德爾福加熱型氧傳感器故障分析

摘 要 汽車行業(yè)是目前在國際上應(yīng)用傳感器最大的市場之一，傳感器的數(shù)量和汽車的實(shí)際價值是成正比的。氧傳感器裝在汽車排氣管道內(nèi)，用它來檢測廢氣口的氧含量。可以使空燃比控制在最佳狀態(tài)，大大地降低了油耗及尾氣污染。

關(guān)鍵詞 氧傳感器 故障 檢查

一、案例分析

現(xiàn)有一輛2011款上海通用雪佛蘭樂風(fēng)1.4L手動擋車型，行駛里程45600公里，購車三年半。每5000公里更換一次機(jī)油及機(jī)油濾芯，機(jī)油使用藍(lán)殼5W-40半合成機(jī)油，未做過油路清潔及節(jié)氣門清潔。在近期出現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障燈亮的情況，并在兩次自行消除。車主認(rèn)為是由于長期沒清潔節(jié)氣門及油路導(dǎo)致，遂立即清洗節(jié)氣門和“打吊瓶”，經(jīng)過清洗后，維修店為節(jié)氣門進(jìn)行了匹配，發(fā)動機(jī)故障燈不亮，但第二天點(diǎn)火，再次亮起，并常亮，車主嘗試移除電瓶負(fù)極仍然無法解決問題，經(jīng)解碼器讀取電腦數(shù)據(jù)為 P0141——后氧傳感器加熱電阻絲不工作。

二、氧傳感器工作原理

氧傳感器通常的工作表現(xiàn)為在當(dāng)發(fā)動機(jī)的工作時空燃比變稀時，排氣中氧含量的濃度將會升高，此時，氧傳感器的輸出電壓信號接近，當(dāng)空燃比變濃時，排氣中氧含量的濃度降低，傳感器的輸出電壓將接近1V。 發(fā)動機(jī)電子控制模塊，根據(jù)這一輸入電壓信號，配合系統(tǒng)控制邏輯及控制策略，通過響應(yīng)的傳感器和執(zhí)行器，就可以調(diào)整系統(tǒng)輸出控制指令，使發(fā)動機(jī)工作在和保持理想的空燃比燃油供給狀態(tài)。

氧傳感器核心元件允許的最低工作溫度為300攝氏度，最高溫度一般不超過850攝氏度。具體情況參照實(shí)際產(chǎn)品圖紙規(guī)定的實(shí)際數(shù)值為準(zhǔn)。 氧傳感器是閉環(huán)燃油管理控制子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。正是由于有了該傳感器才使得發(fā)動機(jī)的空燃比的閉環(huán)燃油控制成為可能，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為達(dá)到最佳三元催化轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化效率所需的理想空燃比的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)動機(jī)燃燒控制目的。

氧傳感器分為產(chǎn)生電動勢變化的氧化鋯型和電阻變化的氧化鈦型。

三、案例故障排查

裝有排氣氧傳感器的電控燃油噴射發(fā)動機(jī)，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障而供油、點(diǎn)火裝置又無其他故障，那么極有可能是氧傳感器及相關(guān)線路出了問題。

大多數(shù)發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)都有自檢功能，當(dāng)氧傳感器或相關(guān)部位發(fā)生故障時，電腦會自動記下故障內(nèi)容，維修人員只需用專門的解碼器讀出故障代碼即可發(fā)現(xiàn)問題所在。本案例中，筆者根據(jù)故障碼P0141的初步判斷，對車輛的后氧傳感器進(jìn)行了故障分析。

首先確定分析思路，前氧傳感器和后氧傳感器所發(fā)出的波形及檢測的主要對象不同，前氧傳感器主要對發(fā)動機(jī)的空燃比進(jìn)行實(shí)時控制，而后氧傳感器則對三元催化的正常工作進(jìn)行實(shí)時檢測，本次故障碼顯示為后氧，確定檢測重點(diǎn)為后氧傳感器。本車后氧傳感器為德爾福扁頭，四根線，分別為兩根高低電平，兩根加熱電阻絲電線?？梢允褂萌f用表進(jìn)行分類檢測。

使用萬用表調(diào)節(jié)到電壓檔，把電壓表并聯(lián)在氧傳感器的輸出端，使發(fā)動機(jī)正常工作，并使轉(zhuǎn)速在3500轉(zhuǎn)/分鐘和1500轉(zhuǎn)/分鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓應(yīng)在0-1V之間變化，中值在500mV左右，說明氧傳感器電信號傳輸部分工作正常。

再次使用萬用表調(diào)節(jié)到歐姆檔，20歐檔，接紫色和白色兩個電阻絲電線端子，發(fā)現(xiàn)萬用表顯示無窮大，結(jié)果分析，加熱型氧傳感器電阻絲短路。需更換氧傳感器。

四、常見氧氣傳感器的檢查方法

1、氧傳感器加熱器電阻的檢查

拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40 （參考具體車型說明書）。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器。

2、氧傳感器反饋電壓的測量

對氧傳感器的反饋電壓進(jìn)行檢測時，最好使用具有低量程（通常為2V）和高阻抗（內(nèi)阻大于10M ）的指針型萬用表。具體的檢測方法如下：

（1）將發(fā)動機(jī)熱車至正常工作溫度（或起動后以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)2min）；

（2）將萬用表電壓檔的負(fù)表筆接故障檢測插座內(nèi)的E1或蓄電池負(fù)極，正表筆接故障檢測插座內(nèi)的OX1或OX2插孔，或接氧傳感器線束插頭上的號|出線；

（3）讓發(fā)動機(jī)以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運(yùn)轉(zhuǎn)，同時檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回擺動，記下10s內(nèi)電壓表指針擺動的次數(shù)。在正常情況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。如果少于8次，則說明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常，其原因可能是氧傳感器表面有積碳，使靈敏度降低所致。對此，應(yīng)讓發(fā)動機(jī)以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)約2min，以清除氧傳感器表面的積碳，然后再檢查反饋電壓。如果在清除積碳可后電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳感器損壞，或電腦反饋控制電路有故障。

（4）檢查氧傳感器有無損壞

拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負(fù)表筆良好搭鐵。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中測量反饋電壓，先脫開接在進(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個4-8K 的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器已損壞。

五、結(jié)束語

實(shí)際上，氧傳感器是一個相當(dāng)耐用的部件，只要燃油質(zhì)量過關(guān)，它可以使用3年或更長的時間。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標(biāo)造成的。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)）