汽车氧传感器故障

汽车氧传感器故障（精选9篇）

汽车氧传感器故障 篇1

目前, 实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分, ;单引线的为氧化锆式氧传感器;双引线的为氧化钛式氧传感器;三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器, 原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。

1 氧化锆式氧传感器的构造

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。氧传感器位于排气管的第一节, 在催化转化器的前面。氧传感器有个二氧化锆 (一种陶瓷) 制造的元件, 其里外都镀有一层很薄的白金。陶瓷化锆体在一端用镀薄铂层来封闭。后者被插到保护套中, 并安装在一个金属体内。保护套起到进一步保护作用并使传感器得以安装到排气歧管上。陶瓷体外部暴露在排气中, 而内部与环境大气相通。

这个元件低温时有很高的电阻, 所以温度低时不允许电流通过。但高温时, 由于空气中和废气中氧的浓度差异, 氧离子却能通过这个元件。这就产生了电位差, 白金将其放大。这样, 空燃比低于理论空燃比 (较浓) 时, 在氧传感器元件内 (废气) 外 (大气) 之间有较大的氧气浓度差。于是, 传感器产生一相对较强的电压 (约翰逊伏) 。另一方面, 如果混合气稀, 大气和废气之间氧浓度差很小, 传感器也就只产生一相对较弱的电压 (接近0伏) 。

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。

2 汽车氧传感器的常见故障

氧传感器一旦出现故障, 将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息, 因而不能对空燃比进行反馈控制, 会使发动机油耗和排气污染增加, 发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此, 必须及时地排除故障或更换。

2.1 氧传感器中毒

氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障, 尤其是经常使用含铅汽油的汽车, 即使是新的氧传感器, 也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒, 接着使用一箱不含铅的汽油, 就能消除氧传感器表面的铅, 使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度, 而使铅侵入其内部, 阻碍了氧离子的扩散, 使氧传感器失效, 这时就只能更换了。

另外, 氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说, 汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅, 硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体, 都会使氧传感器失效, 因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈, 不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等

2.2 积碳

由于发动机燃烧不好, 在氧传感器表面形成积碳, 或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物, 会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部, 使氧传感器输出的信号失准, ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳, 主要表现为油耗上升, 排放浓度明显增加。此时, 若将沉积物清除, 就会恢复正常工作。

2.3 氧传感器陶瓷碎裂

氧传感器的陶瓷硬而脆, 用硬物敲击或用强烈气流吹洗, 都可能使其碎裂而失效。因此, 处理时要特别小心, 发现问题及时更换。

2.4 加热器电阻丝烧断

对于加热型氧传感器, 如果加热器电阻丝烧蚀, 就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。

3 汽车氧气传感器的检查方法

3.1 氧传感器加热器电阻的检查

拔下氧传感器线束插头, 用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻, 其阻值为4-40Ω (参考具体车型说明书) 。如不符合标准, 应更换氧传感器。

3.2 氧传感器反馈电压的测量

测量氧传感器的反馈电压时, 应拔下氧传感器的线束插头, 对照车型的电路图, 从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线, 然后插好线束插头, 在发动机运转中, 从引出线上测出反馈电压 (有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压, 如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压) 。

对氧传感器的反馈电压进行检测时, 最好使用具有低量程 (通常为2V) 和高阻抗 (内阻大于10MΩ) 的指针型万用表。具体的检测方法如下:

3.2.1

将发动机热车至正常工作温度 (或起动后以2500r/min的转速运转2min) ;

3.2.2

将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的E1或蓄电池负极, 正表笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔, 或接氧传感器线束插头上的号|出线;

3.2.3

让发动机以2500r/min左右的转速保持运转, 同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动, 记下10s内电压表指针摆动的次数。在正常情况下, 随着反馈控制的进行, 氧传感器的反馈电压将在0.45V上下不断变化, 10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果少于8次, 则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常, 其原因可能是氧传感器表面有积碳, 使灵敏度降低所致。对此, 应让发动机以2500r/min的转速运转约2min, 以清除氧传感器表面的积碳, 然后再检查反馈电压。如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢, 则说明氧传感器损坏, 或电脑反馈控制电路有故障。

3.2.4 检查氧传感器有无损坏

拔下氧传感器的线束插头, 使氧传感器不再与电脑连接, 反馈控制系统处于开环控制状态。将万用表电压档的正表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱连接, 负表笔良好搭铁。在发动机运转中测量反馈电压, 先脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管, 人为地形成稀混合气, 同时观看电压表, 其指针读数应下降。然后接上脱开的管路, 再拔下水温传感器接头, 用一个4-8KΩ的电阻代替水温传感器, 人为地形成浓混合气, 同时观看电压表, 其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度, 在突然踩下加速踏板时, 混合气变浓, 反馈电压应上升;突然松开加速踏板时, 混合气变稀, 反馈电压应下降。如果氧传感器的反馈电压无上述变化, 表明氧传感器已损坏。

另外, 氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时, 若是良好的氧传感器, 输出端的电压应以2.5V为中心上下波动。否则可拆下传感器并暴露在空气中, 冷却后测量其电阻值。若电阻值很大, 说明传感器是好的, 否则应更换传感器。

3.2.5 氧传感器外观颜色的检查

从排气管上拆下氧传感器, 检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞, 陶瓷芯有无破损。如有破损, 则应更换氧传感器。

通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障:

(1) 淡灰色顶尖:这是氧传感器的正常颜色;

(2) 白色顶尖:由硅污染造成的, 此时必须更换氧传感器;

(3) 棕色顶尖:由铅污染造成的, 如果严重, 也必须更换氧传感器;

(4) 黑色顶尖:由积碳造成的, 在排除发动机积碳故障后, 一般可以自动清除氧传感器上的积碳。

结束语:为了节能和防止汽车污染, 西方发达国家大都装有氧传感器, 对我国来说装汽车用氧传感器势在必行。我国汽车工业同国外的主要差距之一, 也表现在汽车传感器方面。因此, 可得出氧传感器推广应用的前景十分乐观。

摘要：汽车行业是目前在国际上应用传感器最大的市场之一, 而氧传感器申报的专利数, 居汽车传感器的首位。氧传感器装在汽车排气管道内, 用它来检测废气口的氧含量。因而可根据氧传感器所得到的信号, 把它反馈到控制系统, 来微调燃料的喷射量, 使A/F控制在最佳状态, 既大大地降低了排污量, 又节省了能源。

关键词：氧传感器,故障,检查

参考文献

[1]王银.陈丙辰.汽车传感器使用与检修.北京:金盾出版社2002.

[2]董辉.汽车电子技术与传感器.北京:北京理工大学出版社, 1995.

[3]宋福昌.汽车传感器识别与检测图解.北京:电子工业出版社, 2003.

