谈汽车氧传感器原理及检测方法

谈汽车氧传感器原理及检测方法

王超

洛阳机车高级技工学校

摘要：氧传感器是电控发动机的重要传感器之一，对发动机的正常工作和尾气排放控制起着重要作用，如果氧传感器或其连接线路出现故障，可能会出现排放超标、回火、放炮、怠速熄火、发动机运转失准、油耗增大等故障，使发动机工况恶化。本文探讨氧传感器的原理及检测方法，希望能对汽车维修从业人员有一定的帮助。

关键词：汽车氧传感器    原理    检测方法

一、汽车氧传感器功用

检测废气中的氧含量并获得混合气的空燃比浓稀信号，该信号输入ECM后，ECM 根据该信号调整发动机的喷油量，实现闭环控制，使催化转换器更好地发挥净化作用。在排气系统三元催化器前后各安装一只，两只氧传感器是一样的，习惯上安装在三元催化器前的叫前氧传感器，前氧传感器主要负责修正喷油量，安装在三元催化器后面的称为后氧传感器，主要检测三元催化器的工作效果。如图1所示：

            图1                                         图2

二、常见的二氧化锆氧传感器工作原理

工作时，在高温废气冲刷下，氧气发生电离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧离子浓度低，在氧浓差作用下，氧离子从大气侧向排气侧扩散，从而形成了氧浓度差电池，如图2所示。发动机刚刚启动后，由于排气温度偏低，氧传感器不工作，发动机在开环状态下工作。只有排气温度升高（300℃）后，氧传感器才工作两侧离子的浓度差产生电动势，当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压(0.7~1.0V)，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号（0.1~0.3V）看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。

三、桑塔纳2000GSi为例，介绍二氧化锆氧传感器的检测

如图3、图4所示，桑塔纳2000GSi采用的是二氧化锆氧传感器，前氧和后氧传感器是一样的，该传感器有四根线，1#、2#线是加热元件的电源线，因为氧传感器在300℃时候才能工作，所以传感器内部有自己的加热元件，1#、2#线为加热元件提供12V的供电。3#、4#线为氧传感器信号输出正、负。

                          图3  

                   图4

检测内容1：解码器检测氧传感器

氧传感器异常工作，都会在ECU 中存储故障码。因此，通过专用或通用解码器，可以查出氧传感器的故障代码00525会在ECU 氧传感器（G39）无信号，或氧传感器（G39）对正极短路。通过读取数据流，如果氧传感器示数长时间停滞在一个数值不变或变化缓慢，说明氧传感器有故障。

检测内容2：检测加热元件的电阻

在常温下，拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻挡测量插头端子1与端子2之间的电阻，在常温下阻值应为1~5Ω。若常温下阻值为无穷大，则说明加热元件断路，应更换氧传感器。

检测内容3：检测加热元件的电源电压

检测加热元件的电压时，拔下氧传感器插头，启动发动机，检测连接器插座上的端子1与2之间的电压。电压值应不低于11V。如电压为零，说明熔断丝断路或燃油泵电路触点接触不良，分别检修即可。

检测内容4：检测传感器的信号电压

万用表检测二氧化锆式氧传感器的信号电压的具体方法是：让发动机转速在2500r/min运行约90s左右，插头与插座连接，将万用表连接到氧传感器3#端子与4#端子的导线上，当混合气体浓（即节气门全开）时，信号电压应为0.7~1.0V；当混合气体稀（拔下空气流量传感器至发动机之间的真空管）时，信号电压应为0.1~0.3V。否则说明氧传感器失效，应更换。

检测内容5：示波器检测

测试方法：启动发动机，让传感器预热到300℃以上，发动机处于闭环工作状态时，用探针连接到传感器连接器3#和4#信号端子上。从怠速开始增大转速，观察氧传感器输出信号波形，并与标准波形比较，判断传感器的好坏。氧传感器在怠速和2500r/min时的正常波形如图5所示。

                            图5

结束语：综上所述，氧传感器是电控发动机重要的部件之一，也是汽车维修中常出现故障的传感器，在实际维修中，首先要理解该传感器的类型、原理，进而确定检测排查思路，这样才能事半功倍，准确、快速的排除故障，希望本文能对相关从业人员起到一定帮助。

参考文献：

[1]王银、陈丙辰.汽车传感器的使用和检测.北京：金盾出版社2002

[2]宋福昌.汽车传感器识别与检测图解.北京：电子工业出版社2003

[3]杨洪庆、孙宝明.汽车发动机电控技术.北京：中国人民大学出版社2023