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氧傳感器原理：寬帶型氧傳感器的結構及原理 第1張" title="寬帶氧傳感器原理：寬帶型氧傳感器的結構及原理 第1張-傳感器知識網"/>

寬帶氧傳感器原理：寬帶型氧傳感器的結構及原理

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氧傳感器用于檢測排氣中氧的含量，發動機電腦依據排氣中氧的含量判斷混合氣的濃度，及時的修正噴油量。傳統的氧傳感器在混合氣濃時，輸出一個約0.6～0.9 V的電壓；當混合氣稀時，輸出一個約0.1～0.3 V的電壓。ECU依據氧傳感器輸出電壓值判斷混合氣濃或稀，從而在反復的修正噴油量，所以氧傳感器的電壓在0.1～0.9V之間波動。
傳統氧傳感器只能反饋混合濃或稀，至于精確的空燃比卻不能反饋，因此產生了寬帶型氧傳感器，它的輸出信號可以精確的反饋混合氣的空燃比，提高ECU的控制精度，最大限度地發揮三元催化器的作用，降低有害氣體的排放。
寬帶型氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎擴展而來。利用了氧化鋯的兩個特性：第一個特性是當氧化鋯兩側的含氧量不同時，在氧化鋯兩側的電極上產生電動勢，普通氧傳感器正是利用氧化鋯的這一特性；第二個特性與第一個特性相反，即當在氧化鋯兩側的電極上加上電壓時，可以使氧離子移動。
構成寬帶型氧傳感器的組件有以下兩個部分。
一部分稱為感應室，它的一面與大氣接觸而另一面是測試腔，通過擴散孔與排氣接觸，和普通氧化鋯氧傳感器一樣，由于感應室兩側的氧含量不同而產生一個電動勢，一般的氧化鋯傳感將此電壓作為控制單元的輸入信號來控制空燃比，而寬帶型氧傳感器與此不同的是：發動機控制單元要把感應室兩側的氧含量保持一致，讓電壓值維持在0.45 V，這個電壓只是電腦的參考標準值，它就需要傳感器的另一部分來完成。
另一部分是傳感器的關鍵部件泵氧元，泵氧元一邊是排氣，另一邊是與測試腔相連。泵氧元就是利用氧化鋯傳感器的反作用原理，將電壓施加于氧化鋯組件（泵氧元）上，這樣會造成氧離子的移動，把排氣中的氧泵入測試腔當中，使感應室兩側的電壓值維持在0.45 V，這個施加在泵氧元上變化的電壓，才是我們要的氧含量信號。如果混合氣太濃，那么排氣中含氧量下降，此時從擴散孔溢出的氧較多，感應室的電壓升高，為達到平衡發動機控制單元增加控制電流使泵氧元增加泵氧效率，使測試腔的氧含量增加，這樣可以調節感應室的電壓至0.45 V；相反混合氣太稀，則排氣中的含氧量增加，這時氧要從擴散孔進入測試腔，感應室電壓降低，此時泵氧元向外排出氧來平衡測試腔中的含氧量，使感應室的電壓維持在0.45 V。
總而言之，加在泵氧元上的電壓可以保證當測試腔內的氧多時，排出腔內的氧，這時發動機控制單元的控制電流是正電流；當腔內的氧少時，進行供氧，此時發動機控制單元的控制電流是負電流。以上過程供給泵氧元的電流就反映了排氣中的含氧量。

寬帶氧傳感器原理：寬帶氧傳感器的作用和工作原理是什么？

（1）作用和結構  用寬帶氧傳感器可以在0.8～2.5之間無級地測量燃油空氣比（連續的特性線）。寬帶氧傳感器以比常規氧傳感器更低的加熱功率工作。此外，寬帶氧傳感器可更快達到準備就緒狀態。
寬帶氧傳感器的傳感器機構由二氧化錯陶瓷層（層壓板）組成，如圖1所示。嵌人層壓板中的加熱元件負責將工作溫度快速提高到至少750℃的必要溫度。寬帶氧傳感器有兩個元件，即所謂的測量元件和參考元件。兩個元件都涂有鉑電極。
 （2）工作原理  電流施加在測量元件上，于是許多氧離子被抽人參考元件中，直到在參考元件的電極之間形成一個450mV的電壓為止。測量元件上施加的電流是燃油空氣比的測量參數，這樣空燃比控制可在燃燒室內建立每個所需的燃油空氣比。
寬帶氧傳感器有6個PIN角：
PIN1：氧傳感器產生的電壓信號。
PIN2：氧傳感器反饋給DME的正向或反向電流信號。
PIN3：氧傳感器的加熱電源線。
PIN4：氧傳感器的加熱搭鐵信號。
PINS：氧傳感器的搭鐵信號。
PIN6：氧傳感器的反饋信號。
在正常怠速情況下，從診斷儀上測量得到氧傳感器的電壓為2. 0V，如果大于2. 0V
說明混合氣稀，小于2. 0V說明混合氣濃。

