二、氧传感器类型
氧传感器分为氧化锆型、氧化钛型和新型氧传感器。
图5-25 发动机启动后的氧传感器输出的信号电压波形
图5-26 时域判定值域判定波形图
（一）氧化锆型氧传感器
1.结构
氧化锆型氧传感器又分为加热型与非加热型氧传感器，现代发动机上普遍采用加热型氧传感器。特点是在较低的排气温度下（如怠速）仍能保持工作，使用寿命可大于16万km。
加热型氧传感器内部结构如图5-27所示。传感器装有陶瓷锆管、陶瓷加热元件，它们借陶瓷支承管、碟形弹簧固装在传感器壳体内。传感器内各种零件都由金属护套固定和对中，金属护套除了支承碟形弹簧外，还保护传感器内部不被污染。
2.工作原理
氧传感器是按固态电解质的氧浓差原电池原理制成的。发动机工作时，陶瓷锆管的内表面与大气（外界空气）相通，外表面被排气管中排出的废气包围。两边的氧浓度相差，当混合气稀时，排气含氧较多，两侧的浓度差小，只产生很小的电压；当混合气浓时，排气含氧较少，加之铂电极的催化作用，两侧的浓度差急剧增大，两电极间的电压便突然增大。
3.输出特性
氧传感器的输出特性如图5-28所示。
氧传感器产生的信号电压在过量空气系数λ=1时产生突变。当λ＞1（混合气稀）时，氧传感器输出信号电压几乎为零（小于100mV）；当λ＜1（混合气浓）时，氧传感器输出信号电压接近1 V（800～1 000 mV）。氧传感器相当于一个混合气浓稀开关。
当氧传感器工作正常时，输出电压在高电平（0.9 V）与低电平（0.1 V）之间变动的频率为至少10次/min。
图5-27 氧化锆型氧传感器结构示意图
图5-28 氧传感器的输出特性（600℃时）
（二）氧化钛型氧传感器
1.结构
如图5-29所示，氧化钛型氧传感器主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。
图5-29 结构示意图
1—二氧化钛元件；2—金属外壳；3—陶瓷绝缘体；4—接线端子；5—陶瓷元件；6—导线；7—金属保护套
当废气中的氧浓度较高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给ECU，可确定实际的空燃比。
2.工作原理
如图5-30所示。由于二氧化钛半导体材料的电阻具有随排气中氧离子浓度的变化而变化的特性，因此氧化钛型氧传感器的信号源相当于一个可变电阻，当表面缺氧时，电阻变小。与发动机冷却液温度传感器（ECT）相似。
3.工作特性
二氧化钛属于N型半导体材料，其阻值大小取决于材料温度以及周围环境中氧离子的浓度。
发动机电脑提供氧传感电压为5 V，氧传感器变化电压为0.1～4.6 V。
电压值变化情况：0～2.5 V为混合气稀，2.5～5 V为混合气浓。
图5-30 氧传感器工作原理示意图
图5-31 平面型氧传感器
（三）新型氧传感器
1.平面型氧传感器
平面型氧传感器如图5-31所示。核心为氧化锆材料，并且两边有涂层。
两边涂层的氧浓度不同，产生的电压信号也不同。与普通氧传感器外形没有差别。这类氧传感器用于监控三元催化转换器是否正常工作。
2.宽频带型传感器
1）特点
如图5-32所示，装在三元催化转换器前。
这种氧传感器对混合气的调整更精确、更精细。通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入测量室，单元泵工作所用电流即为传递给控制单元的电信号。电压值在450 mV附近。
2）调节过程
（1）混合气稀时
混合气过稀时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测量室中氧的含量较多，电压值下降，喷油量加大，如图5-33所示。
图5-32 宽频型氧传感器
图5-33 稀混合气调节
为能使电压值尽快恢复到450 mV的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。
单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算成电压值信号。
（2）混合气浓时
混合气过浓时，电压值超过450 mV。单元泵以原来的工作电流工作，泵入测量时的氧量少，如图5-34所示。
控制单元增大单元泵的工作电流，使单元泵旋转速度增加，增加泵氧速度。单元泵泵入测量室中的氧量增加，使电压值恢复到450 mV。