氧傳感器的結(jié)構(gòu)及原理使用及檢修和失效原因
電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的氧傳感器是現(xiàn)代汽車中一個(gè)非常重要的傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中氧的含量或濃度，并根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)輸出一個(gè)信號(hào)電壓，反饋給電腦，從而控制噴油量的大小，它通常安裝在排氣系統(tǒng)中，直接與排氣氣流接觸。
一、結(jié)構(gòu)及原理
氧傳感器采用二氧化鋯（一種在有氧氣的情況下能產(chǎn)生小電壓的陶瓷材料)作敏感元件，即在傳感器端部有一個(gè)由二氧化鋯做成的試管狀的套管，傳感器內(nèi)側(cè)通大氣，外側(cè)暴露在排氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣，穿過(guò)裝在排氣歧管中的氧傳感器的端部，與二氧化鋯的外側(cè)接觸?？諝鈴膫鞲衅鞯牧硪欢诉M(jìn)入，與套管的內(nèi)側(cè)接觸。套管的內(nèi)外表面覆蓋了薄層多孔鉑(白金)作為電極，內(nèi)表面是負(fù)極，外表面是正極。鉑起催化作用，使排氣中的氧與一氧化碳反應(yīng)，減少排氣中的含氧量，提高傳感器的靈敏度。一般在外側(cè)電極表面還有一個(gè)多孔氧化鋁陶瓷保護(hù)層，它可以防止廢氣燒蝕電極，但廢氣能夠滲進(jìn)保護(hù)層與電極接觸。
氧傳感器的工作原理與干電池相似，傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。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。大氣中氧的含量為21％，濃混合氣燃燒后的廢氣實(shí)際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。
在高溫及鉑的催化下，帶負(fù)電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負(fù)離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。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。6～1V)，這個(gè)電壓信號(hào)被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號(hào)看作濃混合氣，而把低電壓信號(hào)看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號(hào)，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論*佳空燃比來(lái)稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計(jì)量的關(guān)鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(shí)(端部達(dá)到300°C以上)其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800°C時(shí)，對(duì)混合氣的變化反應(yīng)*快，而在低溫時(shí)這種特性會(huì)發(fā)生很大變化。
二、使用及檢修
氧傳感器有多種形式，接線有一根、二根或者三根、四根。后兩種是裝有加熱元件的加熱式氧傳感器。使用時(shí)需要按照規(guī)定里程或時(shí)間間隔定期檢測(cè)或更換。新型的能保證行駛8～11萬(wàn)km。檢測(cè)時(shí)有的要求用掃描儀器來(lái)測(cè)量氧傳感器的輸出，有的可用數(shù)字電壓表檢測(cè)輸出電壓信號(hào)隨混合氣濃度變化的情況，以及ECU對(duì)電壓信號(hào)的反應(yīng)。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作溫度時(shí)，氧傳感器如不能隨混合氣的濃度輸出相應(yīng)的電壓，則證明已失效需更換。氧傳感器失效會(huì)導(dǎo)致混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，產(chǎn)生怠速不穩(wěn)、油耗過(guò)大、排放過(guò)高等故障，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障自診斷系統(tǒng)將點(diǎn)亮汽車儀表板上的發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈，提示要立即檢修。
氧傳感器失效一般原因有二：
一是已到使用期限(正常壽命約為11萬(wàn)km)；
二是碳煙、鉛化物、硅膠、機(jī)油等物質(zhì)沉積在氧傳感器上，造成失效。更換氧傳感器時(shí)應(yīng)先用絲錐等工具**排氣管上安裝螺紋孔內(nèi)的臟物和毛刺，在安裝時(shí)還需用特殊的防粘劑(其中含有石墨和玻璃粉，石墨燒掉后留下玻璃粉在螺紋上易于拆卸)。安裝擰緊力矩為15～25N.m。
注意：在氧傳感器附近應(yīng)避免使用橡膠潤(rùn)滑劑、皮帶油或者含硅的噴劑。硅化合物會(huì)堆集在傳感器通大氣一側(cè)，造成不正確電壓信號(hào)，使電腦誤以為是稀混合氣信號(hào)，而將混合氣調(diào)整過(guò)淡。使用含鉛汽油則效果正相反，鉛化合物堆集在傳感器通廢氣一側(cè)，使電腦誤以為是濃混合氣信號(hào)，而將混合氣調(diào)整過(guò)稀。檢測(cè)時(shí)不要用模擬(指針)式電壓表，因其內(nèi)阻小，通過(guò)的檢測(cè)電流足以燒壞傳感器。不要使用電阻表，以防輸入檢測(cè)電流燒壞。不要短接二線式氧傳感器兩接柱，或?qū)尉€式的輸出導(dǎo)線接地，以免造成損壞。
三、桑塔納2000氧傳感器的檢測(cè)
線路控制原理。氧傳感器有4根導(dǎo)線，兩根白色導(dǎo)線之間是加**圈，受油泵繼電器的控制，氧傳感器將信號(hào)電壓通過(guò)黑色和灰色導(dǎo)線送至ECU。油泵繼電器線圈一端接點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，一端接ECU接腳3，當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，未起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，ECU控制油泵繼電器只通電1s左右，油泵供油1s左右，為起動(dòng)作準(zhǔn)備；當(dāng)起動(dòng)后，ECU控制油泵繼電器線圈始終通電，此時(shí)油泵繼電器觸點(diǎn)吸合，氧傳感器加**圈通電加熱，位于中央接線板的5號(hào)保險(xiǎn)片(20A)，即F3串接在加**路中。
線路檢測(cè)分靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩種。
1．靜態(tài)檢測(cè)
檢測(cè)加**圈供電電壓(插頭1—2)：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)0FF，拔下電插，檢測(cè)1—2之間供電電壓，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)不起動(dòng)，供電電壓瞬顯12V，或短時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，供電電壓應(yīng)為12V，否則檢查油泵繼電器線路。
檢測(cè)加**圈阻值(插座1—2)：檢測(cè)1—2之間阻值，應(yīng)為0.5～20歐姆，該值與溫度有關(guān)。
2．動(dòng)態(tài)檢測(cè)
檢測(cè)氧傳感器信號(hào)電壓（3-4）：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF，插上電插，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并空載運(yùn)行，檢測(cè)3～4之間信號(hào)電壓應(yīng)在0.2～0.8V之間，并在此區(qū)間內(nèi)擺動(dòng)。
公安機(jī)關(guān)備案號(hào)：