氧传感器故障分析诊断与检测 篇2

【关键词】氧传感器;三元催化器;发动机控制单元;故障诊断

0.引言

汽车工业的发展，汽车排放废气带来的环境污染问题日益严重，对人的身体健康也造成严重损害。因此，减少汽车排放，有效地控制汽车尾气排放成为当今重要的研究课题之一。氧传感器（Oxygen Sensor，简称HO2S）用来检测排放废气中的含氧量，通过检测排气中的氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并以电压信号传到PCM，PCM根据该信号，对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制），从而将空燃比控制在14.7附近，使发动机得到最佳浓度的混合气，降低有害气体的排放量。氧传感器的故障分析与检测，与当今汽车发展中的安全、环保、节能三大主题相吻合，具有现实和长远意义。

1.氧传感器故障分析诊断与检测

1.1氧传感器的故障诊断

电喷轿车所采用的氧传感器大致分为单线、双线、三线、四线、五线、六线等6种引线形式。单线为氧化锆式氧传感器；双线为氧化钛式氧传感器；三线和四线为带有加热装置的氧化锆式氧传感器。三线和四线的区别：三线氧传感器的加热器负极和信号输出负极共用一根线，四线氧传感器的加热器负极和信号负极分别各用一根线。加热装置的作用是使氧传感器尽快达到工作温度。新型氧传感器有五线六线等。氧传感器产生故障会造成其反馈信号出现异常，从而使电脑失去对混合气空燃比的调节。若混合气控制比不精确，会使排气净化恶化，因而必须及时排除故障或更换。

导致氧传感器出现故障的原因如下：氧传感器陶瓷破碎失效；氧传感器内部进入油污或尘埃等沉积物；使用含铅汽油使氧传感器中毒；此外，氧传感器橡胶垫及涂剂也会使氧传感器失效；电加热器故障也可能造成氧传感器在发动机起动及低温时不工作。

当故障灯报警，读取传感器故障碍后，有必要对其进行诊断，要明确氧传感器报警不一定就是传感器本身有故障，其报警信号受到下列因素的影响。(1)点火系工作状况；(2)进气系统密封性能；(3)排气系统是否堵塞；(4)喷油器的工作状况；(5)供油系统油压高低。因此，在发动机维修中，一旦出现氧传感器报警信号，应通过电脑加人脑对故障部位进行综合分析、判断、调换结合，合理维修。

1.2氧传感器的检测

⑴分工况检测：氧传感器输出的信号电压（指ECU 导线侧连接器端子对地的电压）应当符合下面的要求——a.点火开关位于ON 位置时，信号电压大约为0V；b.发动机冷机怠速运转时，信号电压大约为0V；c.发动机预热后怠速运转时，信号电压大约为0 V~1.0V；d.发动机预热后加速运转时，信号电压大约为0.5 V~1.0V；e.发动机预热后减速运转时，信号电压大约为0 V~0.4V。

⑵灵敏度检测：起动发动机，让发动机以2500 r/min 的转速运转3min，使氧传感器达到工作温度。发动机继续以2500r/min 的转速运转，同时测量氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.1 V~1.0V 之间波动的次数为10 s 内大于8 次，说明氧传感器的灵敏度正常。否则，应当更换氧传感器。

⑶模拟检测：拔下一根发动机的真空软管，模拟混合气变稀，若氧传感器的信号电压下降到0.1 V~0.3V；堵住空气滤清器的进气口，模拟混合气变浓，若氧传感器的信号电压上升到0.8 V~1.0V，说明氧传感器工作正常。如果氧传感器的信号电压不发生上述变化，说明氧传感器有故障，应该予以更换。

1.2.1氧传感器加热电阻丝电阻的检测

点火开关置于“OFF”位置，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表的Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子和搭铁端子问的电阻，应为4～40Ω，若过大或过小，表示加热元件已损坏，应更换传感器。

1.2.2氧传感器反馈电压的检测

拔下氧传感器插头。使发动机以2500r／min转速运转。电压应在0～1V变换(频率约50次／min)如电压保持在0V或1V不变，可用改变油门开度的办法人为地改变混合气浓度：突然踏下油门踏板时产生浓混合气，反馈电压应上升；突然松开油门时产生稀混合气，反馈电压应下降。如果没有变化，说明氧传感器已损坏，应更换。在检测氧传感器的反馈电压时，最好使用指针式万用表，以便直观地反应出反馈电压的变化情况，此外，电压表应是低量程和高阻抗的(阻抗太低会损坏传感器)。

在采用上述方法检测时，良好的氧化钛式氧传感器输出端电压应以2.5V为中心上下波动，否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若阻值很大，说明传感器良好；反之，则传感器已损坏，应予更换。

1.3维修氧传感器的注意事项

氧传感器正常工作时，需要300～850℃的高温，为此在其内部装有陶瓷加热元件。该车氧传感器最佳工作温度是600℃。

1.3.1ECU 对氧传感器“混合气过稀”信号的修正范围是有限的（标准系数为1±20%），不能克服点火时刻偏晚带来的危害。因此，对“空燃比”的调整不能过份依赖氧传感器，还需要对相关的系统进行检查。

1.3.2由于氧传感器所形成的电动势的能量非常小，所以用普通的万用表是无法测定的，必须使用示波器或者高阻抗的数字式万用表才行。

1.3.3一部分老车型的电控单元（ECU）在怠速状态下会忽略氧传感器的信号，只有在发动机转速达到1800r/min 时ECU 才对混合气进行闭环控制。因此，对这类汽车必须先将转速提高到1800r/min，然后再对氧传感器进行检测。

1.3.4由于氧传感器始终处在高温废气之中，与其他传感器相比，它的故障率较高，使用寿命较短（普通型氧传感器的寿命为5~8 万Km，加热型氧传感器的寿命大约10 万Km）。氧传感器损坏后应当及时更换，采取将氧传感器断路或者短路的办法是不可取的，因为此时实行的是“开路控制”，对空燃比的调节不精确，会带来动力性、经济性和排气净化性的恶化。

1.3.5氧传感器柄部套下有通气孔，外界空气由此进入氧传感器的内腔，作为“参考气”，因此应该检查该通气孔是否畅通。一旦油污或者其他沉積物进入氧传感器内腔，或者堵塞了该通气孔，会使氧传感器的输出信号失真。

1.3.6不要在氧传感器的插头上涂抹制造厂未规定使用的溶剂、清净液、防粘剂、油性液体或者挥发性固体。

1.3.7氧传感器的拧紧扭矩为50~60 N?m。注意：在安装时不要对氧传感器侧的电缆金属扣环不适当地加热。■

【参考文献】

［１］杨邦朝,简家文,张益康.氧传感器与现代生活[J].世界产品与技术,200l,(1).

［２］陈渝光,汽车电器与电子设备[M].北京:机械工业出版社,1999.

［３］杨邦朝,简家文,等.氧传感器原理与进展[J].传感器世界,2002,(8).

［４］宋国庆,刘红宇,等.新型氧传感器应用[J].黑龙江电子技术,1999,(3).

［５］张毅,等.TiO2氧传感器的研究与进展[J].传感器技术,2005,(2).

［６］李东江,等.汽车电控系统故障检修[M].北京:机械工业出版社,2001.

汽车发动机氧传感器故障维修 篇3

1 发动机氧传感器常见的故障

在汽车发动机使用的过程中,常见的故障包括铅中毒、硅中毒、氧传感器铂片表面积碳、陶瓷元件破损、加热电阻丝烧断等,一旦出现其中某些故障,就将影响发动机的正常使用功能。

1.1 氧传感器中毒

氧传感器中毒在汽车发动机的使用过程中是比较常见的一种故障,同时也是比较难以彻底维修的一些问题,尤其是使用具有铅成分燃料的机动车,就算是换上新的氧传感器,仅仅可以行驶几千公里,假如氧传感器仅仅具有一些轻微的中毒状况,只需更换汽油的种类,就能避免铅中毒的严重化,但是在高温的排气环境下,铅很容易进入排气系统的内部,阻隔氧离子的扩散,进而使得氧传感器中毒失效,此时就只有更换新的氧传感器。

另外,氧传感器发生硅中毒也是比较常见的故障,在一般情况下汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧之后会生成二氧化硅、硅橡胶密封垫圈在使用过程中出现不当的行为也会导致有机硅气体释放出来,都会使得氧传感器失灵,所以建议驾驶员在选择汽油和润滑油的时候,尽量选择质量好的。

1.2 氧传感器积碳

在发动机使用过程中,经常由于发动机的燃烧不充分或其他原因而导致

在氧传感器的周边会有一些积碳,或在氧传感器自身形成油污,污垢这样的沉积物质,以上沉积物质就会很大影响外面空气进到氧传感器里面,影响氧传感器传输出的反馈信号,因此影响汽车发动机电脑不能够迅速改正空燃比。氧传感器造成积碳的状况,会严重增加汽车的燃油消耗量,所排放的气体中的有害成分也会上升,因此一旦发现汽车氧传感器出现积碳,就应立刻进行处理,保证氧传感器时刻处于正确的工作状态。

