【導讀】今天為有車一族送上特殊福利，就汽車三元催化器和氧傳感器的一些基礎知識進行普及。有人說：“俺們不是技術控，知道了三元催化器和氧傳感器的這些知識又有什么用？對我日常用車也沒有什么影響！反正有4S店在，三元催化器和氧傳感器壞了有人修。”如果你真這么想，就大錯特錯了。三元催化器和氧傳感器壞了有人修，發動機如果壞了，就算是在保修期內，也是令人沮喪的。
把車子當玩具的車主請繞道，把車子當成工具以及朋友的車主務必請看完全文，看完之后，你才明白怎樣的熱車方式才叫正確，怎樣“拉高速”才合理，經常轟油門會有怎樣的惡果，怎樣維修保養三元催化器和氧傳感器才能幫你省錢！
三元催化器和氧傳感器有什么用？
汽車排放污染物主要有HC（碳氫化合物）、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）以及燃燒未完成的微粒等。其中碳氫化合物、氮氧合物以及一氧化碳就是傳統意義上的“大三元”，這就是三元催化器為何被叫做“三元催化器”的原因。三元催化器其實是一個成型燒結的多孔陶瓷體，其表面被添加了鉑，銠，鈀等催化元素，可以增強碳氫化合物、氮氧合物以及一氧化碳這三種氣體的活性，促使其盡可能多地完成氧化還原反應。其中一氧化碳和碳氫化合物在高溫條件下經過氧化之后會變為二氧化碳和水，而氮氧化合物在高溫條件下則可以還原成氮氣和氧氣。
如果就此認為三元催化器實質上就是汽車環保發展的特定產物，對于車輛的性能和燃油經濟性沒有什么影響，那就大錯特錯了。為了更好地闡述這個問題，接下來就來看看氧傳感器的工作原理。
氧傳感器1976年誕生于德國博世公司，利用其特有的電化學反應原理來探測發動機尾氣排放中的氧氣含量，ECU根據氧傳感器的持續探測結果，持續判斷噴油嘴之前的噴油量是多了還是少了，并對噴油量進行持續調整，讓發動機氣缸在不同的轉速以及動力輸出條件下盡量達成優良燃燒的目的。
在高溫環境下（300攝氏度以上），氧傳感器捕捉發動機尾氣中的殘留氧氣在探測頭內發生電化學反應，反應中兩極電離吸附的帶電氧離子數量差異導致產生電動勢，其電壓周期波動值范圍多在0.1～0.9V之間波動，大于0.45V表示空燃比小，燃燒不太完全；小于0.45V則表示空燃比大，混合燃氣過于稀薄。
氧傳感器和三元催化器是如何配合工作的？
氧傳感器和三元催化器是相輔相成的。一般而言，一輛車上有兩個氧傳感器，被分別安裝在三元催化器的前后。我們可以通過假設一種“燃燒不充分”的情況來看看氧傳感器和三元催化器如何配合工作：
燃燒不完全的尾氣出來之后經過氧傳感器A，氧傳感器A發現尾氣中氧含量偏低，需要降低噴油量；
尾氣接下來經過三元催化器發生氧化和還原反應，盡管氮氧化合物會被催化還原出氧，但由于之前燃燒不充分，尾氣中一氧化碳和碳氫化合物較多，氧化反應消耗掉尾氣中更多的殘余氧，導致尾氣中氧含量進一步下降。
尾氣緊接著通過氧傳感器B，氧傳感器B進一步確認尾氣中氧含量降低。
氧傳感器A和氧傳感器B開了個會，兄弟倆一合計，向ECU發出正式通知：哥們兒你噴油噴多了！于是ECU根據氧傳感器指令調整噴油量，直到“兩兄弟”滿意為止。同理，如果尾氣中氧含量偏高，“兩兄弟”將會指示ECU增加噴油量。
氧傳感器A和氧傳感器B開了個會，兄弟倆一合計，向ECU發出正式通知：哥們兒你噴油噴多了！于是ECU根據氧傳感器指令調整噴油量，直到“兩兄弟”滿意為止。同理，如果尾氣中氧含量偏高，“兩兄弟”將會指示ECU增加噴油量。
這個時候哪怕油氣混合理想，也可能因為產生過多的氮氧化合物導致尾氣中氧含量降低。如果僅憑一個氧傳感器A監測尾氣，很有可能誤判為噴油過量；而僅憑三元催化器尾端的氧傳感器B，則因為氮氧化合物的還原出氧，從而誤判噴油不足。
第二種情況就是冷啟動一段時間，發動機溫度沒有達到穩定，但氧傳感器卻升溫至工況溫度之后。由于尾氣中氮氧化合物含量偏低，氧含量偏高，氧傳感器A會判斷噴油量低；而尾氣通過三元催化器之后，一氧化碳和碳氫化合物經過氧化反應，讓尾氣中氧含量偏低，也會導致氧傳感器B出現誤判。
從這個意義上看，三元催化器前端和后端都必須有氧傳感器配合完成尾氣監測。如果沒有三元催化器的參與，所謂的三元催化器前后端氧傳感器也就不存在“前后端”的區別了，這就相當于是一個氧傳感器單獨工作，這種情況是極易產生誤判的。
知道了這些原理對我們日常駕駛有怎樣的指導意義？
前面說了這么多都是基礎鋪墊，這一節才是本文的重點之一。
