氧傳感器的常見故障診斷方法研究

摘 要：目前，汽車的排放，會對發(fā)動機的經濟性及空氣質量造成較大的影響。氧傳感器是控制發(fā)動機的排放、降低油耗的核心傳感器。本文主要闡述兩種氧傳感器的結構，根據傳感器的基本構造和原理，分析了故障產生的原因，并且提出了診斷和檢修方案。

關鍵詞：氧傳感器；故障檢測；波形；發(fā)動機排放

當空燃比較低時，形成1.0伏左右的電動勢；當空燃比等于14.7時，此時電動勢為0.4伏～0.45伏，該電動勢為理論值；當空燃比較高時，電動勢為0伏。

當發(fā)動機出現(xiàn)氧傳感器電壓信號的變化，通過觀察氧傳感器的信號波形判斷發(fā)動機某些故障。在正常工作溫度下，由于陶瓷管內外兩側氧濃度不同，高濃度側的氧分子被吸附在鉑電極上與電子結合形成氧離子，使該電極帶正電，氧離子通過電解質中的氧離子空位遷移到低氧濃度側，使該電極帶負電，產生了電壓信號。

氧傳感的分工，上游氧傳感器負責向三元催化器提供理想的空燃比，下游氧傳感器負責檢測三元催化器。用歐姆表檢測二氧化鋯氧傳感器，1號和2號端子的電阻值應為1-5歐。如果信號電壓為0.3～0.7伏，則說明燃燒室工作正常；如果信號電壓為0.2～0.8伏，則說明燃燒室輕度污染；如果信號電壓為0.1～0.9伏，則說明燃燒室嚴重污染。混合氣過濃時，傳感器電壓為0.6～0.9伏；混合氣過稀時，傳感器電壓為0.1～0.3伏。如果氧傳感器輸出電壓在0.45～0.50伏保持不動，則為氧傳感器斷路；如果氧傳感器輸出電壓為0伏。則說明傳感器對地短路；如果氧傳感器輸出電壓為1.1伏，則說明傳感器對正極短路。如果上游氧傳感器輸出電壓始終在0.1～0.3伏，則有可能是氧傳感器自身損壞或噴油器堵塞。如果為前者，則排氣管冒黑煙，油耗高；如果為后者，則排氣管不冒黑煙，油耗正常。

氧傳感器轉化頻率在10秒內達到8次或8次以上合格，少于8次會造成混合氣過濃，必須更換氧傳感器。如果上游使用的也是二氧化鋯型傳感器，氧氣全部用于轉化，下游氧傳感器的電壓信號應處于0.5～0.7伏，否則應更換三元催化器。對于二氧化鈦型氧傳感器電流信號，混合氣越濃電流越大，混合氣越稀電流越低，踩加速踏板時電流增大，且發(fā)動機轉速在3000轉/分鐘以上時不低于0.25A。放松加速踏板后電流降低。上游使用二氧化鈦型氧傳感器時，下游二氧化鋯型氧傳感器的信號電壓在怠速時不應低于0.3伏，大負荷時不應該高于0.6伏，否則應更換三元催化器。

一、 氧傳感器的檢測和波形識讀

（一） 氧傳感器的電壓信號

氧傳感器通過電壓變化幅度和變化頻率可以來判斷空燃比和氧傳感器的好壞。

為了能精確地控制發(fā)動機空燃比，使它始終接近理論空燃比14.7∶1。通常裝在排氣歧管與消聲器之間。利用傳感器在理論空燃比附近它輸出的電壓有突變。用來檢測排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當實際空燃比傳遞給電腦，發(fā)動機結合來自氧傳感器的電壓差，判別空燃比的低或高、混合氣的稀和濃，并相應地控制燃油噴射的時間。

（二） 電壓和電阻的測量

熱機至正常工作溫度，觀察傳感器工作電壓應在0.2～0.8伏跳變周期內快速變化。

讓車輛以2600轉/分鐘的轉速運轉5分鐘，能夠達到工作溫度。繼續(xù)以2600轉/分鐘的轉速運轉，此時檢測氧傳感器的信號電壓，如果信號電壓在0.2伏～0.9伏波動的次數，表明氧傳感器的靈敏度正常，并且更換新的氧傳感器元件。

電壓判斷故障：

1. 當汽車點火開關位于ON位置時，信號電壓大約為0伏；

2. 汽車發(fā)動機冷機怠速時，信號電壓大約為0伏；

3. 熱機怠速工作時，信號電壓大約為0.1～1.0伏；

氧傳感器電阻的檢查：

在常溫下，檢測氧傳感器的電阻，如果加熱電阻燒斷，傳感器達不到正常的工作溫度，就會失去作用，應及時更換氧傳感器。

二、 典型故障診斷與檢修

（一） 氧傳感器故障現(xiàn)象

汽車動力不足，加速不良，排氣冒黑煙，會產生怠速不穩(wěn)，油耗過高，最容易出現(xiàn)的故障是氧傳感器中毒，應當使用無鉛汽油。因為鉛會浸入氧傳感器里面，阻礙氧離子運動，使氧傳感器出現(xiàn)故障。

（二） 氧傳感器故障案例

某德系車型，氧傳感器損壞導致燃油消耗高。

1. 檢查和分析

（1）使用解碼儀讀取故障碼；

（2）使用尾氣分析儀分析發(fā)汽車怠速時排放的尾氣，測量表明CO、HC都高于正常值。

（3）使用故障診斷儀讀取燃油噴射時間為2.4～2.7s，進氣量2.4～2.8g/s，信號電壓和電阻正常。

2. 故障確定和排除

拆下氧傳感器時發(fā)現(xiàn)，傳感器半邊為棕色，半邊為黑色，懷疑應當是氧傳感器中毒。尾氣分析結果為：一氧化碳0.1%，HC為9×10-6%，CO2為14.8%，O2為0.02%，各項數據均合格。油耗正常。

3. 故障原因總結

氧傳感器出現(xiàn)故障后，對發(fā)動機工作的影響很大，當發(fā)現(xiàn)有問題時要及早修理，若氧傳感器有故障，電腦就不能精確控制燃油噴射。

參考文獻：

[1]張云峰.電控發(fā)動機故障與檢修[M].北京：北京理工大學出版社，2008.

[2]趙英君.汽車維修[M].北京：科學出版社，2009.

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作者簡介：張新國，遼寧省大連市，大連電子學校。