1.3 陶瓷元件破损

氧传感器的陶瓷元件所具有的主要特征是很硬可是想对脆些,进行卸下以及清洗的时候因为工作者处理不正确、通过硬物敲打或者采用十分强烈的气体进行吹洗,全部有可能导致其损坏,进而失去利用的价值,因此在清洗和处理氧传感器陶瓷元件的时候,要注意修理的力度和幅度,避免人为因素对其造成的伤害。

1.4 加热器电阻丝烧断

加热电阻丝烧断,导致氧传感器升至正常工作需要的温度十分困难,因此阻碍发动机正常的进行运作,需要不定时的查看电阻丝,只要发现汽车发生加热电阻丝烧断,则需马上更换新的。

2 发动机氧传感器的故障诊断

氧传感器是电控汽油喷射发动机中重要的控制元件,主要用于燃料系统闭环控制,用以检测废弃中氧浓度,再将电压信号反馈给ECU,将空燃比控制在14.7这一标准范围之内。

2.1 氧传感器的故障检测

比较常规化的检测方式是直接观察氧传感器表面是否有积碳或覆盖物,是否由于这些覆盖而导致气体无法真正的渗透进去,导致氧离子不能正常的进行扩散,而使得发动机氧传感器失去效果。在氧传感器报警系统中,一旦氧传感出现故障就会自动出现报警信号,专业的维修人员可以读出氧传感器的故障码,从而做出对应的维修措施。

对氧传感器特性曲线进行研究,我们得到当空燃比维持在14.7时,信号基准电压应该是0.4-0.5V之间。当空燃比小于14.7时,电压会逐渐上升到0.8-1.0V之间,说明混合气体的浓度过高;档空燃比大于14.7时,电压逐渐降低至0.2V左右,表明混合气体的浓度过低。上述几组数据是判断氧传感器是否出现故障的重要依据,正确的诊断方法是:以以2500r/min的转速运转发动机2分钟,使得氧传感器达到预热的效果,然后拔下氧传感器的插线,用万用表测量反馈电压,观察10s内电压指针的摆动次数,如果摆动的次数小于8次,说明预热程度不够,需要继续预热,直到电压指针摆动的次数超过8次以上。如果在预热过程中,电压摆动的次数一直保持在10s/8次,那么就需要脱开氧传感器的线束插头,再测量反馈电压,当电压大于0.45v时,脱开进气管上某处真空管,如果电压依然大于0.45v,说明氧传感器已经损坏;当电压小于0.45v时,说明混合气体的浓度过高,应该继续对燃料、进气或控制系统进行排查。当电压小于0.45v时,拔下水温传感器插头,接上一只4-8 kΩ的电阻,如果电压仍然小于0.45v,说明传感器已经损坏,如果电压大于0.45v,说明混合气体的浓度过低。

2.2 反馈电压的检测

有些汽车可以直接从故障诊断座内的OX1或OX2插孔内直接测得氧传感器反馈电压。在我们常规的检测工作中,通常选择摆针型的电压表,便于直观的反映出反馈电压的变化情况,另外要求电压表具有低量程和高阻抗。具体的检测方法是:首先启动发动机,保持2500r/min的转速持续运转2分钟,模拟正常发动机工作的环境温度,把电压表的正极棒连接到故障诊断座内的OX 1或OX2插孔上,或者直接插入氧传感器的线束插头上,负极棒连接到故障诊断座内的EI插孔或蓄电池负极,发动机继续以2500r/min左右的转速保持运转,与此同时检查电压表指针的摆动情况,观察指针是否在0-1v之间来回摆动,并记录10s内电压指针摆动的次数。当电压表指针在10s内的摆动次数大于等于8次,说明氧传感器及其反馈控制系统的工作状态是正常的,当电压表的指针在10s内的摆动次数小于8次,说明氧传感器及其反馈系统的工作状态不正常,那么我们就需要进一步的检查故障出现在什么地方。

因此,我们需要再让发动机以2500r/min的转速运转2分钟左右,达到清除氧传感器表面积碳的效果,再次检查反馈电压。如果电压指针变化依旧很缓慢,说明氧传感器损坏或电控单元的反馈控制电路出现故障。需要我们进一步检查氧传感器是否存在损坏,检测的具体步骤如下:脱开氧传感器插头,使得发动机继续运转,反馈系统进入开环控制状态,检查电压表的反馈电压变化情况;脱开节气门体下真空软管,使进气管漏气,通过人为的操作形成稀释的混合气体,同时观察电压表的变化,正常的情况下指针应该是下降的,然后再接上脱开的真空软管,拔下水温传感器插头,用0-8 kΩ的电阻代替水温传感器,通过人为操作形成高浓度的混合气体,观察电压表的变化情况,正常情况下电压表读数应该上升。如果氧传感器在这种测试中没有显示电压变化,说明氧传感已经损坏。

2.3 氧传感器外观颜色检查

从排气管上拆下氧传感器,检查传感器外壳上的通气孔有没有堵塞的情况,陶瓷芯有没有破损的情况,如果有则应该立即更换新的氧传感器。下面介绍几种通过观察氧传感器的顶尖部位的颜色也可以判断氧传感的故障。氧传感器的正常颜色是浅灰色的,如果顶尖变成白色的,说明氧传感受到了硅污染,应该更换新的氧传感器,如果顶尖变成棕色的,说明氧传感器受到了铅污染,应该更换新的氧传感器,如果顶尖变成黑色的,说明氧传感器表面或内部积碳造成的,一般可以自动清除氧传感器上的积碳。

3 案例分析

本文在研究的后期通过对丰田COROLLA车4A-C、4A-GE、4A-FE发动机氧传感器检测为例,探究在实践使用过程中的故障维修。将发动机以2500r/min的转速持续运转2分钟以上,使得发动机达到正常的工作环境温度,将电压表的正极测笔和4A-C发动机的故障诊断座内的OX插孔连接上,负极测笔与4A-GE插孔连接,对4A-C发动机保持2500r/min转速,检测此时的电压指针的变化,如果电压表在10s内和0-6v范围内摆动8次以上,则说明氧传感器的工作处于不正常的状态。对4A-GE发动机保持2500r/min转速,用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔,再测量电压,如果电压表的指针在10s内的摆动次数等于或大于8次以上,说明氧传感器的工作正常,否则说明氧传感器出现故障,应该根据发动机故障指示灯上显示的故障代码,分析故障代码判断故障的种类,从而做出相应的维修处理。

对于4A-FE发动机,只能使用10MΩ的数字式电压表检测发动机运转时候的电压变化,具体的操作步骤为:首先对发动机以2500r/min的转速持续运转2分钟以上,再将电压表的一端插入黑色的传感器上,电压表的负极接地,观察电压表的指针变化,如果电压表在0-1v之间,说明氧传感器正常,反之则不正常,可能是电子控制元件接触不良、黑色导线内断路等。

4 结语

氧传感器在汽车发动机上的应用已经越来越频繁,它能够很好的控制有效的空燃比,能够控制汽车排气中的氧浓度,对生态环境保护具有重要的意义,因此一旦氧传感器在使用的过程中出现故障,就会给驾驶员带来很大的麻烦,所以防止和控制手段就显得很重要,及时发现问题并解决问题,避免情况的进一步恶化。

摘要：在利用三元催化转换器用于降低排气污染的汽车发动机里,氧传感器属于一个十分重要的部件,有关氧传感器的检测与维修,可以通过诊断仪器对元器件进行初步检查,然后从排气系统上将元器件拆卸下来,观察氧传感器,假使外壳上面的通气孔存在堵塞,陶瓷芯是否破损,假使有损坏则需更换新件。汽车发动机氧传感器在使用的过程中,还会遇到其他很多问题,本文就将针对这些可能出现的故障进行探究。

关键词：汽车发动机,氧传感器,故障维修

参考文献

[1]解来卿,王森,袁峰.汽车电喷发动机故障诊断与维修方法探析[J].轻型汽车技术,2010,Z1:68-71.

