细说氧传感器(三元催化器核心部件)[归纳整理]
汽车氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器：它被用来监测发动机所排出废气中氧的含量或浓度，并根据所测得的数据输出一个信号电压，反馈给车载电脑（ECU），车载电脑根据收到的信号控制喷油量、进气量的大小，调整气、油比，从而达到省油、提高效率、减少污染等目的。(最佳气油比为14.7:1) 它通常安装在排气系统中，直接与排气气流接触。 据国外权威机构统计：汽车使用氧传感器后可省油15%、提高效率18%、降低污染50% 如果氧传感器出现故障，不但会使汽车费油及排放超标，还会使发动机工况恶化，导致怠速熄火、发动机运转失准等各种故障 一车用氧传感器工作原理 氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。 工作原理 氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下(高温和铂催化)，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21％，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，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。6～1V)，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。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800°C时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。 二氧传感器的作用 电喷车为获得高排气净化率，降低排气中（CO））一氧化碳、（HC）碳氢化合物和（NOX）氮氧化合物成份，必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性，在理论空燃比（14/：7）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态（小电动势：O伏）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1伏）通知（ECU）电脑。 ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。 主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ECU）电脑控制，当空气进量小（排气温度低）电流流向加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。 在试管状态化锆元素（ZRO2）的内外两侧，设置有白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电机外侧，内侧输入氧浓度高于大气，外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。 应当指出采用三元催化器后，必须使用无铅汽油，否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意，氧传感器在油门稳定，配制标准混合时较为重要的作用，而在频繁加浓或变稀混合时，（ECU）电脑将忽略氧传感器的信息，氧传感器就不能起作用。 三氧传感器的故障原因及诊断（要在专业维修店进行） 经过对故障的现象认真分析后，要进行以下的检测。 （一）发动机的基本检测：测量各汽缸的压力，均在1080Kpa（千帕）以上，正常；燃油系统压力2801080Kpa（千帕），正常；测尾气CO（一氧化碳）含量为7。5%，严重超标（正常为0.35%）。说明燃烧不完全。 （二）读取发动机控制系统故障码：使发动机怠速空负荷运行，冷却液温度达到发动机正常温度85度以上。将X431与车上16针OBD-2诊断座连接通讯。使用X431的读取故障码功能，读到“氧传感器不可靠信号”的故障内容。说明氧传感器本体或线路有故障。为了进一步确定这一故障的判断，可使用X431的读取动态数据流功能。 （三）对动态数据流进行分析： （1）在发动机冷却液温度达到90度时，氧传感器本题加热温度达到了300度以上，传感器开始工作了。它正常工作会产生0.1~0.9V的变化电压信号输送给ECU（行车电脑）。但实测电压恒定不变（氧传感器损坏后电压信号恒定不变，一般都是低电压），ECU接收这个电压信号后，判断发动机混合气过稀（低电压过稀，高电压过浓，ECU只是以此判断）。所以ECU控制喷油器延长喷油时间，使喷油量增加，供给变浓的混合气。因为ECU得不到正常的变化信号电压的反馈，因此不能自动调节混合气空燃比，造成混合气一直处于过浓状态。