汽車氧傳感器的常見故障及檢查方法研究

馬罡　申榮衛(wèi)

摘 要：氧傳感器通常安裝在汽車尾氣排放管或者前排氣管內(nèi)，能夠?qū)ζ囄矚獾难鹾窟M(jìn)行實時監(jiān)控，并且將監(jiān)控信息實時傳輸給電子控制器，通過電子控制器的反饋控制系統(tǒng)可以智能調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)燃料的整體噴射量，從而減少能源資源的浪費，避免環(huán)境污染，而且還可以使得汽車發(fā)動機(jī)保持在最佳狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：汽車；氧傳感器；故障；主要問題；檢查方法

在汽車運行的過程中，如果氧傳感器出現(xiàn)故障，則產(chǎn)生的波形無法反映燃油反饋控制系統(tǒng)，沒有辦法控制空燃比，造成汽車耗油量增多汽車尾氣排放量過大。如果情況嚴(yán)重時還會造成汽車怠速不穩(wěn)，排氣管冒煙等情況，嚴(yán)重影響汽車的運行功率，為此必須要對氧傳感器存在的故障進(jìn)行全面分析。

1 氧傳感器工作原理

隨著我國綜合實力不斷提升，人民對于汽車需求也在不斷增多，導(dǎo)致汽車數(shù)量大幅度提升，不僅會使得交通堵塞，而且很容易造成環(huán)境污染，不利于環(huán)境保護(hù)的發(fā)展。為此必須要加強(qiáng)對汽車尾氣的科學(xué)控制。氧傳感器能夠直接將尾氣中的氧含量傳遞給發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)，根據(jù)反饋的信號能夠判斷系統(tǒng)是否進(jìn)入閉環(huán)狀態(tài)，只有氧傳感器在無故障時，信號波形才能夠反映出燃油反饋的控制狀況。

利用三元催化器的方式可以減少污染物和廢棄的排放，所以氧傳感器是汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)重要的構(gòu)成。一般氧傳感器位于排氣管第一節(jié)催化轉(zhuǎn)換器之前，并且采用二氧化鋯材料制作而成。通過插入到陶瓷保護(hù)套中，與排氣管上的傳感器進(jìn)行連接。陶瓷體暴露在排氣中，并且與外部空間相連接[1]。

氧傳感器由于在低溫狀態(tài)下的電阻非常高，所以如果發(fā)動機(jī)沒有啟動不會出現(xiàn)電流。當(dāng)發(fā)動機(jī)打火時溫度會不斷上升，空氣中的廢棄以及氧氣會呈現(xiàn)出明顯的變化。而陽離子能夠通過元件導(dǎo)致電位差白金將電位差不斷放大，所以空燃比會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論空燃比在氧傳感器元件之間會有非常濃的氧氣濃度差，這樣也就會造成氧傳感器的電壓過強(qiáng)，如果混合的大氣比較稀薄，那么大氣與廢氣之前的濃度差就會減少，傳感器所能夠產(chǎn)生的電壓也比較弱。如果空氣中混合的空燃比減少，很可能對一氧化碳?xì)怏w等雜質(zhì)凈化效果產(chǎn)生影響。利用氧傳感器可以直接檢測排氣管中的氧氣濃度，并且發(fā)出反饋信號，進(jìn)一步將空燃比控制在合理的范圍內(nèi)。

氧傳感器通過安裝在排氣管上，可以實時檢測廢氣的氧氣濃度，如果廢氣中的氧氣百分比過高時，則可以判定空燃比過大，即混合氣比較稀薄，而廢氣中氧氣的百分比很小時則可以判斷空燃比很小，所以混合器非常高。如果溫度在300℃左右時，陶瓷材料能夠直接作為氧化鐵的導(dǎo)體，幫助傳感器的兩側(cè)氧平衡。而這種電壓變化還有不同的兩測量值可以直接反饋給控制系統(tǒng)，在排氣中通過對剩余的氧氣含量進(jìn)行檢測，能夠保證燃燒的有害廢氣明顯降低。