[2]韩顺武,吴鸣宇.汽车氧传感器的检测与维修[J]机械制造与自动化,2010,03:71-72+83.

汽车水温传感器故障检修 篇4

关键词：水温传感器；作用；原理；故障；检修

温度是反映发动机工作状况的重要参数，在汽车上水温传感器通常安装在缸盖出水管附近，其监测的是从水套中流出的“热水”温度。汽车用水温传感器是热敏电阻型，采用负热敏电阻（NTC）作为主要元件，壳体多为铜质（导热性能良好），导线通过接线插座与发动机电脑相连，见图1、图2（a）。当水温发生改变时，负热敏电阻的阻值随之呈现线性变化，见图2（b），进而改变了水温传感器所在的监控电路的总电阻和电流，当总电流发生改变时电脑内部串联固定电阻两端的电压将会呈现线性变化，即输出信号。它的供电电压是由控制单元提供的5V电源，返回控制单元的输出信号为1.3V-3.8V的线性变化信号。

一、水温传感器的作用及故障现象

水温传感器是发动机电控系统中比较重要的一个传感器，其性能的好坏影响着发动机启动、暖机以及其他稳定工况。简单来说，水温传感器影响喷油量和点火提前角。

（1） 影响喷油量。例如在启动工况，发动机的喷油量主要是由水温传感器的信号来决定的，在一定的范围内，水温越低则喷油量越多。通常，当水温传感器出现故障时，往往冷车起动时显示的还是热车时的温度信号，ECU得不到提供过浓混合气的信号，只能供给发动机较稀薄的混合气（热车时的信号），所以发动机冷车不易起动。在暖机工况中，如果水温传感器发生故障，向电脑提供了发动机低温信号的话，则会引起发动机油耗过高。在稳定工况，水温传感器故障可能还会引起加速困难、高温断火、消声器冒黑烟且发出“突突”声等。（2） 影响点火提前角。水温传感器的作用是把冷却水温度转换为电信号，输入

ECU修正点火提前角，低温时增大点火提前角，高温时，为防止爆燃，推迟。因此，当水温传感器发生故障时，可能会导致发动机运转抖动不平稳、有爆燃异响，导致发动机磨损严重。

二、水温传感器故障症状

当水温传感器出现上述故障现象时，通常会形成故障码进入自诊断系统。表现为：发动机启动后发动机电控系统故障指示灯常亮，用解码器读取故障码显示为水温传感器故障。这个水温传感器故障的故障点可能是水温传感器元件失效、也可能是水温传感器到电脑的连接线路有问题、还可能是电脑内部的控制电路有问题。此外，还有一种情况，就是故障与发动机电控没有直接的关系，比如水垢等杂质过多导致水温传感器测量不准，属于非电控机械故障。需要说明的是，传感器是一种汽车电路上的电子原器件，如果这个器件坏了，修复的余地不大，只有换了。

当有水温传感器故障码或者怀疑水温传感器故障时，需要使用检测工具与设备对传感器技能型故障检测与排除，方法如下：（1）电阻检测。首先选用万用表电阻挡，根据测试条件选用合适量程，一般选用在KΩ档，连接万用表与水温传感器，并将水温传感器放置在一水盆中，盆中有水及温度表，盆外有加热装置，徐徐加热水盆中的水，观测水温表与万用表显示，水温表与万用表上读数应与检测条件与标准参数表中相符。如不符，说明水温传感器有故障。（2）电路测试。电路测试可分为测线路电压与水温传感器的电压，电路电压的测试为断开传感器的插头，打开点火开关，用万用表直接测量电路侧的电压约为5V。连接好线路，测量不同温度下的电压为0.5V～2.5V，万用表上读数应与检测条件与标准参数表中相符。（3）波形测试。用示波器探头连接水温传感器回路作为测量点，随温度升高电压变化的波形，与正常的对应波形比较，以此判定传感器的好坏，见图3。

浅析汽车氧传感器 篇5

上世纪90年代, 汽车排放污染已日渐成为人们关注的热门话题。随着我国汽车排放法规的逐步规范和社会对汽车排放污染物控制的重视, 电喷发动机在我国开始普及。经过近二十年的发展, 电喷发动机技术已日益成熟, 而汽车排放污染也得到了逐步控制, 这都和发动机上一个重要的部件———氧传感器密不可分。

确切地说, 电喷发动机采用了混合气成分的闭环控制和三元催化反应装置的联合使用技术, 这是目前为止汽油机最有效的净化排气的方法。三元催化转化器能有效地净化CO、HC和NOx这三种有害气体, 但其净化效率严格依赖于混合气浓度必须保持在理论空燃比 (14.7:1) 附近的狭小范围内。一旦混合气体浓度偏离了这个范围, 三元催化转化器净化排气污染物的能力便急剧下降。正是由于空燃比的变化会引起排气中氧浓度相应的变化, 因此, 便在排气管中设置了氧传感器。

氧传感器随时检测排气中的氧浓度, 并随时向汽车的电控单元反馈信号。电控单元根据反馈信号及时调整喷油量, 如信号反映混合气偏浓, 则减少喷油时间;反之, 则增加喷油时间, 从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比附近。这就是所谓的发动机闭环控制。

氧传感器是实现这一闭环控制必不可少的重要部件, 它对发动机排放控制起着不可或缺的作用。现代电喷发动机一般装有前后两只氧传感器, 三元催化转化器效率监测, 必须使用位于三元催化转化器后方的第二个氧传感器。当三元催化转化器工作正常时, 位于三元催化器前方的氧传感器的变动次数应高于后方的氧传感器, 监测器比较前/后氧传感器的变动次数来判定三元催化转化器老化与否, 如图1所示。

二、氧传感器的类型及工作原理

目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种, 其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。

1. 氧化锆式氧传感器

氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管, 亦称锆管, 如图2所示。锆管固定在带有安装螺纹的固定套中, 内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜, 其内表面与大气接触, 外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套, 其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔;电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。

氧化锆在温度超过300℃后, 才能进行正常工作。大部分汽车使用带加热器的氧传感器, 传感器内有一个电加热元件, 可在发动机起动后的10～30s内迅速将氧传感器加热至工作温度。

1-保护套管2-内表面电极层3-氧化锆陶瓷体4-外表面铂电极层5-多孔氧化铝保护层6-线束插头

2. 氧化钛式氧传感器

氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的, 故又称电阻型氧传感器。

二氧化钛式氧传感器的外形和氧化锆式氧传感器相似, 在传感器前端的护罩内是一个二氧化钛厚膜元件。纯二氧化钛在常温下是一种高电阻的半导体, 但表面一旦缺氧, 其品格便出现缺陷, 电阻随之减小。由于二氧化钛的电阻也随温度不同而变化, 因此, 在二氧化钛式氧传感器内部也有一个电加热器, 以保持氧化钛式氧传感器在发动机工作过程中的温度恒定不变。

3. 氧传感器的工作原理

这里以氧化锆式氧传感器为例进行说明。锆管的陶瓷体是多孔的, 渗入其中的氧气, 在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致, 存在浓差, 因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散, 从而使锆管成为一个微电池, 在两电极间产生电压, 如图3所示。当混合气的实际空燃比小于理论空燃比, 即发动机以较浓的混合气运转时, 排气中氧含量少, 但CO、HC等较多。这些气体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应, 将耗尽排气中残余的氧, 使锆管外表面氧气浓度变为零, 这就使得锆管内、外侧氧浓差加大, 两铅极间电压陡增。因此, 锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变:稀混合气时, 输出电压几乎为零;浓混合气时, 输出电压接近1V。

