一文读懂氧传感器

上世纪90年代，汽车排放污染已日渐成为人们关注的热门话题。随着我国汽车排放法规的逐步规范和社会对汽车排放污染物控制的重视，电喷发动机在我国开始普及。经过近二十年的发展，电喷发动机技术已日益成熟，而汽车排放污染也得到了逐步控制，这都和发动机上一个重要的部件—氧传感器密不可分。

确切地说，电喷发动机采用了混合气成分的闭环控制和三元催化反应装置的联合使用技术，这是目前为止汽油机最有效的净化排气的方法。三元催化转化器能有效地净化CO,HC和NOx这三种有害气体，但其净化效率严格依赖于混合气浓度必须保持在理论空燃比（14.7:1）附近的狭小范围内。一旦混合气体浓度偏离了这个范围，三元催化转化器净化排气污染物的能力便急剧下降。正是由于空燃比的变化会引起排气中氧浓度相应的变化，因此，便在排气管中设置了氧传感器。

氧传感器随时检测排气中的氧浓度，并随时向汽车的电控单元反馈信号。电控单元根据反馈信号及时调整喷油量，如信号反映混合气偏浓，则减少喷油时间；反之，则增加喷油时间，从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比附近。这就是所谓的发动机闭环控制。

氧传感器是实现这一闭环控制必不可少的重要部件，它对发动机排放控制起着不可或缺的作用。现代电喷发动机一般装有前后两只氧传感器，三元催化转化器效率监测，必须使用位于三元催化转化器后方的第二个氧传感器。当三元催化转化器工作正常时，位于三元催化器前方的氧传感器的变动次数应高于后方的氧传感器，监测器比较前／后氧传感器的变动次数来判定三元催化转化器老化与否。 

氧传感器一旦出现故障，汽车电控单元就不能接收空燃比反馈信号，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

1、氧传感器中毒

氧传感器中毒是经常出现并且较难防治的一种故障，氧传感器顶尖部位的正常颜色为淡灰色，当顶尖部位的颜色为白色则是硅中毒，颜色为棕色则是铅中毒。

随着环保要求的日益提高，我国已全面禁止使用含铅汽油，这也避免了氧传感器铅中毒的问题。

2、积碳

积碳的氧传感器顶部是碳黑色的。积碳粘附在氧传感器表面，让对氧敏感材料不能与排气充分接触，积碳少的情况下，可能出现输出信号失准，积碳过多的情况下，氧传感器会完全失效。

3、氧传感器陶瓷碎裂

氧化锆氧传感器的陶瓷硬并且脆，在安装或维修过程中要避免用较硬的工具敲击或者是用强烈气流吹洗，这样都有可能会使陶瓷碎裂，所以要特别注意。

4、加热器电阻丝烧断

加热器电阻丝是给氧传感器进行加热，让其可以提前进入工作状态，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。 

5、氧传感器内部线路断脱

氧传感器内部线路有很多是由线束和端子连接不良造成的，故障还可能是由于其它电系统干涉和机械或化学损坏所造成的，有时会因为检修或其它原因导致其线路断路或脱落。

1、氧传感器加热器电阻的检测

将点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表欧姆挡测量氧传感器接线端中加热器端子与搭铁端子间的电阻（具体端子请查阅相关车型的维修手册），其电阻值应符合标准，一般为4～40Ω（具体数值参见具体车型说明书）。如不符合标准，应更换氧传感器。测量后，重新连接好氧传感器线束，以便作进一步的检测。

2、氧传感器反馈电压的检测

测量氧传感器反馈电压时，应先拔下氧传感器线束连接器插头，使用汽车电路测试跨接线进行测量，在发动机运转时从引出线上测量反馈电压。在对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用指针型的电压表，以便直观地反映出反馈电压的变化情况。发动机氧传感器反馈电压检测的具体步骤：

(1)、将发动机运转至正常工作温度。

(2)、把电压表的负表笔连接搭铁端或负极，正表笔接氧传感器线束插头上引出的测试线。

(3)、让发动机以2500r/min左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动，记下10s内电压表指针摆动次数。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.4V上下不断变化，10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果使用数字万用表，则记录下变化的次数。