2 汽車氧傳感器常見故障

2.1 汽車氧傳感器老化

在汽車氧傳感器反饋的過程中，通過對空燃比進(jìn)行全面的分析，可以有效減少汽車尾氣出現(xiàn)汽油過剩的情況。但是在汽車實際運行的過程中，很容易受到燃油蒸汽快速預(yù)熱而導(dǎo)致氧傳感器表面溫度異常升高等問題，導(dǎo)致氧傳感器表面的保護(hù)層出現(xiàn)碳粒而破損老化等[3]。

2.2 氧傳感器表面積碳問題嚴(yán)重

由于氧傳感器位于汽車尾氣排氣管內(nèi)，所以造成汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)部沒有充分燃燒的油料會在氧傳感器表面積累大量的碳基，而這些碳基由于含有未燃盡的油漬以及塵埃等飄入到氧傳感器內(nèi)部也會使得氧傳感器內(nèi)部受到嚴(yán)重污染，不僅會導(dǎo)致信號傳輸受到影響，而且也會造成氧傳感器的反饋不準(zhǔn)確。一旦出現(xiàn)氧傳感器表面積碳問題，很有可能造成發(fā)電機(jī)電子控制系統(tǒng)無法獲得正確的空燃比，而導(dǎo)致尾氣排放量不斷增加。

2.3 加熱電阻絲燒斷

氧傳感器在實際工作的過程中必須通過加熱阻絲來提高傳感器的溫度，如果傳感器加熱阻絲出現(xiàn)燒斷的故障時，很容易造成氧傳感器無法正常工作，也就沒有辦法發(fā)出信號。

2.4 氧傳感器鉛硅中毒

在汽車氧傳感器運行的過程中，鉛中毒主要是因為使用了含鉛汽油而造成的，即使是新配置的氧傳感器，也不會超出3000米的工作里程。為了能夠緩解氧傳感器鉛中毒的情況，必須選擇不含鉛的汽油，減少汽車傳感器表面的鉛含量。

而如果排氣溫度過高時導(dǎo)致鉛中毒過深，甚至進(jìn)入到氧氣傳感器的內(nèi)部，則必須立即更換氧傳感器。如果存在硅中毒的情況時，氧傳感器也會停止工作，所以必須改用高質(zhì)量的燃油以及潤滑油，減少尾氣中的硅含量。并且要選擇符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的橡膠圈避免在傳感器表面涂抹溶劑，因為這些溶劑中很有可能含有鉛合規(guī)導(dǎo)致汽車氧傳感器出現(xiàn)故障。

2.5 氧傳感器陶瓷體破損

盡管汽車的氧傳感器陶瓷體硬度非常高但是卻有明顯的脆性，如果陶瓷體撞擊硬物之后，就很容易出現(xiàn)碎裂的問題，而且如果在強(qiáng)氣流沖洗的過程中，也會導(dǎo)致陶瓷體出現(xiàn)破損問題。

3 汽車氧傳感器故障的檢查

3.1 加入電阻氣檢查

在汽車氧傳感器故障檢查的過程中，通過斷開汽車點火裝置的方式，快速找到氧傳感器并且拔下線束插頭，通過萬用表對接線端加熱器以及搭鐵之間的電阻進(jìn)行全面的分析，如果阻值不斷升高，則說明內(nèi)部線路存在短路的情況，所以必須立即更換氧傳感器。

3.2 定期測量氧傳感器

在測量氧傳感器的過程中，首先要將線束接口拔下，并且按照車型電路圖以及氧傳感器的饋線接線柱導(dǎo)出導(dǎo)線，并且插好線束口，保證發(fā)動機(jī)能夠正常運轉(zhuǎn)，通過對導(dǎo)線進(jìn)行全面的測量，可以保證汽車反饋電壓的整體效果，如果氧傳感器可以正常運轉(zhuǎn)，則必須保證反饋電壓在0.45V左右。此外還可以加速踩下踏板并且立即松開的方式，保證混合氣體的濃度發(fā)生變化，如果在加速踩下踏板的情況下，發(fā)動機(jī)的油料噴射口油料增加，導(dǎo)致混合氣體的濃度增大，則反饋電壓會持續(xù)上升，如果松開加速踏板，油料噴射量會降低混合氣體的濃度也會減少反饋，電壓會明顯下降。利用電壓表對反饋電壓的數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測，如果沒有發(fā)現(xiàn)指針跳動的情況，則說明氧傳感器出現(xiàn)了故障[4]。

