空燃比传感器是汽车发动机中非常重要的一个元件,其作用主要有三个方面:
首先,空燃比传感器能够随时监控混合气体,让发动机处在最好的燃烧状况,确保混合气体的比例适当,从而提高发动机的效率。
其次,空燃比传感器还能够操纵汽车废气排放,减少汽车对空气的污染。在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。当混合气的空燃比偏离理论空燃比时,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降,因此需要通过氧传感器检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
最后,氧传感器利用了Nernst原理,其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管,两侧面分别烧结上多孔铂电极。在一定温度下,由于两侧氧浓度不同,高浓度侧的氧分子被吸附在铂电极上与电子结合形成氧离子O2,使该电极带正电,O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧,使该电极带负电,即产生电势差。根据空燃比的不同,陶瓷管内外两侧产生的电动势也会有所不同。当空燃比较低时,废气中的氧较少,陶瓷管外侧氧离子较少,形成1.0V左右的电动势;当空燃比等于14.7时,陶瓷管内外两侧产生的电动势为0.4V~0.5V,该电动势为基准电动势;当空燃比较高时,废气中氧含量较高,陶瓷管内外的氧离子浓度差较小,所以产生电动势。
需要注意的是,如果空燃比传感器出现故障,可能会导致以下几种问题:
1、积碳:由于发动机燃烧不好,在氧传感器表面形成积碳,或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物,会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部,使氧传感器输出的信号失准,ECU不能及时地修正空燃比。此时,若将沉积物清除,就会恢复正常工作。
2、氧传感器陶瓷碎裂:氧传感器的陶瓷硬而脆,用硬物敲击或用强烈气流吹洗,都可能使其碎裂而失效。因此,处理时要特别小心,发现问题及时更换。
3、加热器电阻丝烧断:对于加热型氧传感器,如果加热器电阻丝烧蚀,就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。
4、氧传感器内部线路断脱。
5、氧传感器外观颜色的检查:从排气管上拆下氧传感器,检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞,陶瓷芯有无破损。如有破损,则应更换氧传感器。