(4)、若电压表指针在10s内的摆动次数等于或多于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常；电压表指针若在10s内的摆动次数少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，可能是氧传感器表面有积碳而使灵敏度降低，此时应让发动机以2500r/min的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积碳；若电压表指针变化依旧缓慢，则为氧传感器损坏或ECU反馈控制电路有故障。

汽车氧传感器最早是由Bosch公司于1976年发明的，该产品一经问世就得到社会的广泛关注和认同，一些大的汽车零部件配套企业也纷纷开发自己的氧传感器，如通用、本田、丰田、日立、现代、大宇等汽车整车企业都有其专门配套的氧传感器。后来，逐步形成了现在的几大氧传感器生产企业并存的格局。

现在，生产汽车氧传感器的主要有Bosch、Delphi、Denso、NTK、Kefico等，以及其在各地的一些合资公司和子公司。其中Bosch公司为最大的氧传感器生产企业。另外，国外一些陶瓷企业，依靠其强大的陶瓷开发能力，生产氧传感器敏感元件和陶瓷加热器，如日本京瓷。

Bosch公司

博世公司于1976年研制出了世界上第一只汽车氧传感器，1982年又率先开发了加热型汽车氧传感器，能使汽车冷启动后30s内进入完全工作状态，1994年又开发出平面陶瓷结构氧传感器，将反应时间缩短到10s。现在其每年的氧传感器产量已超过3500万只，世界上许多中高档车大都采用了博世氧传感器。

Delphi公司

德尔福氧传感器应用非常广泛，除了在美国本部生产氧传感器外，其与韩国大宇合作的KDAC公司、中国的德尔福万源发动机管理系统有限公司、德尔福汽车系统国际公司、德尔福汽车系统技术开发有限公司等众多公司也都提供氧传感器，特别是在中国，几乎所有的汽车生产企业都有用到德尔福或其在华公司提供的氧传感器。

Denso公司

Denso公司生产氧传感器的时间也比较早，其产品除为丰田汽车配套外，还供应英国捷豹、路虎、日本铃木和我国的一汽、上海通用等汽车公司。电装中国的氧传感器生产企业主要集中在天津电装电子有限公司，产品主要供应长安铃木和四川丰田。

NTK／NGK公司

NGK公司从1982开始生产汽车氧传感器，该公司具有从敏感元件到传感器成品的全套生产技术。产品主要在日本本土生产，主要供应美国、欧洲和亚洲地区，现在汽车氧传感器已成为该公司主产品之一，应用非常广泛。

Kefico公司

Kefico公司是韩国现代汽车集团的子公司， 1993年开始生产氧传感器，其产品主要为现代汽车及其合资公司配套。

UAES公司

UAES（联合汽车电子有限公司）是由Bosch公司与上海汽车集团股份有限公司、无锡威孚高科技股份有限公司和西安昆仑工业（集团）公司等8家国内大型企业联合投资，专业生产和经营车用电子产品。氧传感器是其主要产品之一，产品主要供应上海通用、北汽、浙江吉利、安徽奇瑞、保定长城等汽车制造企业。

便携式呼吸机上使用的氧气含量检测设备

便携式呼吸机，是一种用于急救的医疗设备，在这种设备工作的时候，往往需要注意氧气浓度的变化与气体气压的变化，否则比较容易对正在抢救的患者的身体健康构成一定的威胁，所以在大多数的便携式呼吸机上面就需要安装一种测量氧气浓度的设备，这就是氧气传感器。

国外新出现的高压氧气疗法 

目前，随着医疗技术的提高，在国外已经出现了一种利用氧气质量病人疾病的方式，它利用将压缩的氧气(气压高于普通大气压值)作用在病变处进行质量，这种质量方式对于热烧伤、 视网膜动脉硬化、一氧化碳中毒、脑外伤、慢性疲劳、免疫功能紊乱以及气性坏疽等病症有着很好的了解，这也会是氧气传感器在医疗行业的最新应用之一。

另外，氧传感器还广泛用于石油、化工、煤炭、冶金、造纸、消防、市政、气体排放监测等行业。