汽车氧传感器工作原理及其失效原因

汽车氧传感器工作原理及其失效原因

汽车氧传感器工作原理及其失效原因
汽车氧传感器是汽车电子控制系统中一个重要的组成部分，它能够有效地提高发动机
性能及整车的经济性。了解汽车氧传感器工作原理以及汽车氧传感器的失效原因，对于
整体把握汽车控制系统有很大的帮助。本文介绍汽车氧传感器工作原理及其失效原因。


1、汽车氧传感器工作原理

氧化锆(ZrO2)为固态电解质的一种，它有一种特性就是在高温时氧离子易于移动。此型
氧传感器将氧化锆烧结成管状，并与内层与外层涂上白金(Pt)，这就是氧化触媒的作用
，当氧离子移动时即会产生电动势，而电动势的大小是依氧化锆两侧的白金所接触到的
氧而定，最外层则覆盖一层保护壳。

内层白金面所大气接触，所以氧气浓度高，外层白金与排气接触，氧气浓度低。当混合
比较高时，排放的废气所含的氧相对地减少，因此氧化锆两侧的白金所接触到的氧气高
低落差大，所产生的电动势也相对高(将近1V);当混合比稀时，燃烧完所多余的氧气较多
，氧化锆两侧的白金层的氧气落差小，因此所产生的电动势低(将近0V)。

引擎控制计算机由此电压讯号即可侦测到当时混合比的状况。然而氧传感器须在高温才
能发挥正常用作(400℃~900℃)，因此当引擎刚开始发动时，氧传感器尚未开始作用，须等
到达到其作工温度才开始有电动势的产生，所以之后的氧传感器皆改良成加热型，如图
所示，也就是利用陶瓷加热器来使得传感器能也迅速地达到正常的作工状态，因此目前
的车型几乎可以在引擎发动30秒后，汽车氧传感器即可供给计算机正确的讯号，有些车
型甚至可以达到更低的时间。
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2、汽车氧传感器的失效原因

汽车氧传感器失效的主要原因是传感元件老化和中毒。氧传感器老化的主要原因是传感
元件局部表面温度过高。氧传感器的传感元件受到污染而失效的现象称为中毒。氧传感
器中毒主要是指铅中毒、硅中毒、和磷中毒。

2.1 汽车氧传