【正文】 1000 萬輛以上。就我國來說，僅近三年需改加氧傳感器的舊車就超過 2020 萬輛，每年新生產(chǎn)的轎車所需的氧傳感器也超過 200 萬個(gè)。在一定溫度下，由于兩側(cè)氧濃度不同，高濃度側(cè) (陶瓷管內(nèi)側(cè) 4)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（ 4e）結(jié)合形成氧離子O2，使該電極帶正電， O2 離子通過電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃度側(cè) (廢氣側(cè) )，使該電極帶負(fù)電 , 即產(chǎn)生電勢(shì)差。 第一章 汽車氧傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 圖 11 加熱型管式氧傳感器核心元件 氧傳感器的工作原 理 氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測(cè)量各類加熱爐或排氣管道中的氧電勢(shì)，由化學(xué)平衡 原理 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氧濃度，達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制爐內(nèi)燃燒空燃比，保證產(chǎn)品質(zhì)量及 尾氣 排放達(dá)標(biāo)的測(cè)量元件，廣泛應(yīng)用于各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛控制。其基本工作原理是：在一定條件下 (高溫和鉑催化 )，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。當(dāng)套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時(shí)，在電極之間產(chǎn)生一個(gè)高電壓 (0。氧傳感器只有在高溫時(shí) (端部達(dá)到 300℃以上 )其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與廢氣相通。當(dāng)混合氣稀時(shí)，排氣中氧含量多，兩側(cè)氧濃度差小，只 產(chǎn)生小的電壓；相反，混合氣濃時(shí)電壓增大。加熱式氧傳感器安 裝靈活性大，不受極端溫升的影響，同時(shí)擴(kuò)大了混合氣閉環(huán)控制的工作范圍。這樣由于內(nèi) 、外側(cè)氧分壓不同 ，氧離子從濃度高的一 側(cè)穿過 ZrO2 固體電解質(zhì)向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散，從而在固體電解質(zhì)兩側(cè)電極上 產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)，且該氧濃差電勢(shì)隨著可燃混合氣濃度的變化而變化，形 成“氧濃差電池”，傳感器的信號(hào)相當(dāng)于一個(gè)可變電源 。因此 ，在理論空燃比附近，固 第一章 汽車氧傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 8 體電解質(zhì)兩邊的氧分壓之比的急劇變化將引起輸出電壓的急劇變化，表現(xiàn) 為工作曲線非常陡峭。 氧化鈦型氧傳感器 TiO2 式氧傳感器是利用 TiO2 材料的電阻值隨排氣中的氧含量的變化而變化的特性制成的，故又稱電阻型氧傳感器 。如圖 36 所示， ECU2 端子將一個(gè)恒定的 1 V 電壓加在 TiO2 式氧傳感器的一端上，傳感器的另一端與 ECU4接。在實(shí)際的反饋控制過 程中， TiO2 式與 ECU 連接的 4 端子上的電壓也是在 0． 1～ 0． 9V 之問不斷變化，這一點(diǎn)與 Zr02 氧傳感器式氧傳感器是相似的 。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。當(dāng)實(shí)際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動(dòng)勢(shì)： OV）通知 ECU。所以氧傳感器還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差。因此，檢測(cè)氧傳感器前，必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱，在氧傳感器達(dá)到正常工作溫度 300℃～ 350℃以后才能進(jìn)行檢測(cè)，在此之前，氧傳感器的電阻大，如同開路，氧傳感器不產(chǎn)生任何電壓信號(hào)；若發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度超過 800℃，氧傳感器的控制也將中斷。 氧傳感器的故障確認(rèn)采取“時(shí)域判定法” 所謂“時(shí)域判定法”，是指某傳感器的輸出信號(hào)是否在一定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化以及變化的范圍、頻率是否符合標(biāo)準(zhǔn)值，如果不發(fā)生這種變化，自診斷系統(tǒng)即確認(rèn)其有故障。正因?yàn)槿绱?，檢測(cè)氧傳感器的反饋信號(hào)，目前沒有其他設(shè)備比示波器更加快捷和有效。