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在汽車上使用的氣體濃度傳感器主要有氧傳感器、稀薄混合氣傳感器、全范圍空燃比傳感器和煙霧濃度傳感器等。
氧傳感器安裝在發(fā)動機的排氣管上，它的作用是通過檢測排放氣體中氧的含量來獲得混合氣空燃比的稀濃信號，并將檢測結果變成電壓信號輸入ECU，ECU根據(jù)氧傳感器的輸入信號不斷地對噴油脈寬進行修正，使混合氣體在理想范圍內(nèi)。當監(jiān)測到的氧氣濃度較濃時，提供給發(fā)動機ECU的電壓較高；監(jiān)測到的氧氣濃度較稀時，提供給發(fā)動機ECU的電壓較低。氧傳感器可分為氧化鈦式和氧化鋯式兩種。
為降低排氣污染，目前汽車發(fā)動機的排氣管上普遍安裝了三元催化轉化器，它能凈化排氣中的CO、HC和NOx三種有害氣體的成分，但三元催化轉化器只在空燃比接近理論值（14.7∶1）的范圍內(nèi)起凈化作用。當排氣管中裝上氧傳感器時，根據(jù)檢測排氣中的氧濃度信號，ECU可控制空燃比，使三元催化轉化器更有效地起凈化作用。
在稀燃發(fā)動機領域的空燃比反饋控制系統(tǒng)中，采用了稀燃傳感器，這種傳感器能夠在混合氣極稀薄領域中，連續(xù)地測出稀薄燃燒區(qū)的空燃比，實現(xiàn)了稀薄領域的反饋控制。
全范圍空燃比傳感器（又稱寬域空燃比傳感器）能連續(xù)檢測混合氣從濃到稀的整個范圍的空燃比。與普通的氧傳感器相比，這樣的傳感器可以在發(fā)動機的整個運轉范圍內(nèi)實現(xiàn)空燃比的反饋控制，在各個區(qū)域上實現(xiàn)最佳油耗、最佳排放及最佳運轉性能。
煙霧濃度傳感器用于空氣凈化裝置中，該傳感器通過檢測煙霧濃度，可使空氣凈化器運轉或停止，從而達到凈化駕駛室的目的。
●1.氧傳感器●
目前，汽車上采用的氧傳感器有氧化鈦（TiO2）式和氧化鋯（ZrO2）式兩種。氧化鋯式氧傳感器又分為加熱型氧傳感器和非加熱型氧傳感器兩種。氧化鈦式氧傳感器本身帶有一個電加熱器。大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器，這種傳感器是在原來傳感器的基礎上，增加了一個陶瓷加熱元件用于加熱傳感器，可在發(fā)動機啟動后的20~30s內(nèi)迅速將氧傳感器加熱至工作溫度，擴大了空燃比閉環(huán)控制的工作范圍，故又稱為加熱型氧傳感器。
氧傳感器有一線制、二線制、三線制、四線制4種類型。一線制只有一根信號線與發(fā)動機ECU連接，傳感器的另一極直接搭鐵；二線制的兩根線均與ECU相連，一根為信號線，另一根進入ECU后搭鐵；三線制、四線制均屬于加熱式氧傳感器，由于添加了兩根加熱電阻的接線，和氧傳感器信號線組合成為三線制或四線制。加熱電阻的兩根接線，一根直接接控制繼電器或主繼電器，接受12V加熱電源，一根由ECU控制搭鐵端，控制加熱電阻加熱時間。氧傳感器加熱器是正比例系數(shù)熱敏元件，在傳感器與線束斷開的情況下，可以通過檢測加熱器的阻值來對加熱元件進行檢測。
▲氧傳感器的結構
1—殼體；2—陶瓷管支承；3—加熱電阻電纜；
4—帶槽的保護套；5—二氧化鋯；6—接觸元件；
7—外保護套；9—加熱元件；9—電加熱觸頭；
10—彈簧墊圈；11—氧傳感器信號
隨著排放法規(guī)越來越嚴格，現(xiàn)在越來越多的車輛都在三元催化轉化器的前后端分別安裝了氧傳感器，稱為雙氧傳感器系統(tǒng)，一個在三元催化轉化器之前，稱作為主氧傳感器或上游氧傳感器，用于混合氣反饋控制，發(fā)動機電控單元根據(jù)主氧傳感器的反饋信號，增加或減少噴油量，將實際空燃比控制在理論空燃比附近；另一個位于三元催化轉化器之后，稱作副氧傳感器或下游氧傳感器，用于監(jiān)測三元催化轉化器的催化凈化效率。
