汽車氧傳感器的作用與原理介紹
汽車氧傳感器（lambda sensor），就是在汽車上使用的可測量氧濃度的傳感器檢測裝置，現已成為汽車上的標置。氧傳感器主要位于汽車發動機排氣管上的，是電噴發動機控制系統中關鍵的傳感部件，也是控制汽車尾氣排放、降低汽車對環境污染、提高汽車發動機燃油燃燒質量的關鍵零件。
汽車氧傳感器的位置
汽車氧傳感器數量及功用
通常，汽車上有幾個氧氣傳感器呢？答案是兩個，一個前氧傳感器和一個后氧傳感器。前氧傳感器一般安裝在三元催化器前部的排氣歧管上，主要負責混合氣的修正。后氧傳感器則安裝在三元催化器后部的排氣管上，主要用于檢查三元催化的工作效果。
汽車氧傳感器的原理
現在汽車上主要運用的氧傳感器有二氧化鋯氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器及寬域型氧傳感器三種，其中，運用最為廣泛的是二氧化鋯氧傳感器。下面以二氧化鋯氧傳感器為例，為您介紹汽車氧傳感器的原理。
二氧化鋯氧傳感器由鋯管（傳感元件）、電極和防護套管等組成，如下圖所示。鋯管是由含有少量釔的二氧化鋯（ZrO2）制成的固態電解質元件，在鋯管內、外兩側涂覆一層多孔性鉑膜電極。鋯管內側通大氣，外側與排氣接觸。
汽車二氧化鋯氧傳感器的構造
簡單來說，汽車氧傳感器主要是由二氧化鋯陶瓷以及內外表面的薄薄的一層鉑組成。內側空間充滿富氧的外界空氣，外表面暴露在廢氣中。傳感器內裝有加熱電路，著車后加熱電路工作使傳感器快速達到正常工作所需的350℃左右，因此，汽車氧傳感器也稱為加熱型氧傳感器。
汽車二氧化鋯氧傳感器工作原理示意圖
氧傳感器主要是利用陶瓷敏感元件來測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，從而可通過監測和控制燃燒空燃比。在監測到混合氣的空燃比濃稀信號后，該信號輸入汽車ECU，ECU根據該信號調整發動機的噴油量，實現閉環控制，進而使催化轉換器更好地發揮凈化作用，最終保證了有效的尾氣排放。
具體來說，汽車氧傳感器的工作原理類似于干電池，傳感器中的氧化鋯元素起到類似電解液的作用。在一定條件下，利用氧化鋯內外兩側的氧濃度差可產生電位差，且濃度差越大電位差越大。在高溫及鉑的催化下，氧氣發生電離，由于鋯管內側氧離子濃度高，外側氧離子濃度低，在氧濃差作用下，氧離子從大氣側向排氣側擴散，兩側離子的濃度差產生電動勢，從而形成了氧濃度差電池，如下圖所示。
氧濃度差示意圖
當汽車套管廢氣一側的氧濃度低時，在氧傳感器電極之間會產生一個高電壓（0.6～1V），這個電壓信號被送到汽車ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。
