（1）氧传感器的结构如图8-22所示。在采用三元催化转换器的发动机上，氧传感器安装在排气管内，检测排气中氧的含量以确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数λ=1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和NO_x三种污染物都有最大的转化效率。

氧传感嚣的主要形式有二氧化锆式和二氧化钛式两种。

图8-21 冷却液温度传感器波形

图8-22 氧传感器结构

1）氧传感器安装位置。氧传感器位于排气管的第一节，在催化转化器的前面。有些车在三元催化转化器后还安装有氧传感器，此氧传感器称为副氧传感器或下游氧传感器；而安装在三元催化转化器前的氧传感器称为主氧传感器或上游氧传感器。

2）工作原理。氧化锆（ZrO₂）为固态电解质的一种，它有一种特性就是在高温时氧离子易于移动。此型氧传感器将氧化锆烧结成管状，并在内层与外层涂上铂金（Pt），起氧化触媒的作用。当氧离子移动时就会产生电压，而电压的大小是依氧化锆两侧铂金所接触到的氧而定。内层铂金面与大气接触，所以氧气浓度高；外层铂金与排气接触，氧气浓度低。当混合比较高时，排放的废气所含的氧相对地减少，因此氧化锆两侧的铂金所接触到的氧气高低落差大，所产生的电压也相对高（接近1V）；当混合比稀时，燃烧后剩余的氧气较多，氧化锆两侧的铂金层的氧气落差小，因此所产生的电压低（接近0V）。发动机电控单元ECU根据电压信号即可计算出当时空燃比的状况。然而氧传感器须在高温（400～900℃）下才能发挥正常作用，因此当发动机刚开始起动时，氧传感器尚未开始作用，须等到其工作温度才开始有电压的产生，所以之后的氧传感器皆改良成加热型，也就是利用陶瓷加热器使传感器能迅速地达到正常的工作状态，因此目前的车型在发动机起动30秒内，氧传感器即可供给ECU正确的信号，有些车型甚至可以在更短的时间内实现。

发动机ECU监视氧传感器信号并根据氧传感器信号电压调节供油量。如果氧传感器信号有异常，则显示故障码。在检修氧传感器时需要注意的是主氧传感器的电压在0.1～0.9V之间变化，副氧传感器的电压则在0.5～0.7V之间波动。氧传感器信号有异常并不一定是氧传感器的故障，不要盲目地就更换氧传感器。检查氧传感器信号电压或波形是否正常是这类故障判断的关键。应该先用示波器观察氧传感器信号波形，当发动机燃烧浓混合气时氧传感器电压能达到0.8V以上，当发动机燃烧稀混合气时氧传感器电压能下降到0.2V以下，则可确定氧传感器的性能良好。

（2）氧传感器的常见故障

1）氧传感器中毒。氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，此时只能更换。

另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。

2）积炭。由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积炭，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。产生积炭，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。

3）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。(www.daowen.com)

4）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。

5）氧传感器内部线路断脱。

（3）氧传感器的检查方法

1）氧传感器加热器电阻的检查。拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与接地（搭铁）接柱之间的电阻，其阻值为4～40Ω（参考具体车型说明书）。如不符合标准，应更换氧传感器。

2）氧传感器反馈电压的测量。测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压（有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压）。

对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用具有低量程（通常为2V）和高阻抗（内阻大于10MΩ）的指针型万用表。

3）检查氧传感器有无损坏。拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与ECU连接，反馈控制系统处于开环控制状态。将万用表电压档的正表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱连接，负表笔良好接地。在发动机运转中测量反馈电压，先脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为形成稀混合气，同时观看电压表，其指针读数应下降。然后接上脱开的管路，再拔下水温传感器接头，用一个4～8kΩ的电阻代替水温传感器，人为形成浓混合气，同时观看电压表，其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度：在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升；突然松开加速踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。如果氧传感器的反馈电压无上述变化，表明氧传感器已损坏。

另外，氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时，若是良好的氧传感器，输出端的电压应以2.5V为中心上下波动。否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若电阻值很大，说明传感器是好的，否则应更换传感器。

4）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。通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障：

①淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色；

②白色顶尖：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；

③棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也应更换氧传感器；

④黑色顶尖：由积炭造成的，在排除发动机积炭故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积炭。