氧传感器是一种电子设备，用于监测内燃机尾气中的氧含量。它通过电子控制单元 (ECU) 调节发动机的空燃比，确保发动机内部完成适当的燃烧，从而保持车辆高效运行。
让我们来探索一下氧传感器。
什么是氧传感器？
氧传感器（Lambda Sensor）是一种用于监测和测量内燃机尾气中氧含量的传感装置。该传感器安装在汽车或车辆的排气管路中。
氧传感器可识别发动机的最佳空燃比 (AFR)，并保持合适的排放。根据车辆类型和制造工艺，一辆车最多可使用四个氧传感器。氧传感器可识别尾气中的氧气含量，并将实时数据发送至电子控制单元 (ECU)。
然后，ECU 计算发动机的空燃混合比，以确保燃烧室正常燃烧，并减少环境中的有害气体排放。Lambda 传感器将汽油发动机的空燃混合比维持在 14.7 左右（化学计量比）。
这种空气和燃料的比例称为化学计量空燃比 (AFR)。发动机在此比例下运转时，所有燃料都能完全燃烧，不会产生过量空气或燃料。
氧传感器如何工作？
传感器的工作原理是获取输入并将其与标准值进行比较，然后发送相关输出。
当氧传感器的探头感应到350度左右的温度时，废气中的过量氧气会使探头产生电压变化。
这表明传感功能取决于废气中的氧含量。
然后，氧气传感器的 Lambda 引脚计算排气中的 O2 气体（接近 0.3 至 3%）与自然空气中的氧气（约为 20.8-21%）的比率。
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如果排气中的过剩氧量小于3%，则表明发动机的混合气处于浓燃状态，即吸入了过量的燃料。此时，传感器探头上记录的电压最高可达0.9V。
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另一方面，如果排气中的过剩氧气量等于3%，则被判定为稀薄燃烧发动机，这意味着发动机吸入的空气量超过标准值，导致燃烧效率低下。在稀薄燃烧状态下，探头测量值为0.1V。
如上所述，氧传感器计算发动机废气中的过剩氧气。
计算完成后，氧传感器会向发动机控制单元电路发送电压信号。然后，ECU 根据传输到它的电压来识别发动机是处于稀燃还是浓燃状态。
氧气传感器的类型：
氧化锆和氧化钛是现代排气系统中两种常用的氧传感器类型。其中，氧化锆氧传感器或氧传感器是最常用的。
氧化锆氧传感器的工作原理是利用尾气中O2排放量的变化而产生的电压信号。
当发动机排气中的氧气量高于标准值时，混合气为稀薄气体，O2传感器接收低电压。
当排气中的氧气含量较低时，就被定义为空气和燃料的浓混合气。传感器会感应到高电压。
相反，Titania 传感器的工作原理是利用废气中氧气浓度变化引起的电阻变化。发动机控制单元 (ECU) 会解读传感器电阻的这些波动，从而确定空燃比。
还有另外两种氧气传感器类型：
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跳探针
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和宽带探头
跳跃探测： 跳变探头氧传感器也称为窄带或开关型传感器。这种传感器不像宽带传感器那样提供连续数据。它会检测电压的任何突变，并将突变信号数据发送到ECU。
这意味着当跳探氧传感器识别出混合物处于稀薄或浓稠状态时，它可以感知并发送数据。
由于某些限制，跳针传感器在现代车辆中通常不被使用。然而，一些跳针传感器的响应时间更短，仅为四秒，并且不需要任何参考气量值。它与发动机控制单元的 5V 电源连接。
宽带探头： 宽带探头氧传感器以其测量精度而闻名。它也被称为宽带氧传感器，与传统的窄带传感器相比，它能够测量更宽的空燃比范围。它能够测量浓燃和稀燃混合气，而这是普通的跳探头传感器无法做到的。
这种宽带传感器的另一个名称是线性探头氧传感器。大多数现代发动机都配备了宽带氧传感器，以发挥各种优势。这种探头具备现代排气系统监测的所有功能。
它提高了燃油效率，减少了排放，加快了响应时间，测量准确，并增强了发动机性能。
它在发动机性能调校和新技术研发方面有应用。
常见问题
氧传感器有何作用？
氧传感器检测内燃机排气中的氧气含量。然后，它会向发动机控制单元发送信号，以相应地调整空气流量比 (AFR)。
如果氧传感器出现故障会发生什么情况？
氧传感器故障会导致空气-燃料混合气出现偏差，从而增加油耗并导致废气中二氧化碳排放量过高。此外，还可能影响发动机性能。
由于传感器会实时发送尾气中氧含量的信号，因此当其发生故障时，可能会向ECU发送错误信息。这会导致您的车辆发动机消耗过多的燃油（浓燃状态）或消耗过少的燃油（稀燃状态）。
氧传感器的使用寿命是多久？
以平均行驶速度 50 英里/小时 (80 公里/小时) 计算，氧传感器的使用寿命约为 5 万至 10 万英里 (80,000 至 160,000 公里)。换算成运行小时数，则约为 2,000 至 4,000 小时。
然而，这个寿命计算只是一个估计值，并且会根据车辆状况和其他情况而有很大差异。
如果我移除氧传感器会发生什么情况？
一些用户可能会为了降低维护成本和减少故障排除而拆除车辆的氧传感器。然而，这并不是一个好的做法，而且可能会导致一些问题，例如发动机性能滞后、油耗增加以及尾气排放增加。
这可能会导致违反环境法规并受到当局不必要的罚款。
什么会损坏氧传感器？
氧气传感器可能由于老化、行驶里程、内部污染或电气故障而失效。
因此，可能需要每 30000 英里进行定期检查和更换。
结论： 氧传感器体积虽小，但对于柴油、汽油和燃气发动机来说却至关重要。它可以识别和计算尾气中的氧含量，并将实时数据发送至电子控制单元 (ECU)。
然后，ECU 会固定空燃比，确保燃料高效燃烧。因此，您需要妥善保养氧气传感器，以确保车辆高效运行。