事實(shí)上，不僅氧傳感器發(fā)生自生性故障時(shí)會(huì)報(bào)警，而且發(fā)生他生性故障也會(huì)報(bào)警。因此，當(dāng)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘抖或者油耗增加等故障時(shí)，都應(yīng)當(dāng)調(diào)取并解讀故障代碼，很可能顯示“氧傳感器故障”。本實(shí)用新型涉及的氧傳感器中的不銹鋼內(nèi)電極彈簧與內(nèi)電極、該彈簧與內(nèi)電極銅套、內(nèi)電極銅套與導(dǎo)電銅套之間都有比較好的電接觸，并可用導(dǎo)線連接接線螺絲與航空插座，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的完美輸出。第三章 氧傳感器故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響分析 14 第三章 氧傳感器故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響分析 氧傳感器引起的故障現(xiàn)象 氧傳感器一旦出現(xiàn)故障，將使電子 燃油噴射系統(tǒng) 的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)象。如果懷疑怠速不穩(wěn)或加速不良等故障是氧傳感器引起的，檢修時(shí)只需拔下氧傳感器接頭，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的故障消失，則說明氧傳感器已經(jīng)損壞，必須更換，如果發(fā)動(dòng)機(jī)故障依舊，那么還要從其他地方找原因。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標(biāo)造成的。信號(hào)電壓大約為 0V— 。 3．模擬檢測(cè)：拔下一根發(fā)動(dòng)機(jī)的真空軟管，模擬混合氣變稀， 若氧傳感器的信號(hào)電壓下降到 ；堵住空氣濾清器的進(jìn)氣口，模擬混合氣變濃．若氧傳感器的信號(hào)電壓上升到 V— ，說明氧傳感器工作正常。但往往由于過高的排氣溫度 ，而使鉛侵入其內(nèi)部，阻礙了氧離子的擴(kuò)散，使氧傳感器失效，這時(shí)就只能更換了。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入了油污或塵埃等沉積物，會(huì)阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的 信號(hào)失準(zhǔn)， ECU 不能及時(shí)地修正空燃比。因此，處理時(shí)要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換。 2．由 F氧傳感器所形成的電動(dòng)勢(shì)的能量非常?。杂闷胀ǖ娜f用表是無法測(cè)定的，必須使用示波器或者高阻抗的數(shù)字式萬用表才行。氧傳感器損壞后應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，采取將氧傳感器斷路或者短路的辦法是不口 r取的，因?yàn)榇藭r(shí)實(shí)行的是“開路控制”，對(duì)空燃比的調(diào)節(jié)不精確，會(huì)帶來動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化性的惡化?；蛘叨氯嗽撏饪?，會(huì)使氧傳感器的輸出信號(hào)失真。 第四章 汽車氧傳感器典型故障分析 18 第四章 汽車氧傳感器典型故障分析 故障現(xiàn)象 一輛豐田凌志 400轎車，已經(jīng)跑了 10多萬千米。凌志 400轎車使用電子燃油控制系統(tǒng)．備有自診功能。根據(jù)正常的操作方法，先易后難地逐一進(jìn)行 檢測(cè)，推斷故障所在。拆開檢查后，發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)臟，但不太嚴(yán)重，把它清干凈后裝回，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)量進(jìn)氣氣管真空度，測(cè)第四章 汽車氧傳感器典型故障分析 19 得為 62kPa，符合要求。 3．點(diǎn)火系統(tǒng) 點(diǎn)火系統(tǒng)工作不好會(huì)引起燃燒不充分，也是上述故障的原因之一。 很均勻，這就可能是控制不好引起的副作用問題了。再測(cè)量端子 OXl、 OX2的電壓，將發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速到節(jié)氣門全開，發(fā)現(xiàn) OXl、 OX2端子跟 El之間的電壓在 0． 5 V以下，只輕微地動(dòng)了動(dòng)．大概只有 — V(正常應(yīng)在 0． 5 第四章 汽車氧傳感器典型故障分析 20 V以上 )這就是問題所在，由于氧傳感器不能正常地把信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，不能對(duì)噴油器的噴油時(shí)間進(jìn)行控制和修正，產(chǎn)生混合氣過稀、 過濃現(xiàn)象，導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)；最后和車主商量。結(jié) 論 21 結(jié) 論 為了節(jié)能和防止汽車污染，西方發(fā)達(dá)國家大都裝有氧傳感器，對(duì)我國來說裝汽車用氧傳感器