要准确地保持混合气浓度为理论空燃比是不可能的。实际上反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动, 故氧传感器的输出电压在0.1～0.8V之间不断变化 (通常每10s内变化8次以上) 。如果氧传感器输出电压变化过缓 (每1Os少于8次) 或电压保持不变 (不论保持在高电位或低电位) , 则表明氧传感器有故障, 需检修。

三、氧传感器的常见故障

氧传感器一旦出现故障, 汽车电控单元就不能接收空燃比反馈信号, 因而不能对空燃比进行反馈控制, 会使发动机油耗和排气污染增加, 发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

1. 氧传感器中毒

氧传感器中毒是经常出现并且较难防治的一种故障, 氧传感器顶尖部位的正常颜色为淡灰色, 当顶尖部位的颜色为白色则是硅中毒, 颜色为棕色则是铅中毒。

随着环保要求的日益提高, 我国已全面禁止使用含铅汽油, 这也避免了氧传感器铅中毒的问题。

2. 积碳

积碳的氧传感器顶部是碳黑色的。积碳粘附在氧传感器表面, 让对氧敏感材料不能与排气充分接触, 积碳少的情况下, 可能出现输出信号失准, 积碳过多的情况下, 氧传感器会完全失效。

3. 氧传感器陶瓷碎裂

氧化锆氧传感器的陶瓷硬并且脆, 在安装或维修过程中要避免用较硬的工具敲击或者是用强烈气流吹洗, 这样都有可能会使陶瓷碎裂, 所以要特别注意。

4. 加热器电阻丝烧断

加热器电阻丝是给氧传感器进行加热, 让其可以提前进入工作状态, 如果加热器电阻丝烧蚀, 就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。

5. 氧传感器内部线路断脱

氧传感器内部线路有很多是由线束和端子连接不良造成的, 故障还可能是由于其它电系统干涉和机械或化学损坏所造成的, 有时会因为检修或其它原因导致其线路断路或脱落。

四、氧传感器的检测

1. 氧传感器加热器电阻的检测

将点火开关置于“OFF”, 拔下氧传感器的导线连接器, 用万用表欧姆挡测量氧传感器接线端中加热器端子与搭铁端子间的电阻 (具体端子请查阅相关车型的维修手册) , 其电阻值应符合标准, 一般为4～40Ω (具体数值参见具体车型说明书) 。如不符合标准, 应更换氧传感器。测量后, 重新连接好氧传感器线束, 以便作进一步的检测。

2. 氧传感器反馈电压的检测

测量氧传感器反馈电压时, 应先拔下氧传感器线束连接器插头, 使用汽车电路测试跨接线进行测量, 在发动机运转时从引出线上测量反馈电压。在对氧传感器的反馈电压进行检测时, 最好使用指针型的电压表, 以便直观地反映出反馈电压的变化情况。发动机氧传感器反馈电压检测的具体步骤:

(1) 将发动机运转至正常工作温度。

(2) 把电压表的负表笔连接搭铁端或负极, 正表笔接氧传感器线束插头上引出的测试线。

(3) 让发动机以2500r/min左右的转速保持运转, 同时检查电压表指针能否在0～1V之间来回摆动, 记下10s内电压表指针摆动次数。在正常情况下, 随着反馈控制的进行, 氧传感器的反馈电压将在0.4V上下不断变化, 10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果使用数字万用表, 则记录下变化的次数。

(4) 若电压表指针在10s内的摆动次数等于或多于8次, 则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常;电压表指针若在10s内的摆动次数少于8次, 则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常, 可能是氧传感器表面有积碳而使灵敏度降低, 此时应让发动机以2500r/min的转速运转约2min, 以清除氧传感器表面的积碳;若电压表指针变化依旧缓慢, 则为氧传感器损坏或ECU反馈控制电路有故障。

氧传感器是否损坏, 可按下述方法检查:用突然踩下或松开油门踏板的方法来改变混合气浓度。在突然踩下油门踏板时, 混合气变浓, 反馈电压应上升;突然松开油门踏板时, 混合气变稀, 反馈电压应下降。如果在混合气浓度变化时, 氧传感器输出电压不能相应地改变, 说明氧传感器有故障。

五、总结

氧传感器故障排除4例 篇6

有1辆捷达王轿车, 在使用过程会出现排气管冒黑烟、油耗高、怠速不稳等故障。

用解码器检查发动机电控系统, 出现“空气流量计G70不可靠信号”, 显示空气流量计有故障。拔下空气流量计插头, 打开点火开关, 测量空气流量计的供电线路, 有5V和12V的电压, 说明供电正常, 测量传感器电阻正常。在信号线位置引出1根线, 用万用表测量发动机工作状态空气流量计信号电压, 发动机怠速运转时信号电压为1.3V, 加速到5000r/min, 信号电压可达3V左右, 信号电压正常。空气流量计没有问题, 进一步检查氧传感器的电压在0.1~0.2V间变动, 电压变动范围很小, 正常应该在0.1~0.9V之间变换。说明氧传感器信号异常。

拆卸氧传感器后发现顶尖部位的颜色呈棕色。这种现象一般是氧传感器铅中毒造成的, 使氧传感器失效。氧传感器信号电压失真后, 造成喷油量不准确, 就会出现上述故障现象。发动机控制单元在比较空气流量计测量的进气信号和氧传感器测量的错误的混合气浓度信号后, 就会认为空气流量计所测量的信号不准确, 于是就记录了“空气流量计G70不可靠信号”这个故障。由于氧传感器失效后传给发动机控制单元的信号并不是没有, 只是不准确, 所以发动机控制单元没有储存氧传感器的故障信息。

例2

有1辆宝来1.8轿车, 发动机怠速运转偶尔有抖动。用V.A.G1552进行检测, 发动机电控单元中存储前氧传感器故障, 该宝来1.8轿车在三元催化器两端各装了1个氧传感器, 属于双重控制。催化器前安装的是宽带式氧传感器。可在很大范围内确定排气中氧气浓度和燃烧室内过量空气系数。读取前氧传感器数值发现, 调节值为0.0%, 电压值在1.5V没有变动, 正常情况下氧传感器电压在1~2V之间变化。判定为前氧传感器损坏。

氧传感器的损坏可能与汽油质量有关。氧传感器损坏后, 发动机控制单元以氧传感器最后信号控制喷油, 此时氧传感器信号是一定值, 空燃比调节失常, 控制单元无法得知当前运转情况下空燃比是否正常, 使得空燃比有时不合适, 影响发动机的运转。更换前氧传感器, 观察数据块前氧传感器调节正常, 发动机运转平稳。

当发动机处于闭环控制状态时, 短效燃油修正将对空燃比进行小的、临时的修正。短效燃油修正不断地监测氧传感器的电压, 并以0.45V为参考点。根据电压变化, 调整喷油量, 保证发动机空燃比尽量接近14.7:1。短效燃油修正的数值用-100%~+100%之间的百分比来表示, 中间点为0%。如果短效燃油修正的数值为0%, 则表示空燃比为理想值14.7:1。如果短效燃油修正显示为正值, 表示混合气较稀, ECU正在进行增加喷油量的调整。如果短效燃油修正显示为负值, 表示混合气较浓, ECU正在进行减少喷油量的调整。如果混合气过稀或过浓的程度超出了短效燃油修正的范围, 这时就要进行长效燃油修正。

例3

有1辆2010年产广汽丰田汉兰达运动型多功能车, 行驶4万km。故障现象是该车加速不良。

检测发动机控制单元, 没有发现故障码。在发动机怠速状态下查看数据流, 发现在怠速增加的过程中, 短期燃油修正量跃升至20%。在怠速增加时, 短期燃油修正量迅速跃升至极限, 这说明混合气过稀, 控制系统在极力加大供油量。这表明如果不加以修正, 供油系统的供油量将严重不足。测量燃油压力, 发现油压为2.5MPa, 低于正常值3.5MPa。油压过低是导致供油不足的直接原因, 更换燃油泵, 试车确认故障排除。

