氧传感器电路图

1. 氧传感器的结构

氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一,用于检测发动机的燃烧状况,通过测定发动机排气管内废气中的氧含量（浓度） 判定空燃比,电子控制单元ECU 据此发出反馈信号不断修正喷油量,使空燃比收敛于理论值（λ= 1） 。其性能的好坏直接影响汽车的使用,因此,应及时检测、诊断并排除氧传感器的故障,从而保障汽车的使用性能。1 结构与原理 空燃比一旦偏离理论空燃比, 三元催化剂对CO、HC 和NOx 的净化能力将急剧下降。为了使装有三元催化转换装置的发动机达到最佳的排气净化性能,必须把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内。氧传感器用于检测进入三元催化转换装置的排气气体状态,是使用三元催化转换装置发动机上必不可少的传感器。目前已在汽车上使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。 1. 1 氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器（见图1） 的基本元件是专用图1 氧化皓式氧传感器在排气管中的结构陶瓷体,即氧化锆（ZrO2） 固体电解质,陶瓷体制成管状（锆管） ,固定在带有安装螺纹的固定套中。锆管表面装有透气铂电极,配有护管及电接头,其内表面与大气相通,外表面与废气相通,外表面还加装了一个防护套管,套管上开有通气槽。锆管的陶瓷体是多孔的,允许氧渗入该固体电解质内,温度较高时（高于300 ℃） ,氧气发生电离,如果在陶瓷体内（大气） 外（废气） 侧的氧气浓度不同,就会在2 个铂电极表面产生电压降,含氧量高的一侧为高电位。当混合气稀时,排气中含氧多,两侧浓度小,只产生小的电压；反之,混合气浓时,产生高电压。传感器的电压输出特性如图2 所示。根据所测电压值就可测量氧传感器外表面氧气含量,而发动机废气排放中的氧含量主要取决于混合气的空燃比,因此, ECU 根据氧传感器输入的电信号分析汽油的燃烧状况,以便及时修正喷油量,使空燃比处于理想状况,即λ=1 ,所以这种传感器又称为λ传感器。图2 氧化皓式氧传感器的电压输出特性 1. 2 氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛（ TiO2） 材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性构成的,故又称为电阻型氧传感器。二氧化钛是在室温下具有很高电阻的半导体,但当排气中氧含量少（混合气浓） 时,氧分子将脱离,使其晶体出现缺陷,便有更多的电子可用来传递电流,材料的电阻亦随之降低。此种现象与温度和氧含量有关,因此,欲将二氧化钛在300～900 ℃的排气温度中连续使用,必须作温度补偿。图3 为氧化钛式氧传感器的示意图,它具有2 个二氧化钛元件,一个是具有多孔性的用来感测排气中氧含量的二氧化钛陶瓷,另一个则为实心二氧化钛陶瓷,用作加热调节,补偿温度误差。该传感器外端以具有孔槽的金属管作为防护套,一方面让废气进出,另一方面防止里面二氧化钛元件受到外物撞击,传感器接线端以橡胶作为密封材料,防止外界气体渗入。它一般安装在排气歧管或尾管上,可借助排气高温将传感器加热至适当的工作温度。氧化钛式氧传感器的优点是结构简单,造价便宜,抗腐蚀、抗污染能力强,经久耐用,可靠性高。 图3 氧化钛式氧传感器结构示意图 2 氧传感器的故障原因 氧传感器的故障原因:氧传感器破碎失效；氧传感器内部进入油污或尘埃等沉积物,使传感器信号失真；使用含铅汽油使传感器中毒,而使其失效；此外,传感器橡胶垫及涂剂也会使传感器失效；电加热器故障也可能造成传感器在发动机起动及低温时不工作。氧传感器产生故障会造成其反馈信号出现异常,从而使电脑失去对混合气空燃比的调节。若混合气控制比不精确,会使排气净化恶化,因而必须及时排除故障或更换。 3 氧传感器的检测 氧传感器一般有单线、双线、三线、四线4 种引线形式。单线为氧化锆式氧传感器；双线为氧化钛式氧传感器；三线和四线为氧化锆式氧传感器。三线和四线的区别:三线氧传感器的加热器负极和信号输出负极共用一根线,四线氧传感器的加热器负极和信号负极分别各用一根线。图4 为四线氧化锆式氧传感器与ECU 的连接电路图。 图4 四线氧化皓式氧传感器与ECU的连接图 3. 1 氧传感器加热电阻丝电阻的检测 点火开关置于“OFF”位置,拔下氧传感器的导线连接器,用万用表的Ω 档测量氧传感器接线端中加热器端子和搭铁端子间的电阻,应为4～40 Ω ,若过大或过小,表示加热元件已损坏,应更换传感器。 3. 2 氧传感器反馈电压的检测拔下氧传感器插头,使发动机以2 500 r/ min 转速运转,电压应在0～1 V 变换（频率约50 次/ min） 。如电压保持在0 V 或1 V 不变,可用改变油门开度的办法人为地改变混合气浓度:突然踏下油门踏板时产生浓混合气,反馈电压应上升；突然松开油门时产生稀混合气,反馈电压应下降。如果没有变化,说明氧传感器已损坏,应更换。在检测氧传感器的反馈电压时,最好使用指针式万用表,以便直观地反应出反馈电压的变化情况,此外,电压表应是低量程和高阻抗的（阻抗太低会损坏传感器） 。氧传感器是否损坏,还可用简易方法判断:拔下氧传感器的插头,从插头处引入2 根导线,一根接线路的信号线电路,另一根接控制单元供应电压,两只手分别拿住线路两头,如果发动机的转速发生变化,即为氧传感器损坏,否则,为其它部位故障。 3. 3 氧化钛式氧传感器的检测 在采用上述方法检测时,良好的氧化钛式氧传感器输出端电压应以2. 5 V 为中心上下波动,否则,可拆下传感器并暴露在空气中,冷却后测量其电阻值。若阻值很大,说明传感器良好；反之,则传感器已损坏,应予更换。

