汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器均安装在发动机排气管上。

简介

工作原理

市场前景

汽车氧传感器今后发展的重点

简介

汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。

氧传感器用于电子控制燃油喷射装置的反馈控制系统，用来检测排气中的氧浓度与空燃比的浓稀，在发动机内进行理论空燃比（14.7：1）燃烧的监控，并向电脑输送反馈信号。

工作原理

氧传感器的工作原理与电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化皓内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量21%，浓混合燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少的多。

在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化皓的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压（0.6～1V），这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器点电压信号，电脑按照尽可能接近147：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器的电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时（端部达到300℃以上）起特征才能充分体现，才能输出电压。它约在800℃时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。

市场前景

汽车行业是目前国际上应用传感器的最大市场之一，现在世界上汽车年产量4000万辆以上，其中，日本的年产量达1000万辆以上。从世界各国工夫的专利情况来看，各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家，都很重视汽车传感器的研制和生产，而氧传感器的申报专利数，居汽车传感器的首位，这反映了传感器的难度和各国的重视程度，控制汽车空/燃比用的氧传感器日本以每年50～60%的速度增长着。就我国来说，仅近三年需改进加氧传感器的就车就有2000万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过200万个。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十个到近百个传感器，而豪华轿车上的传感器也超过二百余只。据报道，2000年汽车传感器的市场为61.7亿美元（9.04亿件产品），到2005年将达到84.5亿美元（12.68亿件），增长率6.5%（按美元计）和7.0%（按产品件数计），所以，氧传感器（氧探头）的市场前景非常广阔。

汽车氧传感器今后发展的重点

从目前情况来看，针对氧传感器材料的研究重点应在以下几个方面：

(1)研究改进保护层材料，提高抗劣化性，增强透气性。汽油和机油中含有铅、硫、磷等杂质，会使传感器性能大幅下降．而灰尘、油、硅等成分则会堵塞传感器保护层和电极。为此，需改进保护层材料，使传感器元件抗劣化性能提高。可采取的方式有使用吸附效果、催化作用好的材料，使杂质被吸附、聚集在保护层上并得到转化。同时通过添加适当材料改进制造工艺．使保护层透气性能增强，减小响应时间。

(2)提高氧传感器材料的环境适应性，延长使用寿命。对于汽车用氧传感器其工作环境很恶劣．工作时处于500℃～800℃的高温下，平时还要承受一30℃左右的气候温度的影响。因此，扩大其工作温度范围，尤其是商温区工作稳定性，耐久性，成为近年来材料改进的一个方向。同时整个元件在很大温差快速变化下，其可靠性、抗劣化性的改进也是～个关键问题。普遍采取的方法是，从材料添加剂入手，改进电极材料、敏感材料在高温时的稳定性，改进工艺，提高电极与敏感材料的附着力。

(3)扩大空/燃比控制测量区域。实现广域空/燃比的测量控制是近年来～个方向。这样可使氧传感器能连续计量控测从过浓区域(富油区)蛩攫B想空/燃比再戮稀薄区域(贫油区)的整个状态，实现厂域反馈控制。

(4)提高测量、反馈信号的精确度，增强对瞬时变化状态的反馈控制能力。

由子西方发达国家对排放废气法规的目趋严格，因而要求氧传感器测量信号的精度不断提高，以利于提高控制能力。同时对瞬时变化的排气也要求做到及时测量修正。因此，这也成为改进材料性能的一个主要方向。

总之，随着我国汽车工业的迅猛发展，随着汽车技术的进步和传感器制造工艺技术的提高，汽车用氧传感器将会不断的完善发展，其发展前景十分广阔。