此例中利用观察数据流中短期燃油修正系数, 发现发动机混合气过稀。而造成发动机混合气过稀的原因有很多, 例如进气系统漏气或供油不足。由于在怠速时燃油修正量很小, 说明在怠速时混合气浓度正常。那么也就可以把进气系统漏气排除。从而确定混合气过稀是系统燃油供给不足, 为准确判断故障指明了方向。

长效燃油修正数值是由短效燃油修正值得到, 并代表了燃油偏差的长期修正值。如果长效燃油修正显示为0%, 表示为了保持ECU所控制的空燃比, 供油量正合适。如果长效燃油修正显示为正值, 表示混合气较稀, ECU正在进行增加喷油量的调整。如果长效燃油修正显示为负值, 表示混合气较浓, ECU正在进行减少喷油量的调整。尽管短效燃油修正可以更频繁的对燃油供给量进行范围较广的小量调整, 但长效燃油修正可以表示出短效燃油修正向稀薄或浓稠方向调整的趋势, 可以在较长时间后将向所要求的方向明显的改变供油量。短效燃油修正其参数值范围是-10%~+10%, 长效燃油修正数值范围-23%~+16%, 当修正值超出限制时, 即设定故障码。需要注意的是不同厂家的车型修正参数范围可能不一样, 具体值需要查阅维修手册。

例4

有1辆上海别克GL轿车, 装备V6发动机, 行驶里程5万km。该车在使用过程中出现发动机故障灯常亮, 但未出现其它明显故障症状。

连接故障诊断仪431ME电眼睛进行检测, 读故障代码, 显示燃油微调系统过稀。该车为了实现动力性、燃油经济性和排放的最佳组合, 采用闭环空燃计量系统。其中动力系统控制模块 (PCM) 会根据氧传感器的信号电压调节供油量, 理想的燃油微调值为0%。如果氧传感器检测到混合气过稀或过浓的情况, PCM将适时增加或减少供油量, 燃油微调值将高于或低于0%。另外燃油微调分为长期微调和短期微调, 长期燃油微调值在-25%~20%之间, 短期燃油微调值在-27%~27%之间。当长期微调值达到19%时, 电脑就会设置此故障码。造成此故障的原因一般为:喷油嘴过脏、真空泄漏、空气流量计或氧传感器信号不正确等。

因为该车已行驶5万km, 且燃油系统未进行过维护, 故决定先清洗喷油嘴。清洗完喷油嘴再检测时, 发现长期燃油微调值仍然大于19%, 由此可以排除喷油嘴过脏的可能性。会不会是空气流量计出了什么问题呢?于是拔下其线束连接插头, 而此时却发现长期燃油微调值竟变为0%。本以为故障原因已经找到, 便将空气流量计拆下进行清洗, 重新装复后试车, 但故障依旧。将另一辆车上性能完好的空气流量计进行替换试验, 可还是不能解决问题, 检查其线路也未见异常。看来问题应该在于进气系统其它部分, 于是重点检查发动机有无真空泄漏, 经过仔细查找, 发现当把曲轴箱通风阀与进气管相连的真空管拔下后, 堵住进气管, 燃油微调值就会变为0%。原来是发动机后面的曲轴箱通风阀与真空管的连接处松动, 重新牢固连接后, 清除故障码, 该车恢复正常, 故障排除。

因此在发动机的数据流的检测中, 我们不仅需要学会用氧传感器电压来判断发动机的工作状态。还应该学会观察和分析燃油修正的状态数据, 分析车辆是否在闭环控制状态下工作以及燃油系统时是否在对空燃比的过稀或过浓进行修正。分析长效燃油修正和短效燃油修正的工作状态是否在正常的范围之内, 如果超出修正范围, 可能是由哪些元器件失效所引起。

氧传感器的故障检查及排除 篇7

在电控发动机的电控系统中,氧传感器的地位不容忽视,它是实现发动机闭环控制的一个重要环节。若氧传感器有所损坏,势必会产生发动机的排放超标、加速无力等故障现象。但氧传感器的检测却是一个比较棘手的问题,本文就以上问题针对常用的氧化锆式氧传感器的故障检查及排除,介绍一些自己在实践中的经验体会。

1 氧化锆式氧传感器的工作原理

氧化锆式氧传感器的基本元件是专用陶瓷体(二氧化锆(ZrO2)固体电解质),该陶瓷体制成试管式的管状,故称锆管。锆管内外表面均覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极,它被固定在带有安装螺钉的固定套中。锆管内表面电极与大气相通,外表面则与废气接触。因为锆管的陶瓷体为多孔体,这样氧气便可以渗入该多孔体固体电解质内。排气管中温度较高时,导致氧气发生电离,只要锆管内外侧氧含量不一样,存在氧浓度差,则氧离子将在固体电解质内部从大气一侧向废气一侧扩散,在锆管铂极间产生电压,形成锆管微电池。混合气稀时(排气中氧含量高),内外两侧氧浓度差小,所以产生的电压较低;当混合气浓时(排气中氧含量低),此时排气中CO、HO、H2的含量较多,这些成分由于锆管外表面铂的催化作用,与氧气发生反应,使锆管外侧氧浓度几乎变成零,从而使得锆管内、外两侧的氧浓度差迅速增大,锆管两极间产生的电压也随之突然增大。

氧化锆式氧传感器产生的电压在过量空气系数λ=1(理论混合气)时产生突变,λ>1(稀混合气)时,输出电压接近零,λ<1(浓混合气)时,输出电压接近1V。因此氧传感器在发动机混合气闭环控制过程中,就相当于一个浓度开关,可以将混合气空燃比的变化转化为宽度变化的电脉冲信号输入ECU,ECU则根据氧传感器反馈信号,控制喷油量,使排气中有害气体的成分减到最少。

2 检查氧传感器的加热线电压

通常情况下氧传感器有1线、2线、3线、4线4种。目前大多数电控汽车中都采用3线或4线加热式氧传感器。所以,首先要检查加热线的电压是否正常,也就是在点火开关接通时或在发动机起动后应得到12V的加热电压。若没有测得加热电压,就必须对照电路图检查氧传感器的实际电路。

3 检查氧传感器的内加热电阻

若测得正常加热线电压,下一步就应检查其内加热电阻的好坏。正常值通常应为几欧姆,若测得加热电阻为无穷大或为零,说明电阻出现了断路或短路,则需更换新的氧传感器。

4 检查接地线

对于1线式的氧传感器,它可以靠本身与排气管构成接地回路,而2线式的氧传感器,通常接地线为黑色,测量它的接地电压降时,应取小于l00mV为佳,3线式和2线式的接地电压检测方法相同。针对4线式氧传感器,因为有两根接地线,其中一根为加热线的接地线,另一根则为信号线的接地线,故应分别测量两根接地线,以确定其是否正常。

5 测试氧传感器信号

常用的氧传感器测试方法有两种:即丙烷加注法与急加速法。

1)最高信号电压、最低信号电压、混合气浓度从浓到稀的信号响应时间是丙烷加注法测试氧传感器信号中需要检测的3个参数,只要其中之一不符合规定,就必须更换氧传感器。更换新的氧传感器之后还需对这3个参数重新进行检测,用以判断该氧传感器是否完好。具体步骤如下:

(1)安装连接丙烷加注的工具;

(2)把丙烷接到真空管入口处(对于有PCV系统或制动助力系统的汽车应在其连接完好的条件下进行测试);

(3)连接设置示波器;

(4)发动机起动后在转速2500r/min下运转2～3min;

(5)使发动机怠速运转;

(6)打开丙烷开关,缓慢加入丙烷,直到氧传感器的输出信号电压上升(混合气变浓),此刻运行正常的燃油反馈控制系统将会试图把氧传感器的信号电压向减小(混合气变稀)的趋势拉回,之后继续缓慢加入丙烷,直至系统丧失使混合气变稀的能力。继续加注丙烷,直至发动机的转速由于混合气浓度过高而下降到100～200r/min。整个操作过程必须完成在20～25s内;

