器，通過單元泵工作，可將尾氣中的氧吸入測量室，單元泵工作所用電流，即為傳遞給控制單元的電信號，控制氧傳感器的電壓值在450mv附近。當(dāng)泵入混合氣過濃時，測試室的氧量少，氧傳感器電壓值超過450mv，控制單元增大單元泵的工作電流，使單元泵旋轉(zhuǎn)速度增加，增加泵氧速度，使氧傳感器電壓值恢復(fù)到450mv；當(dāng)混合氣過稀時，測試室中氧的含量較多，電壓值下降，此時加大噴油量，同時減少單元泵的工作電流，使氧傳感器電壓值盡快恢復(fù)到450mv的電壓值

二、檢測方法

（一）汽車氧傳感器加熱器電阻的檢查。拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40ω（參考具體車型說明書）。如不符合標準，應(yīng)更換氧傳感器。

（二）汽車氧傳感器反饋電壓的測量。測量氧傳感器的反饋電壓時，應(yīng)拔下氧傳感器的線束插頭，對照車型的電路圖，從氧傳感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細導(dǎo)線，然后插好線束插頭，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中，從引出線上測出反饋電壓，對氧傳感器的反饋電壓進行檢測時，最好使用具有低量程（通常為2v）和高阻抗（內(nèi)阻大于10mω）的指針型萬用表。具體的檢測方法如下：

1.將發(fā)動機熱車至正常工作溫度（或起動后以2500r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)2min）；

2.將萬用表電壓檔的負表筆接蓄電池負極，正表筆接氧傳感器線束插頭反饋電壓輸出引線；

3.讓發(fā)動機以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運轉(zhuǎn)，同時檢查電壓表指針能否在0-1v之間來回擺動，記下10s內(nèi)電壓表指針擺動的次數(shù)。在正常情況下，隨著反饋控制的進行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45v上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。如果少于8次，則說明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常，其原因可能是氧傳感器表面有積碳，使靈敏度降低所致。對此，應(yīng)讓發(fā)動機以2500r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)約2min，以清除氧傳感器表面的積碳，然后再檢查反饋電壓。如果在清除積碳可后電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳感器損壞，或電腦反饋控制電路有故障。

4.檢查氧傳感器有無損壞。拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負表筆良好搭鐵。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中測量反饋電壓，先脫開接在進氣管上的曲軸箱強制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個4-8kω的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器已損壞。另外，氧化鈦式氧傳感器在采用上述方法檢測時，若是良好的氧傳感器，輸出端的電壓應(yīng)以2.5v為中心上下波動。否則可拆下傳感器并暴露在空氣中，冷卻后測量其電阻值。若電阻值很大，說明傳感器是好的，否則應(yīng)更換傳感器。

（三）線寬頻型氧傳感器檢測。這種傳感器插頭帶有精密電阻，更換氧傳感器時，必須線與插頭同時更換，寬量程氧傳感器單件檢測方法：端子3和4是加熱器，不應(yīng)該開路，加在上面的電壓為12V，端子1是信號輸出，端子5和6是參考電壓，端子2是泵電流輸入。有的寬量程氧傳感器端子5和6是作為同一個端子輸出（5）線。寬量程氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0V～2.0V。電壓值大于1.5V時混合氣過稀（氧多），電壓值小于1.5V時混合氣過濃（氧少）。電壓值為OV、1.5V、4.9V的恒定值時都說明氧傳感器線路有故障。急加速與急減速時電壓可能到0.8與4.9，這是正常的。

（四）汽車氧傳感器外觀顏色的檢查。將氧傳感器從車輛上拆下，檢查其外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損，如有破損，應(yīng)更換氧傳感器。此外，可以觀察氧傳感器頂尖部位的顏色來判斷故障：

1.淡灰色頂尖：這是氧傳感器的正常顏色；

2.白色頂尖：由硅污染造成的，此時必須更換氧傳感器；

3.棕色頂尖：由鉛污染造成的，如果嚴重，也必須更換氧傳感器；

4.黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發(fā)動機積碳故障后，一般可以自動清除氧傳感器上的積碳。

三、結(jié)語

氧傳感器廣泛應(yīng)用于各類汽車，汽車維修人員必須深入掌握其結(jié)構(gòu)組成、工作原理、故障特點及檢測方法，只有這樣，才能保證快速、準確地排除由于氧傳感器損壞而導(dǎo)致的汽車故障。