拔下氧傳感器的線束插頭，保證氧傳感器與電腦斷開反饋控制系統(tǒng)也處于開環(huán)狀態(tài)，通過利用萬用表電壓檔的正表比與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱相連接，負(fù)表筆搭鐵。在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，通過對反饋電壓進(jìn)行測量，脫開進(jìn)氣管上的曲線箱，并且強(qiáng)制通風(fēng)管或者其他真空軟管，通過人為的形成混合氣觀看電壓表以及指針讀數(shù)下降的情況，然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器。通過利用4-8kΩ的電阻來代替水溫傳感器，并且人為形成濃混合氣判斷電壓表的運動狀態(tài)，如果指針讀數(shù)往上升，則可以突然踩單或者松開加速踏板，改變混合氣體濃度。

3.3 檢查氧傳感器外觀顏色

在氧傳感器外觀顏色檢測的過程中，首先應(yīng)該拆下氧傳感器，判斷氧傳感器的外殼氣孔是否出現(xiàn)損壞的問題，如果發(fā)現(xiàn)損壞必須立即更換氧傳感器，此外也應(yīng)該及時觀察氧傳感器頂端顏色是否出現(xiàn)變化，通過恰當(dāng)?shù)姆绞侥軌蚺袛喙收系拇嬖谄渲醒鮽鞲衅鞯捻敹耸堑疑模瑒t屬于正常，如果氧傳感器的頂端呈現(xiàn)白色，則說明氧傳感器出現(xiàn)硅中毒，如果氧傳感器的頂端變成棕色，則說明是鉛中毒。如果頂端變成黑色，則可以說明氧傳感器出現(xiàn)了積碳問題。

3.4 示波器的方式對波形進(jìn)行判斷

由于氧傳感器在工作的過程中可以直接通過示波器的方式判斷波形，如果波形出現(xiàn)異常，則可以直接判斷波形故障，例如征服雜波就是指氧傳感器整體的信號電壓波形在300mV至600mV左右，出現(xiàn)不重要的雜波，如果征服雜波。過多也會引起氧傳感器的化學(xué)變化，而不是發(fā)動機(jī)的故障所引起的，由此可見增幅雜波就是指在600mV以上以及300mV以下的雜波中等雜波則是指信號電壓波形高壓段部分向下沖的尖峰，而且中等雜波尖峰幅度一般在150mV左右，如果氧氣傳感器的波形在400mV時，則中等雜波會在200mV左右，中等雜波可能對特定的故障產(chǎn)生一定的效果，并且能夠?qū)θ加头答佅到y(tǒng)類型，發(fā)動機(jī)運行方式以及發(fā)動機(jī)系列或氧傳感器的類型具有非常重要的影響，而嚴(yán)重雜波則是指在200mV的雜波.通過波形測試顯示主要以氧傳感器的信號電壓波形向下沖的尖峰，并且在發(fā)動機(jī)持續(xù)運轉(zhuǎn)過程中覆蓋整個氧傳感器的電信范圍，所以發(fā)動機(jī)會處于穩(wěn)定的狀態(tài)下，例如在每分鐘2500鉆石嚴(yán)重雜波可能存在幾秒左右，則意味著發(fā)動機(jī)出現(xiàn)了故障，通常是因為點火不良或者缸噴油氣噴油量不一致而造成的[5]。

4 結(jié)論

本文通過對汽車氧傳感器的常見故障，進(jìn)行全面的分析與判斷總結(jié)了汽車氧傳感器故障檢測的具體方法，包括判斷氧傳感器外觀顏色變化、加熱電阻器的變化以及氧傳感器電壓變化等，通過這些手段可以及時發(fā)現(xiàn)汽車氧傳感器的故障，保證汽車的穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]史志華.汽車氧傳感器的結(jié)構(gòu)與檢測方法[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（23）：68-70.

[2]胡建峰.淺談汽車氧傳感器的故障及檢查方法[J].中外企業(yè)家，2018（01）：196.

[3]劉子強(qiáng)，邵晗，李全.氧傳感器OBD系統(tǒng)診斷原理及故障分析[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2018（01）：39-43.

[4]王曉林.波形診斷技術(shù)在K3發(fā)動機(jī)故障判斷上的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2016.

[5]段剛.汽車氧傳感器的常見故障及檢查方法[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（10）：25.