當三元催化轉化器損壞時，其轉化效率喪失，這時在其前后的排氣管中的氧氣量十分接近，幾乎相當于沒有安裝三元催化轉化器，前、后兩個氧傳感器的信號電壓波形就趨于相同，并且電壓波動范圍也趨于一致，此時表明三元催化轉化器轉化能力下降。
▲單擊圖片，看視頻，快速掌握氧傳感器的檢測方法
●2.稀薄混合氣傳感器●
在現(xiàn)代車輛中，為了達到凈化排氣的目的，除采用三元催化轉化方式凈化排氣外，也可采用稀薄燃燒控制技術。這一技術可有效降低排氣中的NOx含量。
稀薄混合氣傳感器應用在發(fā)動機稀薄燃燒空燃比反饋控制系統(tǒng)中，與氧化傳感器一樣，使用二氧化鋯元件測定排氣中的氧濃度，從而來測定空燃比。它是在超稀薄燃燒領域進行空燃比的反饋控制，與氧化催化劑結合，達到降低燃料消耗的目的。稀薄混合氣傳感器主要由氧化鋁陶瓷元件和加熱器構成，一般安置在排氣歧管上。
▲稀薄混合氣傳感器的結構
▲稀薄混合氣傳感器的安裝位置
稀薄混合氣傳感器的檢測方法：
①檢查傳感器的加熱器電阻
將點火開關置于“OFF”位置，拔下氧傳感器的導線連接器，用萬用表歐姆擋測量氧傳感器接線端中加熱器端子與搭鐵端子間的電阻，其電阻值應符合標準值（一般為4~40Ω）。如不符合標準值，則應更換氧傳感器。
②檢查傳感器輸出電流信號
用萬用表的電流擋測試傳感器的輸出電流信號，電流值應隨空燃比的增大而增大。
●3.全范圍空燃比傳感器●
全范圍空燃比傳感器，又稱為寬域型氧傳感器、寬量程氧傳感器、寬帶氧傳感器。汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)全范圍空燃比傳感器的作用是用來檢測混合氣從過濃狀態(tài)到理論空燃比再到稀薄狀態(tài)整個過程。
一般來講，全范圍空燃比傳感器只用于催化轉化器之前，催化轉化器之后必為普通氧傳感器。后氧傳感器只負責校驗，當前氧傳感器出現(xiàn)故障時，發(fā)動機進入開環(huán)緊急運行狀態(tài)。查看發(fā)動機蓋下的標識，如果標識為HOS，則為普通氧傳感器；如果標識為A/FS，則為寬域型氧傳感器。
全范圍空燃比傳感器由一個氧氣泵單元、普通窄范圍濃度差電壓型二氧化鋯式氧傳感器、加熱器構成。
▲全范圍空燃比傳感器的結構
1—傳感器信號線；2—泵電流輸入線；3，4—5V電源線
全范圍空燃比傳感器一般有6個端子，包括加熱線圈電源端子、加熱線圈搭鐵端子、兩個5V電源端子、信號端子、泵電流輸入端子。
▲全范圍空燃比傳感器的電路
有些全范圍空燃比傳感器在內(nèi)部將兩個5V電源端子合并，故只有5個端子。檢測方法如下：
?、訇P閉點火開關，拆下傳感器線束連接器，在傳感器側檢測加熱線圈電源端子與搭鐵端子間的電阻值，一般為4~40Ω（具體值查閱車型維修資料）。電阻值如為∞，說明加熱線圈燒斷，應更換氧傳感器。
?、诖蜷_點火開關，在線束側檢測加熱線圈電源端子與搭鐵端子間的電壓，正常情況下應為蓄電池電壓。
③寬帶式氧傳感器的電源信號只能由ECU轉化為電壓值顯示出來，只能通過讀取數(shù)據(jù)塊檢測其信號電壓。寬帶式氧傳感器的電壓規(guī)定值為1.0~2.0V，電壓值大于1.5V時說明混合氣過稀，電壓值小于1.5V時說明混合氣過濃，電壓值為0、1.5V、4.9V的恒定值時都說明氧傳感器線路的故障。
●4.煙霧濃度傳感器●
煙霧濃度傳感器用于檢測煙霧，當煙霧濃度傳感器從車室內(nèi)檢測出煙霧后，可自動地使空氣凈化器運轉，沒有煙霧時使空氣凈化器自動停止運轉，總是保持車室內(nèi)空氣處于凈化狀態(tài)。煙霧濃度傳感器由發(fā)光元件、光敏元件及信號處理電路組成。一般安裝在車室頂棚上室頂燈的旁邊。
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