宽频氧传感器的工作原理及检修

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宽频氧传感器的工作原理及检修

口浙江／吴君

氧传感器的作用是监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元修正喷油量，实现发动机的闭环控制，减少有害气体的排放。随着发动机电控技术的发展，普通的４线制氧传感器由于其检测范围的局限性，已不能满足汽车工况的需求，因而宽频氧传感器在汽车上的应用越来越广泛。但是，由于对这类传感器的使用或维护不当，容易出现故障，导致汽车运转不良、排放超标。为了快速检修此类故障，必须从普通氧传感器的工作特点入手，分析宽频氧传感器的工作机理及检修要领，以便准确、方便地排除故障。

１．普通氧化锆式氧传感器（ｚ向：）的工作特性

氧化锆式氧传感器为４线制，属于主动、平面型氧传感器，仅适用于标准空燃比附近范围。在３５０℃或更高的温度下能传导氧离子，传感器两侧氧气的浓度差使两个表面之间产生电位差，且工作曲线非常陡峭。混合气在接近标准空然比时，输出０．４５Ｖ电压；混合气偏浓时，输出０．６～０．９Ｖ电压：混合气偏稀时，输出０．１—０．３ｖ电压。由于该氧传感器只能在比较狭窄的范围内（０．１～０．９ｖ）工作，当尾气过浓或过稀时无法检测，因此有一定的局限性。

２．宽频氧传感器的结构特点及控制原理

１）结构及工作特点

为了克服普通氧传感器的上述缺陷，人们开发出了新一代氧传感

快恢复到０．４５Ｖ的电压值ｏＥＣＵ接收到单元泵的工作电流Ｉｐ（控制单元将其折算成电压值信号），根据减少的泵电流Ｉｐ，ＥＣＵ加大喷油量。

器——宽频氧传感器。宽频氧传感器

为６线制，属于线性、电流型氧传感器，在全空燃比范围内（ｋ＝Ｏ．７～４．０）起作用。它由１个普通窄范围浓度差电压型氧传感器ＺｒＯ：（能斯特元件）、氧

②混合气过浓时：氧气泵在原来

的转速（相同泵电流Ｉｐ）的泵氧量与通过扩散通道进入测量室的氧量叠加后，使得测量室中氧的含量较少，

气泵单元（ＺｒＯ：）、加热线圈、传感器０：信号电压值上升，稀氧的浓混合

气产生高于参考电压Ｕｒｅｆ的电压控制器及扩散ｄｘ：子Ｌ、扩散室等构成（见图１

ｏ

值，传感器控制器就会产生泵电流，自动增加单元泵的工作电流Ｉｐ（使泵入测试室的氧量增加），使Ｏｚ信号尽快恢复到０．４５Ｖ的电压值。ＥＣＵ接收到单元泵的工作电流Ｉｐ（控制单元将其折算成电压值信号），根据增加的泵电流Ｉｐ，ＥＣＵ减少喷油量。

宽频氧传感器的工作过程可以

当排气管废气中的氧离子通过扩散通道进入测量区时，氧气泵单元泵入或泵出氧离子，并使氧浓度达到入＝１，以使其电压值控制在０．４５Ｖ附近，即将普通氧传感器的输出电压（能斯特电压为０．４５Ｖ）送到传感器内的运算放大器，通过与ＥＣＵ输入传感器的ｌ一５脚比较电压比较后，运算放大器控制泵电流Ｉｐ，ＥＣＵ可以通过消耗的泵电流Ｉｐ计算出排气管中实际的氧浓度，进而控制喷油量。

２）控制原理

模拟成图２，电路图如３所示（新甲

壳虫轿车氧传感器电路）ｏ

３．检修方法

宽频氧传感器性能的检查分为三种情况，一是检测氧传感器电阻；二是测量氧传感器电压输出信号；三是观察氧传感器外观的颜色。

１）检查氧传感器电阻

当发动机温度达到正常后，拔下氧传感器的导线连接器，用电阻表检测传感器端子之间的电阻值，电阻值应符合具体车型标准值的要求。前氧传感器３＿４针脚的电阻为２．５－１０１１，

通过上述分析，使用信号模

①混合气过稀时：氧气泵在原

来的转速（相同泵电流Ｉｐ）的泵氧量

与通过扩散通道进入测量室的氧量叠加后，使得测量室中氧的含量较多，０：信号电压值下降，富氧的稀混合气产生低于参考电压Ｕｒｅｆ的电压值，传感器控制器就会产生泵电流，自动减小单元泵的工作电流Ｉｐ（使泵入测试室的氧量减少），使０：信号尽

蝓坊吩蛤蛤蛤蛉嘧嘧缔墒墒墒蝓墒墒墒蝓蝓蝓簖瞄惯岈嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫岈嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫嵫嶙峭惕峪崂