氧传感器是汽车上的关键部件,它利用陶瓷敏感元件来测量汽车排气管道中的氧电势,通过化学平衡原理计算出相应的氧浓度。这样可以监测和控制燃烧空燃比,确保产品质量和尾气排放达标。氧传感器不仅广泛应用于汽车领域,还用于各类燃烧炉体的气氛控制,如煤燃烧、油燃烧和气燃烧等。它因其结构简单、响应迅速、易于维护和使用方便等优点,成为目前最佳的燃烧气氛测量方式。
氧传感器的工作原理与干电池相似,其中的氧化锆元素起到类似电解液的作用。当氧化锆内外两侧的氧浓度存在差异时,就会产生电位差。这种电位差会随着氧浓度差的增大而增大。在汽车应用中,氧传感器通过测量这种电位差来判断排气中的氧含量,并将信号传递给汽车的电子控制单元(ECU)。
ECU根据氧传感器的信号来调整混合气的浓度,使其接近理论最佳空燃比(14.7:1)。这样不仅可以提高燃油经济性,还能减少有害气体的排放。氧传感器在高温下(通常达到300°C以上)才能充分发挥作用,而在约800°C时对混合气的变化反应最为迅速。
为了有效利用三元催化器降低排气中的有害成分,必须精确控制空燃比。氧传感器通过检测排气中的氧气浓度并将信息反馈给ECU来实现这一目标。当实际空燃比偏离理论值时,氧传感器会发出相应的信号,ECU则根据这些信号调整喷油时间来优化空燃比。
氧传感器的核心元件是多孔的氧化锆陶瓷管,其内外表面分别覆盖着铂电极。这种结构使得氧传感器能够在不同氧浓度下产生电势差,从而实现氧含量的测量。加热型氧传感器具有更强的抗铅能力、更低的排气温度依赖性和更快的闭环控制响应速度。