(7)使丙烷输入端迅速移离真空管,从而形成极大的瞬时真空泄漏(这时会出现发动机失速现象,属正常现象,不会影响测试结果),随后关闭丙烷开关;

(8)等示信号电压波形移动至示波器显示屏的中央位置显示时锁定该波形,完成测试。接下来便可根据分析信号电压波形结果来判断氧传感器是否合格;

合格氧传感器输出信号电压波形应如图1所示,其3个参数数据必须符合表1所列参数值。而已损坏氧传感器的输出信号电压波形则可能如图2所示,由图可知,最高信号电压和最低信号电压分别下降至427mV和-130mV,而混合气浓度从浓到稀时的信号响应时间却延长至237ms,故3个参数均不符合规定。测试时,我们可以从汽车示波器显示屏上直接读取到氧传感器最高和最低信号电压值,信号的响应时间也可以由示波器游动标尺读出(汽车示波器特有的功能)。同时还会在汽车示波器屏幕上显示测试数据值,这对波形分析非常有益。

若关闭丙烷开关之前,发动机的怠速运转时间(即混合气浓度至过浓状态的时间)超过25s,原因可能是氧传感器的温度偏低,这就会导致信号电压的幅值偏低,同时还会延长输出信号下降的时间,带来氧传感器不合格的假象。所以,在检测前需充分预热氧传感器(即发动机在转速为2500r/min下运转2～3min)。若发动机仅怠速运转5s,就可能有1个或2个以上参数不合格,但这种情况并不说明氧传感器已损坏,原因只是没有满足测试条件。

2)急加速法

(1)发动机以2 5 0 0 r/m i n的转速运转2～6min,充分预热发动机和氧传感器,之后让发动机继续怠速运转20s。

(2)将发动机节气门在2s内从全闭(怠速)至全开1次,共进行5～6次。注意不要使发动机的空转转速超过4000r/min,只需用节气门进行急加速和全减速就可以了。

(3)锁定显示屏上的波形,接下来便可根据氧传感器的最高、最低信号电压值和信号的响应时间三参数数据来判别氧传感器合格与否。在信号电压波形中,升高段是由于急加速造成的,而下降段则是由急减速造成的。

6 氧传感器检测方法应用实例

某捷达王CTX型轿车,出现排气管冒黑烟故障。用故障诊断仪V.A.G1551检测发现一个故障码:氧传感器信号不良。进行数据流分析,进人08功能,监测到氧传感器信号电压变化缓慢,冷却液温度正常,经检测氧传感器加热线电压、内加热电阻值及接地电压均符合标准。用示波器检测显示氧传感器信号电压一直变化在0.25-0.33 V之间,氧传感器信号电压低于0.45 V,检测结果说明混合气浓度过稀,但现在排气管冒黑烟,显然说明氧传感器已损坏。更换氧传感器后,试车故障排除。

7 结束语

本文所介绍的氧传感器检测方法,简单方便,步骤明确,易于掌握,经实践检验,基本能解决氧传感器常见故障并予以排除,达到有效控制喷油量,减少排气中有害气体成分,从而减少环境污染的目的。

参考文献

[1]王遂双.汽车电子控制系统的原理与检修[M].北京:北京理工大学出版社.

OBD-Ⅱ后氧传感器故障诊断 篇8

使用三元催化转换器可以有效降低车辆排放, 减少污染。在使用三元催化转换器的车辆上, 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, 用以监测排气中氧的浓度, 并向ECU发出反馈信号, 再由ECU调节喷油量, 从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。一般情况下, 装配电控燃油喷射发动机的车辆安装有前、后2 个氧传感器。前氧传感器的作用就是在“闭环控制”的时候, 向发动机ECU反馈排放废气中氧含量, 发动机ECU根据此信号修正喷油量。后氧传感器安装在三元催化转换器的后方, 后氧传感将三元催化转换器后方的氧含量反馈给发动机ECU, 发动机ECU将2 个氧传感器的信号进行对比, 判断三元催化转换器的转化效率。空燃比对排气中碳氢化合物 (HC) 和一氧化碳 (CO) 的含量有很大影响, 在空燃比低于14.7:1 时, HC及CO含量降低;如果空燃比高于14.7:1 时, HC及CO含量迅速上升。但是, 降低空燃比会导致燃烧温度升高, 排气中的氮氧化合物

(NOx) 升高。所以, 理想的空燃比应在接近14.7:1的很小范围内。另外三元催化转换器的转化效率只有在空气系数为1 的很小范围内才能达到最高。三元催化转换效率图如图1 所示。

二、前、后氧传感器的波形差异

三元催化转换器对发动机的排放控制具有极其重要的意义。第二代车载故障诊断系统 (OBD-Ⅱ) 具有对三元催化转换器进行故障诊断的功能。

正常运行的三元催化转换器因其具备储氧能力, 其后氧传感器的动态响应与前氧传感器相比明显变差, 后氧传感器动态响应曲线的振幅非常小 (如图2a所示) 。如果后氧传感器信号电压的波形非常接近前氧传感器, 只不过相位略滞后 (如图2b所示) , 则ECU认为三元催化转换器效率过低。因此通过观察前氧传感器和后氧传感器的波形就能判断三元催化转换器是否失效。

三、后氧传感器常见故障排除

氧传感器一旦出现故障, 将使发动机ECU不能得到排气管中氧浓度信息, 因而不能对空燃比进行反馈控制, 会使发动机油耗和排气污染增加, 发动机会出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此, 必须及时排除故障。现对后氧传感器的相关故障进行讲解。

1.P0137/P0138/P0140 部分

运行条件:发动机运转并经过充分预热;排气温度在300~800℃范围内;氧传感器处于全功率加热状态下。

修复条件:满足上述运行条件;氧传感器信号电路电压正常;无任何相关故障发生。 (1) P0137 后氧传感器信号电路电压过低故障 (图3) 。

故障条件:发动机经过充分冷却后进行重新起动时, 系统发现后氧传感器信号电路电压<0.1V;闭环控制时, 系统发现后氧传感器信号电路电压长时间<0.1V。

故障原因:后氧传感器电路对地短路等。

(2) P0138 后氧传感器信号电路电压过高故障 (图4) 。

故障条件:后氧传感器信号电路电压>1V;故障原因:后氧传感器电路对电源短路等。

(3) P0140 后氧传感器信号电路故障 (图5) 。

故障条件:后氧传感器信号电路电压一直限制在0.4~0.6V的“不工作区域”内。

故障原因:后氧传感器电路断路或陶瓷体破裂等。

(4) 后氧传感器P0137/P0138/P0140 的失效保护模式:关闭后氧传感器控制功能;关闭后氧传感器老化诊断功能;关闭TWC转化效率的相关诊断功能。

2.P2270/P2271 部分

系统为了实现对后氧传感器老化进行监测, 在限定的时间段内观察氧传感器信号电压是否至少围绕目标值变化1 次。如果传感器电压一直保持高于或低于目标值并且超过了限定时间, 系统就会自动启动“波动检查”。系统通过加浓或减稀操作, 观察传感器电压是否按照期望的方向变化, 从而实现故障诊断。

