Audi Workshop Service and Repair Manuals

Heated Oxygen Sensor: Description and Operation

PURPOSE 

The Heated Oxygen Sensors measures the oxygen content in the exhaust and sends a voltage signal to the ECM. 

Two oxygen sensors are used to allow the MPI control module to monitor the oxygen content in each cylinder bank individually. 

OPERATION 

The Heated Oxygen Sensor produces a measureable voltage by comparing the amount of oxygen in the exhaust gas with the amount in the ambient air.

The sensor operates within a temperature range of approx. 545 - 1530°F (285 - 850°C). It is electrically heated to reach its operating temperature as
fast as possible. When the ignition is turned ON, current is sent to the PTC (positive temperature coefficient) resistor (heating stem) whose resistance
increases as temperature increases.

Exhaust gases reach the outer surface of the Heated Oxygen Sensor tip via the openings in the protective sleeve. Ambient air reaches the sensor's inner
surface via channels. The differance in oxygen content produces a voltage read by the ECM.

CONSTRUCTION 

The sensor consists of a steel housing, heating stem (element), sensor tip and its protective sleeve. The sensor tip itself is made from a platinum
covered zirconium-oxide pipe.

SIGNAL 

The sensor signal voltage is in direct proportion to the amount of oxygen in the exhaust gases. This depends on the air/fuel ratio. A "Lambda" value of
1 represents the theoretically perfect ratio. A rich mixture results in a higher voltage than a lean mixture. 

Oxygen Sensor (Lambda Sond) Voltage Vs. Exhaust Oxygen Content

The voltage produced by the Heated Oxygen Sensor varies between 0.1 - 1.0V. The ECM uses this information to adjust the amount of fuel injected.