寬帶氧傳感器原理：寬帶氧傳感器的工作原理和常見故障的檢查方法

寬帶氧傳感器的工作原理和常見故障的檢查方法

發布時間
: 2010-4-29 15:52 |
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來源
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隨著汽車尾氣排放限值要求的不斷提高，傳統的開關型氧傳感器已不能滿足需
要，取而代之的是控制精度更高的線性寬帶氧傳感器
(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor
，
簡稱
UEGO)
。氧傳感器閉環控制調節發動機燃燒室內的混合汽，以實現最佳的三元催化轉
換器運行，
從而滿足排放限值的要求。
為此，
氧傳感器閉環控制的任務是確保廢氣空燃比始
終處于催化轉換器的最佳工作點。
氧傳感器閉環控制只改變所要噴射的燃油質量、
燃燒室內
的空氣質量，
也就是說汽缸充氣和點火正時均不受影響，
因此氧傳感器是用來幫助確定廢氣
中氧含量而反映實際工況中的空燃比。
控制單元內的氧傳感器閉環控制必須通過所提供的信
號來對混合汽的成分做出相應調整，控制過程很大程度上取決于氧傳感器的屬性。

寬帶氧傳感器能夠提供準確的空燃比反饋信號給
ECU
，從而
ECU
精確地控制噴油時間，使
汽缸內混合汽濃度始終保持理論空燃比值。寬帶氧傳感器的使用提高了
ECU
的控制精度，
最大限度地發揮了三元催化器的作用，優化了發動機的性能，并可節省大約
15
％的燃油消
耗，更加有效地降低了有害氣體的排放。

寬帶氧傳感器通過檢測發動機尾氣排放中的氧含量，
并向電子控制單元
(ECU)
輸送
相應的電壓信號，反映空氣燃油混合比的稀濃。
ECU
根據氧傳感器傳送的實際混合汽濃稀
反饋信號而相應調節噴油脈寬，使發動機運行在最佳空燃比
(
λ
=1)
狀態，從而為催化轉換器
的尾氣處理創造理想的條件。如果混合汽太濃
(
λ

現代汽車發動機管理系統中，
安裝在催化轉換器前的寬帶氧傳感器，
稱作控制氧傳
感器，
安裝在三元催化器的上游位置，監測尾氣中氧的濃度，
并將信息反饋給控制單元，用
于調節噴油量，
從而實現發動機的閉環控制，
改善發動機的燃燒性能并減少有害氣體的排放。
根據
OBD-
Ⅱ規定，現代汽車必須對三元催化轉換器效率進行持續監控，為此配有診斷氧傳
感器，
安裝在催化轉換器的下游端。
通過比較催化轉換器上游和下游的傳感器信號，
可以確
定催化轉換器的效率。主要原因是由于控制氧傳感器因老化，其向
ECU
輸送的電壓信號曲
線會發生偏移，診斷氧傳感器會檢測控制氧傳感器是否仍然處于最佳工作狀態，然后
ECU
就可計算出矯正偏移所需的補償量。

由于老化而造成工作性能變差的氧傳感器，
也會影響燃油經濟性的指標。
老化的氧
傳感器提供給
DME
的混合汽濃度信號存在誤差，將使
DME
控制單元在可燃混合汽形成的
控制產生偏差，
而造成燃油消耗的增加。
表
1
是博世公司所做的氧傳感器對燃油經濟性影響
的明細表。

一、

寬帶型氧傳感器的分類及基本構造

根據氧傳感器的制造材料不同，
寬帶型氧傳感器可分為以
ZrO2
為基體的固化電解質型和利
用氧化物半導體電阻變化型兩大類；
根據傳感器的結構不同，
寬帶型氧傳感又可分為電池型、
臨界電流型及泵電池型。

寬帶型氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎擴展而來。
氧
化鋯型氧傳感器有一特性，
即當氧離子移動時會產生電動勢。
反之，
若將電動勢加在氧化鋯
組件上，即會造成氧離子的移動。根據此原理即可由發動機控制單元控制所想要的比例值。

