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，能在發動機啟動后迅速加熱至工作溫度，擴大空燃比閉環控制范圍。

氧傳感器通過不同方式工作。比如二氧化鋯式氧傳感器，它由鋯管、電極和防護套管等組成。在高溫廢氣沖刷下，氧氣發生電離，由于鋯管內外氧離子濃度不同，形成氧濃度差電池。混合氣稀時，排氣含氧量高，鋯管內外濃度差小，產生電動勢約 100mV；混合氣濃時，排氣含氧量低，濃度差大，電動勢約 900mV。電動勢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，溫度低于 300℃時輸出特性不穩定。發動機剛啟動時排氣溫度低，氧傳感器不工作，發動機開環運行。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，信號達到一定值后，ECU 才根據氧傳感器信號進行空燃比反饋修正，調整噴油量，實現閉環控制。

氧化鋯氧傳感器是一種電化學傳感器，涂有薄鉑層，形成固態電化學燃料電池。若測試氣體有一氧化碳，會被氧氣氧化形成二氧化碳，觸發電流。它不直接感測氧氣，而是感測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，在工業中也重要。但它測量氧氣需高溫，會改變氧氣溫度，耗電多，不用于電池驅動或手持設備，精度要求高時也不適用。

另外，氧傳感器還有電化學氧傳感器和光學氧傳感器。電化學氧傳感器測量傳感器內化學反應，產生與氧氣水平成比例的電輸出，一些不需要供電，優點是功率要求低、檢測限低、受干擾氣體影響小、價格便宜，但依賴溫度相關化學過程，輸出受溫度影響大，化學反應會停止，需再校準，不夠精準。光學氧傳感器基于氧的熒光猝滅原理，依靠光源、光探測器和發光材料，通過檢測熒光變化測量氧含量，有的測量隨時間的發光下降，壽命長。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）