2. 汽车水温传感器的电路图

1、氧传感器：当氧传感器故障时，ECU无法获取这些信息，就不知道喷射的汽油量是否正确，而不合适的油气空燃比会导致发动机功率降低，增加排放污染；

2、轮速传感器：它主要是收集汽车的转速来判断汽车有没有打滑的征兆，所以，就有一一个专门收集汽车轮速的传感器来完成这项工作，一般安装在每个车轮的轮毂上，而一旦传感器损坏，ABS会失效；

3、水温传感器：当水温传感器故障后，往往冷车启动时显示的还是热车时的温度信号，ECU得不到正确的信号，只能供给发动机较稀薄的混合气，所以发动机冷车不易启动，且还会伴随怠速运转不稳定，加速动力不足的问题；

4、电子油门踏板位置传感器：当传感器失效后，ECU无法测得油门位置信号，无法获得油门门踏板的正确位置，所以会出现发动机加速无力的现象，甚至出现发动机不能加速的情况；

5、进气压力传感器：进气压力传感器顾名思义就是随着发动机不同的转速负荷，感应一系列的电阻和压力变化，转换成电压信号，供ECU修正喷油量和点火正时角度。一般安装在节气门边上，假如故障了会引起点火困难、怠速不稳、加速无力等问题。

3. 怎么判断氧传感器的好坏

通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障：

1 淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色；

2 白色顶尖：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；

3 棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器；

4 黑色顶尖：由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。

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。

氧传感器信号的杂波通常由以下原因引起：

A.缸的点火不良(各种不同的根本原因，点火系统造成的点火不良，气缸压力造成的点火不良真空泄漏和喷油嘴不平衡造成的点火不良)；

B.系统设计，例如不同的进气管通道长度等；

C.由于发动机和零部件老化造成的系统设计问题的扩大(由于气缸压力不平衡造成的不同的进气管通道长度问题的扩大)；

D.系统设计，例如不同的进气管通道等。

(3)氧传感器电路图扩展阅读：

氧传感器的作用就是检测尾气中的含氧量，来确定混合气的浓度，并反馈给ECU。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（14.7：1）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。

4. 氧传感器的原理是什么

氧化钛式氧传感器，由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成，氧化钛式氧传感器是电阻型的传感器，当排气管中氧气浓度发生变化时，氧传感器的电阻将发生变化，废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大;废气中氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小。

发动机控制模块根据传感器两端的电压来判定混合气的浓度，进而对混合气的浓度进行适当的调整，氧传感器产生的电压将在理想空燃比14.7时产生突变，浓混合气时，氧传感器输出电压几乎为舍弃，一般为0.1V;稀混合气时，氧传感器输出电压接近1V或0.9V。

氧传感器和光电开关传感器有很大的不同之处，其氧传感器的电路连接图是氧传感器与发动机控制模块的连接电路图。通常在发动机上装有两个氧传感器;三元催化器之前是主氧传感器，三元催化器之后是副氧传感器。

5. 氧传感器电压高怎么修

氧传感器电压过高故障解决方法：1、查找下电路图插头上有两根线上是给氧传感器供电的，可以测量下供电的电压，跟前氧传感器的电压做下对比看是否正常。2、从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。3、清洗一下氧传感器。

氧传感器的常见故障：

1、氧传感器中毒氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。

2、氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。

3、积碳。由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。

4、氧传感器陶瓷碎裂。氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。

（图/文/摄： 唐 彦彦） 蔚来ES8 蔚来ES6 问界M5 蔚来EC6 小鹏汽车P7 传祺GS8 @2019

6. 氧传感器如何检测

检测氧传感器方法如下：根据电路图，断开发动机ECU与氧传感器的联接，对氧传感器进行检测，测量左右两边的主氧传感器加热元件的电阻，都在5.1~6.3Ω之间，接着测量ECU端子HTL和HTR对搭铁的电压在9~14V之间，只有检查氧传感器的工作情况了。按要求装好拆下的拆下的部件，起动发动机，并热车到正常的工作温度，连接诊断插座上的E1和TE1端子，用万用表的正极表棒连接到插座的VF1和VF2端子，负极表棒连接到E1，高怠速（2500r/min）运转2分钟以加热氧传感器，然后将发动机速保持在2500r/min。分别计算电表在0~5V之间的波动次数（正常应在每10秒内波动8次左右），测得的波动次数为零。始终保持在0V，问题可能是氧传感器信号问题。再测量端子OX1、OX2端子跟E1之间的电压在0.5V以下，只有0.1~0.2V（正常应在0.5V以上），这就说明氧传感器不工作，由于氧传感器不能正常地把信号反馈给发动机ECU，不能对喷油器的喷油肪宽进行控制和修正，产生混合气过稀、过浓现象，导致出现了故障问题。最后更换2个氧传感器和火花塞后，试车故障解除。 来源于网络