構成寬帶型氧傳感器的組件有兩個部分：一部分為感應室，另一部分是泵氧元。

感應室的一面與大氣接觸，
而另一面是測試腔，
通過擴散孔與排氣接觸，
與普通氧
化鋯傳感器一樣，
由于感應室兩側的氧含量不同而產生一個電動勢。
一般的氧化鋯傳感器將

寬帶氧傳感器原理：趣談寬帶氧傳感器

　　提到寬帶氧傳感器，不得不先提下傳統的氧傳感器。

　　傳統的氧傳感器一般為4線，寬帶氧傳感器為6線或5線，從外觀上就很容易區分的。

　　傳統的氧傳感器也稱為窄帶氧傳感器，那到底什么是窄帶什么是寬帶呢？

　　這個“帶”其實是可測空燃比的一個區間范圍，對于窄氧來說，上圖的綠色區域才是反應空燃比有效的范圍，這個帶很窄，所以為窄帶。

　　也就是說，窄氧傳感器只有在空燃比為14.7：1及Lambda λ為1的附近能精確測量。而寬氧傳感器能檢測的范圍從Lambda 為0.7到2.5以上。

　　那這是怎么實現的呢，先從窄氧說起。

　　窄氧的內心現在多為二氧化鋯，而“鋯哥”有顆不安分的心，一旦加熱后，他就開始自嗨，變身為氧電池（即可直接看成電池），躁動的程度與氧氣有關，氧多時就會低調一點（低電平），氧少時就會很high（高電平）。

　　所以當窄氧在排氣管中，加熱與尾氣相遇后，一段浪漫的心電圖就產生了。這個心聲是告訴發動機該怎么做，并希望發動機能一直在自己的可控范圍內（0.45V附近），但由于檢測范圍實在太小，發動機控制只能每次向范圍靠近，越過范圍之后再往回調整，如此往復。

　　明白了窄氧之后，寬氧就好理解了。因為寬氧是由一個窄氧和一個氧泵組成。

　　在寬氧里面，窄氧升職了，做“經理”了，只需要坐在經理室（參考腔），控制外面的小弟（氧泵），讓自己一直保持自己在能精確控制發動機的范圍里面，也就是保持自己是0.45V。不管排氣管內的尾氣是稀是濃。發現氧少時，就告訴小弟搬點氧進來（吸氧），發現氧多時，就讓小弟把氧搬出去（排氧）。

　　然后，小弟具體是搬了多少氧，是往外搬還是往里搬，都會告訴發動機電腦，具體搬運的量就是氧泵的電流，往里搬時電流為正，往外搬時電流為負，并且電流的大小能具體反應空燃比的大小，從而更為精確的控制發動機工作。

　　大致明白了寬氧的工作原理后，hophy再介紹下實際工作時，該怎么診斷呢。

　　對于窄帶氧傳感器的診斷，一般在正常工作溫度下，觀察“鋯哥”的興奮程度是否足夠，一般10s內要變化7~8次以上。然后觀察興奮的強度是否足夠，是否能在0.1V~0.9V之間變化。如果中毒了，則會表現得要么一直太high（電壓高）或一直很抑郁（電壓低）。

　　對于寬帶氧傳感器的診斷，我們應先找下經理，測下窄氧的電壓，以以下電路圖為例，用電壓表，紅表棒測2#，黑表棒測1#，應該為0.45V 保持不變的。

　　接下來就看下小弟是否賣力工作。用電壓表，紅表棒測3#，黑表棒測1#，應該為+-0.45V左右變化。不同車型，會隨著排量不同，傳感器的不同，會有小小的區別。這兩個簡單的測量就能判斷此傳感器的好壞。

　　還可以直接測量氧泵的電流，可更為直觀的了解當期的空燃比，需要以下的專用工具。

　　然而依據氧傳感器的信號，電腦對發動機的的控制就要復雜很多，因為發動機不可能一直維持在空燃比為14.7：1這個經濟工況下的，有時根據駕駛員的意圖，需要急加速，這時的空燃比應在12：1左右，，對于窄帶氧傳感器來說，就無能為力了，只能放任不管，進行開環。而寬帶氧傳感器就能一直很貼心的告訴發動機電腦實時的空燃比，這就是寬帶氧傳感器的優勢所在。

　　對于改裝愛好者，也可以加裝一個空燃比表，原理就和寬帶氧傳感器一樣。