所以可以证明是氧传感器这一错误的信号电压造成ECU不能精确地计算喷油量，导致发动机混合气过浓。 （2）发动机在怠速及部分负荷条件下，空气流量、冷却水温、转速、节气门角度同时都是影响空燃比的重要因素。但从第一次与第二次测量数据的对比要看到它们的实测值均为正常，说明它们并没有影响到ECU的正常工作。 （3）“发动机负荷”即喷油脉宽，反映的是发动机每转的持续喷油时间。发动机在怠速及部分负荷运行时，其正常值应在1.3-2.5ms之间，数值越大说明喷油器持续喷油时间越长，喷油量就越多。该车实测值为3.5ms，所以证实了ECU控制喷油器增加了喷油量。在节气门角度2∠º，空气量3.0g/s正常情况下，喷油脉宽的增长，也说明了发动机进入的空气量与喷油量的实际比例小于14.7，所以产生浓混合气。 （4）由以上分析可得出： ① 是氧传感器失效造成了发动机混合气过浓。混合气过浓，空气不足，燃油不能完全燃烧，使发动机工作不正常：怠速不稳、排气管冒黑烟、功率下降及油耗升高。 ② 未燃的汽油排入高温的三元催化转换器内，遇到空气中的氧分子就会急骤燃烧起来，使催化剂熔融，堵塞催化转换器的排气孔造成排气节流。从而造成发动机功率更加严重下降，给汽车的动力性、经济性造成极大的影响。 四故障的检修与排除 根据以上的诊断，首先检查了氧传感器的工况。 （1）检查基本电压：将氧传感器接头拔下，用数字万用表表笔连接到插头的3和4（通向ECU的插孔）处。点火开关ON，测量电压为4.5V，正常。 （2）检查加热元件：起动发动机，用数字万用表表笔连接到插头的1和2之间测电阻，显示为∞（常温下为1-5Ω）。说明加热元件已损环。 （3）接着从排气管上拆下三元催化转换器，从其排气进口清楚地看到网状通气孔大部分已堵塞，说明转换器已损坏。将转换器内部凿空后装回排气管上，使用免拆式清洗机用除炭剂进行清洗喷油器及气缸内积炭，使发动机在2000rpm运转了10min后，断开清洗机。再将氧传感器和三元催化转换器更换了新件。最后使用X431删除了故障码。 （4）起动发动机，怠速运转平稳，踩油门转速提升灵敏，排气管已无黑烟上路行驶，加性性能恢复良好。试车后再用X431读取发动机动态数据流：转速840rpm，氧传感器信号电压在0.1-0.9V之间变化，发动机负荷为2.0ms，测尾气CO含量为0.18%。结果显示正常，证明故障完全排除。 综上所述，通过对氧传感器工作原理的正确理解和对动态数据流的深入分析，准确地找到了因氧传感器失效而造成发动机故障的原因。因此利用专用诊断仪协查发动机故障是一种行之有效的检测手段。 (全文完)
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简单地介绍，氧传感器就是根据空气与排出的废气做比较，空气与排出的废气中的含氧量的差，它会产生电压的一种“电池”，当空气与排出的废气中的含氧量的差越大，氧传感器上的电压越高。又因为氧传感器的正常工作温度是300度以上，所以它有个加热器，一般
在冷车时半分种内就会迅速达到这个温度（冷车怠速不稳，当然与它也有关）。
所以它有四根接线，两跟是输出信号、另两跟则是加热用的。
氧传感器一般有两种材料制成，一种二氧化锆，另一种是二氧化钛。两种氧传感器原理是一样的，但特性不一样。我们奇瑞是用二氧化锆氧传感器。故现在给你讲一下二氧化锆氧传感器在没有仪表的情况下，检查它的好坏。
氧传感器常见故障有：外表破裂、内部电热器损坏、导线断等，你是可以看出或用万用表量出的，电热器两端在5 -7Ω时是正常的。出了这个范围，电热器则有可能损坏。
但氧传感器中毒、氧传感器信号不正确引起的三元催化转换效力降低、油耗和排污上升、怠速不稳等肉眼是看不出的，但你抓住氧传感器是测浓度变化会引起电压变化这个特点，是可以自己检查的；
在怠速时氧传感器上输出两端大约有0.5伏电压，但混合气变稀时它的电压迅速下降，混合气变浓时它的电压迅速上升。
自己可用模拟的办法来改变混合气浓度。
变稀：
怠速时突然拔掉进气管与真空泵的胶管，这时候大量空气进入进气管。混合气变稀。
变浓：
怠速时在节气门处（拆掉空滤后进气管）用手掌捂住。这时候减少空气进入进气管。混合气变浓。
用这个方法，自己人工使混合气变化。同时观测氧传感器上输出电压会在0.5伏上下迅速变化。如果反映不灵敏，或是不变化。那么氧传感器就是老化或是坏了。
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氧传感器的电路如图2所示。氧传感器上有四个接线端子，其中接线端子1通过主继电器与蓄电池连通；接线端子2与发动机电脑（ECU）的接线端子19或2连通；接线端子3与电脑（ECU）的接线端子10连通；接线端子4与电脑（ECU）的接线端子28连通。
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太专业，看到蛋抽筋。
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