前面已經說了，氧傳感器在300攝氏度以上的高溫環境下才能進入正常工況。因此為了讓氧傳感器盡早進入狀態，汽車工程師都有意提升發動機冷啟動時的怠速轉速，即加大噴油量縮短升溫時間——這就是為什么大多數車輛冷啟動時怠速偏高的主要原因之一，哪怕是較先進的帶有電加熱功能氧傳感器，加熱時間也需要20～30秒。換句話說，在氧傳感器達到工況溫度之前，氧傳感器不能對ECU的噴油控制給出數據指導。
對于沒有熱車習慣喜歡一發動車輛就開車走人的車主而言，其愛車的發動機在發動初期幾分鐘內是無法獲得來自氧傳感器的保護的，很可能在氧傳感器無法監測排放尾氣的前提下出現燃燒不完全的情況——每天幾分鐘，一年就是上千分鐘，長此以往，發動機的積碳問題就積少成多了。
還有車主喜歡用慢速行駛的方式熱車。不管怎么說，只要車輛處于掛擋正常行駛狀態，就算不踩油門，發動機轉速一定比空擋怠速要高，發動機的噴油量一定會更多。從這個意義上說，慢速行駛熱車僅比剛發動就踩油門走人的狀況好一點點，這種“懶惰”的熱車行為依然可能帶來意料之外的積碳。
因此，從個人角度看，原地熱車依然是最科學的熱車方式。此外，在急加速，高速狀態下松開油門踏板的這兩種情況下，普通氧傳感器也不會工作。由于高速狀態下松開油門踏板的時候ECU會斷油，因此對于發動機沒什么影響。而急加速時ECU則會加大噴油量，這個時候因為氧傳感器不工作，從而有可能導致積碳增加。
所以，狂轟油門對于車輛而言也是一種“不健康”的駕駛方式。
必須說明的是，現在氧傳感器領域中出現了一種“寬域氧傳感器”，這種氧傳感器不僅可以準確探測空燃比10～20的寬廣范圍，而且可以更加準確地監測尾氣，基本上相當于直接從氣缸內泵入或泵出氣體進行直接監測，未來將成為氧傳感器的主流。寬域氧傳感器可以在大腳油門時保持工況，當然，其價格也比一般的氧傳感器高。如果不能確定自己車內的氧傳感器到底是不是這種高級貨色，車主最好還是少一點地板油。
有些網友還認為，適當拉一下高速可以降低發動機積碳，但是必須注意，拉高速不等于地板油。用60秒加速到120km/h和用8秒加速到120km/h截然是兩個概念，后者非但不會降低積碳，反而有可能增加新的積碳。
此外，不良的用車習慣還有可能增加排放顆粒物的濃度，排放的顆粒物可能會污染氧傳感器的傳感探頭，讓氧傳感器探測靈敏度降低，影響尾氣監測效果，從而讓發動機工況陷入惡性循環；而三元催化器與尾氣接觸面積更大，如果一旦因為積碳顆粒嚴重堵塞，發動機排氣背壓會異常升高，發動機工作會顯得無力，怠速不穩，甚至熄火罷工，嚴重的還會因為排氣熱量無法及時排出導致陶瓷載體燒蝕失效，排氣不暢所引發的高溫集聚甚至會導致發動機起火。
如何省錢地保養氧傳感器和三元催化器
正常的氧傳感器在合理使用前提下其使用壽命可達15-20萬公里。當汽車發動機尾氣排放故障警示燈報警時，我們可以通過讀取OBD異常數據內容判斷故障報警原因，如果發現氧傳感器損壞只能更換。4線普通氧傳感器市場售價大概在150元左右，寬域氧傳感器則略貴，市場價格在600元不等，去4S更換一個氧傳感器算上工時費總價約在1200元左右。
如果僅僅是積碳嚴重或被氧化物覆蓋探測頭而導致的失效，有興趣的網友可以在注意操作安全時使用超聲波加相應的弱酸或溶劑進行清洗修復功能，弱酸（20%草酸）并不會對氧傳感器保護外殼，內部多孔陶瓷，多孔鉑膜電極等造成損害。清洗后（如果能用超聲波輔助清洗效果更佳）用清水將頭部沖洗干凈后用電吹風吹干燥即可嘗試再使用。你要做的就是準備好清洗耗材，將車開到修理廠要求技師拆下三元催化器前后端兩個氧傳感器，清洗后再裝回去即可，這樣或許可以為你節省一筆不小的費用。
三元催化器也可以采用類似的民間偏方來對付積碳失效現象，即用一定濃度的草酸灌洗三元催化器內部排除過多的積碳，讓三元催化器恢復使用功能。另外，更換一個新的三元催化器總成可不便宜哦，視車型不同，大約在3000～8000元不等。
另外這里還想普及一下，很多車輛在低溫季節熄火之后，車底會傳來“啪啪”脆裂聲。不懂的車主會因此而緊張，老車主則認為這是排氣管或三元催化器冷卻時發出的響聲，這種認識其實是不正確的。上圖這個短短的不銹鋼內波紋管以及覆蓋外斜紋金屬網的東西叫排氣系統減震伸縮波紋管。其作用主要是抵消彌補排氣系統管道熱脹冷縮時的長度變化，消除排氣管道的震動對車體和發動機的工作影響。因為其形狀和材料的特殊性，導致了其冷熱形變的程度比較大，之前說的車底傳來的“啪啪”脆裂聲就是拜其所賜，和排氣管和三元催化器無關，屬于正常現象，無需擔心。
推薦閱讀：
