氧傳感器是如何工作的

氧傳感器是汽車中非常重要的部件。

目前汽車上采用的氧傳感器主要有氧化鈦式和氧化鋯式兩種，氧化鋯式又分加熱型和非加熱型。氧傳感器有一線制、二線制、三線制、四線制這 4 種類型。

大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器，能在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后迅速加熱至工作溫度，擴(kuò)大空燃比閉環(huán)控制范圍。

氧傳感器通過(guò)不同方式工作。比如二氧化鋯式氧傳感器，它由鋯管、電極和防護(hù)套管等組成。在高溫廢氣沖刷下，氧氣發(fā)生電離，由于鋯管內(nèi)外氧離子濃度不同，形成氧濃度差電池。混合氣稀時(shí)，排氣含氧量高，鋯管內(nèi)外濃度差小，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)約 100mV；混合氣濃時(shí)，排氣含氧量低，濃度差大，電動(dòng)勢(shì)約 900mV。電動(dòng)勢(shì)高低以理論空燃比為界限突變。而且氧傳感器輸出特性與排氣溫度有關(guān)，溫度低于 300℃時(shí)輸出特性不穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)排氣溫度低，氧傳感器不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)運(yùn)行。只有溫度升高，氧傳感器才工作。有的車型安裝排氣溫度傳感器，信號(hào)達(dá)到一定值后，ECU 才根據(jù)氧傳感器信號(hào)進(jìn)行空燃比反饋修正，調(diào)整噴油量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

氧化鋯氧傳感器是一種電化學(xué)傳感器，涂有薄鉑層，形成固態(tài)電化學(xué)燃料電池。若測(cè)試氣體有一氧化碳，會(huì)被氧氣氧化形成二氧化碳，觸發(fā)電流。它不直接感測(cè)氧氣，而是感測(cè)廢氣和正常空氣中氧氣濃度差異。雖常用于控制汽車空燃比，在工業(yè)中也重要。但它測(cè)量氧氣需高溫，會(huì)改變氧氣溫度，耗電多，不用于電池驅(qū)動(dòng)或手持設(shè)備，精度要求高時(shí)也不適用。

另外，氧傳感器還有電化學(xué)氧傳感器和光學(xué)氧傳感器。電化學(xué)氧傳感器測(cè)量傳感器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生與氧氣水平成比例的電輸出，一些不需要供電，優(yōu)點(diǎn)是功率要求低、檢測(cè)限低、受干擾氣體影響小、價(jià)格便宜，但依賴溫度相關(guān)化學(xué)過(guò)程，輸出受溫度影響大，化學(xué)反應(yīng)會(huì)停止，需再校準(zhǔn)，不夠精準(zhǔn)。光學(xué)氧傳感器基于氧的熒光猝滅原理，依靠光源、光探測(cè)器和發(fā)光材料，通過(guò)檢測(cè)熒光變化測(cè)量氧含量，有的測(cè)量隨時(shí)間的發(fā)光下降，壽命長(zhǎng)。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）