汽車氧傳感器工作原理及其失效原因

　　汽車氧傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，它能夠有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能及整車的經(jīng)濟(jì)性。了解汽車氧傳感器工作原理以及汽車氧傳感器的失效原因，對(duì)于整體把握汽車控制系統(tǒng)有很大的幫助。本文介紹汽車氧傳感器工作原理及其失效原因。

　　1、汽車氧傳感器工作原理

　　氧化鋯(ZrO2)為固態(tài)電解質(zhì)的一種，它有一種特性就是在高溫時(shí)氧離子易于移動(dòng)。此型氧傳感器將氧化鋯燒結(jié)成管狀，并與內(nèi)層與外層涂上白金(Pt)，這就是氧化觸媒的作用，當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)即會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，而電動(dòng)勢(shì)的大小是依氧化鋯兩側(cè)的白金所接觸到的氧而定，最外層則覆蓋一層保護(hù)殼。

　　內(nèi)層白金面所大氣接觸，所以氧氣濃度高，外層白金與排氣接觸，氧氣濃度低。當(dāng)混合比較高時(shí)，排放的廢氣所含的氧相對(duì)地減少，因此氧化鋯兩側(cè)的白金所接觸到的氧氣高低落差大，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也相對(duì)高(將近1V);當(dāng)混合比稀時(shí)，燃燒完所多余的氧氣較多，氧化鋯兩側(cè)的白金層的氧氣落差小，因此所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)低(將近0V)。

　　引擎控制計(jì)算機(jī)由此電壓訊號(hào)即可偵測(cè)到當(dāng)時(shí)混合比的狀況。然而氧傳感器須在高溫才能發(fā)揮正常用作(400℃~900℃)，因此當(dāng)引擎剛開始發(fā)動(dòng)時(shí)，氧傳感器尚未開始作用，須等到達(dá)到其作工溫度才開始有電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，所以之后的氧傳感器皆改良成加熱型，如圖所示，也就是利用陶瓷加熱器來使得傳感器能也迅速地達(dá)到正常的作工狀態(tài)，因此目前的車型幾乎可以在引擎發(fā)動(dòng)30秒后，汽車氧傳感器即可供給計(jì)算機(jī)正確的訊號(hào)，有些車型甚至可以達(dá)到更低的時(shí)間。

　　2、汽車氧傳感器的失效原因

　　汽車氧傳感器失效的主要原因是傳感元件老化和中毒。氧傳感器老化的主要原因是傳感元件局部表面溫度過高。氧傳感器的傳感元件受到污染而失效的現(xiàn)象稱為中毒。氧傳感器中毒主要是指鉛中毒、硅中毒、和磷中毒。