(1) P2271 后氧传感器老化———稀偏移 (图6) 。

运行条件:发动机在稳定工况下运转, 且无后氧传感器信号电路故障。

故障条件:在“波动检查”时, 系统通过减稀混合气后仍发现传感器信号电压过低。

故障原因:后氧传感器加热器电阻阻值变化。

(2) P2270 后氧传感器老化———浓偏移。

运行条件:发动机在稳定工况下运转, 且无后氧传感器信号电路故障。

故障条件:在“波动检查”时, 系统通过减稀混合气后仍发现传感器信号电压过高。

故障原因:后氧传感器陶瓷体受到污染或自身故障等。

电控汽车氧传感器的检测与诊断 篇9

汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件, 是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器借助陶瓷敏感元件对各类加热炉或排气管道中的氧电势进行测量, 根据化学平衡计算相应的氧浓度, 进而对炉内燃烧空燃比进行监测和控制, 确保产品质量和尾气排放符合相应标准的测量元件。在各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧中氧传感器广泛用于气氛控制。氧传感器具备结构简单、响应速度快、维护方便、操作简单、测量精确的优点, 是当前最佳的燃烧气氛测量方式。通过传感器对燃烧气氛进行测量和控制, 一方面能够稳定和提高产品质量, 另一方面缩短生产周期, 节约资源。

在电子控制燃油喷射装置的反馈控制系统中, 广泛运用氧传感器, 用来检测排气中的氧浓度与空燃比的浓稀, 在发动机内进行理论空燃比 (14.7:1) 燃烧的监控, 并向电脑输送反馈信号。

1 氧传感器的概述

(1) 氧传感器的组成:一个加热电阻;一个由锆金属制成的感受器。 (2) 作用:锆金属制成的感受器的特点是:当温度达到300度以上时, 在其内外两面将产生微小的电压, 具体数值由废气中的氧气含量和大气中氧气含量差决定。可是, 刚开始发动机器时, 此处温度低于300度, 传感器不起作用, 怎么办哪?此时就靠电阻通电提高温度到300度以上, 等车热了, 加热电阻的阻值会自动升高到9欧姆以上, 电流和功率就下降了。 (3) 电极:氧传感器有四个电极组成:1是地线, 2是加热电阻的供电电极, 3和4是输出微电压的端子。 (4) 工作原理。在工作原理方面, 氧传感器与电池相类似, 氧化锆元素在传感器中起到类似电解液的作用。其原理是:在高温以及铂的催化作用下, 借助氧化皓两侧的氧浓度差, 形成电位差, 并且电位差随着氧浓度差的增大而增大。氧在大气中的含量为21%, 在高氧浓度条件下, 混合燃烧产生的废气中实际不含氧, 而在氧浓度比较稀的情况下, 混合气燃烧生成的废气或者燃烧不充分产生的废气中氧含量比较高, 但仍小于大气中的氧浓度。在高温和铂催化的作用下, 氧化皓的内外表面上吸附着带负电的氧离子。由于废气中的氧浓度低于大气中的氧浓度, 导致套管上与大气相通的一侧吸附更多的负离子, 同时产生电动势。套管废气一侧的氧浓度降低时, 在电极之间将会产生一个0.6~1V的高电压, 同时ECU将该电压信号进行放大处理, 该高电压信号被ECU看作浓混合气, 而把低电压信号视为稀混合气。结合氧传感器的电压信号, 电脑按照14.7:1的最佳空燃比对混合气进行处理。只有在高温时, 氧传感器特征才能充分体现, 才能输出电压。当温度达到800℃时, 对混合气的反应最快。 (5) 如何用万用电表检测其好坏。冷车时, 拔下氧传感器的插头, 用万用表的电阻档测量1和2之间的电阻值, 正常数值应在2.2欧姆左右, 但应不会低于2欧姆;热车后, 关闭发动机, 再次测量1和2之间的电阻, 应该大于9欧姆。如果凉车电阻小于2欧姆, 则加热电阻有可能短路了, 显然, 损坏了, 无法修复, 只有更换;如果热车后电阻值很大, 远大于9欧姆, 甚至接近无穷大, 说明电阻丝断路了或者虚接了, 无法修复, 只有更换。加在加热电阻之间的电压为12伏特, 凉车时, 电阻为2.2欧姆, 则起瞬间电功率为65W左右, 可几乎瞬间使氧传感器温度升高到300度以上, 满足传感器的工作条件。早期的样传感器没有加热电阻, 只有一根信号线。

对于3和4之间的电压只有在发动机器后才能测量, 需要插入大头针, 引出电线, 用万用电表的直流电压档, 量程选择大于1伏特但不能过大, 否则影响测量的精确度。废气中的氧气越少, 说明空燃比过小, 即混合气过浓, 输出的越高, 接近1伏特;反之, 电压越小, 接近0伏特。具体:发动机不工作:电压为0伏特;怠速时电压在0.5伏特左右;急加速时, 电压迅速上升, 最高值接近1伏特, 但不会超过1伏特。发动机工作时, 该电压为一动态的变化, 大体在0.1-0.9伏特之间变化, 不断的把信号送到ECU, 改变送油量, 尽量维持空燃比14.7:1 (即燃烧1公斤的汽油, 消耗空气14.7公斤) 。

2 汽车上氧传感器的故障及检修

2.1 测试氧传感器好坏方法

急加速法测试步骤如下: (1) 以2500r/min的转速预热发动机和氧传感器2min~6min, 然后再让发动机怠速运转20s。 (2) 在2s内将发动机节气门从全闭 (怠速) 至全开1次, , 共进行5次~6次。 (3) 接着就可根据氧传感器的最高、最低信号电压值和信号的响应时间来判断氧传感器的好坏。 (4) 在信号电压波形中, 上升的部分是急加速造成的, 下降的部分是急减速造成的。

2.2 氧传感器故障现象

(1) OX无调节。 (2) 有汽油味。 (3) 油耗升高。 (4) 行驶性能变差。 (5) 废气排放值升高。 (6) 出现故障码21、25。

2.3 氧传感器排故方法

当发动机水温正常, 转速在2500转/分条件下: (1) 可用万用表2V档测量OX的电压变化值。 (2) 可用解码器的数据流功能测量排放值的稀浓变化应在10s变化八次以上。 (3) 可用示波器测量OX的波形。 (4) 氧传感加热线圈故障时会出现25码, 可通过测量HT电压来判断, 发动机正常运转时为0.5V, 熄火时为12V。

2.4 氧传感器的检测

(1) 检测加热器的电阻。在点火开关置于OFF的情况下, 将氧传感器的导线连接器拔下, 利用万用表的电阻档, 对氧传感器接线端中加热器端子与自搭铁端子间的电阻进行测量, 正常情况下, 其阻值应在4-40Ω之间。如果与相应的标准不相符, 这时需要更换新的氧传感器。完成测量后, 将氧传感器的导线连接器接好, 为下一步的检测做好准备。 (2) 检测反馈电压。对氧传感器的反馈电压进行测量时, 将氧传感器线束连接器插头拔下, 结合被测车型的相关电路图, 在氧传感器的反馈电压输出端引出一条导线, 然后将连接器插好, 在发动机正常运转的过程中, 测量引出线上的反馈电压。

在检测氧传感器反馈电压的过程中, 为了直观地反映出反馈电压的变化情况, 通常情况下使用指针型的电压表。此外, 电压表应是低量程和高阻抗的。

3 结论

综上所述, 通过对氧传感器的故障进行分析, 在一定程度上, 便于修理人员了解汽车的运行参数, 通过定量分析电动机存在的故障, 进而有针对性地对故障元件进行检测。在实际检修过程中, 可以使维护检修人员少走弯路, 从而节约了汽车故障检修的时间, 在一定程度上提高了检修的工作效率。

摘要：在电喷发动机控制系统中, 氧传感器作为关键的传感部件, 同时又是控制燃油质量的关键部件。随着节能减排的不断推进, 氧传感器的作用日益凸显。本文通过对氧传感器进行详细分析, 同时对汽车上的氧传感器进行论述, 进而为电控汽车氧传感器的检修和诊断提供参考依据。

关键词：氧传感器,电控汽车,故障检修

参考文献

[1]李华.浅谈汽车电控发动机起动故障的诊断与排除[J].价值工程, 2010 (09) .

[2]杨水永.电控汽车发动机故障诊断思路初探[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2012 (06) .

[3]夏令伟.汽车电控发动机构造与维修[M].人民交通出版社, 2002.