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在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近
电喷车为获得高排气净化率，降低排气中（CO）一氧化碳、（HC）碳氢化合物和（NOx）氮氧化合物成份，必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性，在理论空燃比（14.7：1）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态（小电动势：O伏）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1伏）通知（ECU）电脑。
ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。
传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。
氧传感器安装位置在排气管中，一般第一个装在三元催化器之前，第二个在三元催化器之后，一个是检测发动机燃烧情况的传感器，一个是检测三元催化器的氧传感器。看到排气管上有个螺丝后面带电线的就是氧传感器。两个氧传感器同时正常工作，把采集的信息传到ECU，时时调整控制喷油量，保证发动机正常工作。如果氧传感器损坏，在开车的时候，特别在40到60迈内，急加速时可以感觉到发动机会抖，抖动程度根据车型不同剧烈程度也会不太一样。
注：汽车用氧传感器的螺纹尺寸一般为M18，推荐安装扭矩力为45～55Nm。另外，排气管，氧传感器螺纹，这两个部位在拆卸时要十分注意，不要被损坏。
轻松应对高温环境
氧传感器工作时温度可达800℃，为防止氧传感器螺纹在高热环境里烧结，需要涂防卡剂。另外，车辆行驶后的排气管以及氧传感器的温度非常高，为防止烫烧伤，要等排气管完全冷却后方可进行下一步操作。
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