維修保養：如何檢測氧傳感器故障？

在電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機中，用于燃料系統閉環(huán)控制的氧傳感器是一個(gè)重要的電子元件，用來(lái)監測廢氣中氧的含量，用電壓信號反饋給ECU，以控制空燃比保持在14.7。同時(shí)，它又是多種故障信號的代言報警元件。

常見(jiàn)氧化鋯傳感器的故障為表面被鉛化物或碳化物覆蓋，導致氣體不能滲透、氧離子不能擴散而失效。當故障燈報警，讀取傳感器故障礙后，有必要對其進(jìn)行診斷，因為氧傳感器報警不一定就是傳感器有故障，其報警信號還受到下列因素的影響。

1.點(diǎn)火系工作狀況;

2.進(jìn)氣系統密封性能;

3.排氣系統是否堵塞;

4.噴油器的工作狀況;

5.供油系統油壓高低。

因此，在發(fā)動(dòng)機維修中，一旦出現氧傳感器報警信號，應通過(guò)電腦加人腦對故障部位進(jìn)行綜合分析、判斷、調換結合，合理維修。

一、氧傳感器的故障診斷

由氧化鋯傳感器的特性曲線(xiàn)可知：當空燃比維持在14.7時(shí)，信號基準電壓為0.4-0.5V，當空燃比小于14.7時(shí)，其電壓逐步升高至0.8-lV，表明混合氣過(guò)濃。當空燃比大于14.7時(shí)，其電壓逐漸下降至0.2V左右.表明混合氣過(guò)稀。這是氧傳感器診斷的重要依據，其診斷方法是：

1.以2500r/min運轉發(fā)動(dòng)機2min，預熱傳感器，拔下傳感器插線(xiàn)(有加熱線(xiàn)固的傳感器注意插角位置)，用萬(wàn)用表測量反饋電壓，檢查10S內電壓表指針擺動(dòng)次數。若少于8次，再次預熱傳感器，檢查10S內指針擺動(dòng)次數，若擺動(dòng)8次以上為正常。若仍少于8次，則按下步繼續進(jìn)行：

2.脫開(kāi)傳感器線(xiàn)束插頭，測量反饋電壓。

1)大于0.45V時(shí)，脫開(kāi)進(jìn)氣管上某處真空管，若電壓仍大于0.45V，說(shuō)明傳感器損壞，若小子0.45V，說(shuō)明混合氣過(guò)濃，應對燃料、進(jìn)氣或控制系統進(jìn)行檢查。

2)小于0.45V時(shí)，拔下水溫傳感器插頭，接上一只4-8KΩ的電阻。若電壓仍小于0.45V，說(shuō)明傳感器損壞，若高于0.45V，說(shuō)明混合氣過(guò)稀。

二、點(diǎn)火系工作狀況檢測

對微機控制的有分電器或無(wú)分電器點(diǎn)火系進(jìn)行常規檢查。檢查項目是火花能量，火花塞、高壓線(xiàn)、點(diǎn)火正時(shí)，點(diǎn)火提前角等。用點(diǎn)火正時(shí)燈檢查點(diǎn)火提前角時(shí)，其紅魚(yú)夾接電池正極，黑魚(yú)夾接電池負極，高壓傳感器夾住一缸高壓線(xiàn)，點(diǎn)正時(shí)燈對準發(fā)動(dòng)機前皮帶輪點(diǎn)火正時(shí)標記.當發(fā)動(dòng)機轉速升高時(shí)，點(diǎn)火提前角應增大。用手錘或扳手擊爆震傳感器固定螺釘或缸蓋四周，點(diǎn)火提前角應明顯推遲。

三、進(jìn)氣系統密封性能檢查

在進(jìn)氣管適當部位接上一只真空表，發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)(5OO-600r/min)，以海平面為基準，進(jìn)氣管真空度應57.33-70.66Kpa范圍內，否則注修理進(jìn)氣系統漏氣部位。怠速時(shí)，真空表指針逐漸下落至零，表示排氣系統阻塞。真空表指針的變化，還可以檢測氣門(mén)密封和點(diǎn)火性能。

一、有關(guān)氧傳感器的幾個(gè)重要概念

探測方式：氧傳感器探測的是混合氣的濃度，但它并不是直接探測混合氣，而是探測混合氣燃燒后的廢氣中的氧分子含量，從而間接地得到當前混合氣的濃度。

信號特征：氧傳感器其實(shí)就是一個(gè)低電壓，低電流的小電池，當它的內外表面所接觸的氧分子角度不同時(shí)，便形成一個(gè)電位差，它的外表面伸入排氣管中直接與發(fā)動(dòng)機排氣相接觸，它的內表面與大氣接觸，大氣中氧分子的濃度是不變的。而排氣中氧分子的濃度是隨混合氣濃度的變化而變化的。當混合氣的實(shí)際空燃比高于理論空燃比(14.7，即稀混合氣)時(shí)，廢氣中剩余的氧分子濃度相對較高，這時(shí)氧傳感器內外氧分子濃度相差較小，只能輸出大約0.1V的電壓;而當混合氣的實(shí)際空燃比小于理論空燃比(即混合氣)時(shí)，廢氣中剩余的氧分子非常少，這時(shí)氧傳感器內外表面氧分子濃度相差較大，可以輸出大約1.0V左右的電壓。

工作特性：目前大部分車(chē)型采用的都是鋯式氧傳感器，這類(lèi)傳感器在設計時(shí)就有一個(gè)重要的技術(shù)指標，即信號上升時(shí)間和下降時(shí)間，均要求小于250ms。

如果這個(gè)變化時(shí)間大于250ms，雖然混合氣濃時(shí)最大電壓和稀時(shí)最小電壓有時(shí)都是正常的，但在實(shí)際應用中則表現為氧信號反應遲鈍，不能為發(fā)動(dòng)機電腦提供實(shí)時(shí)的混合器信息而導致燃油反饋系統失調，一些軟性故障大都是由于這個(gè)原因造成的。

控制原理發(fā)動(dòng)機電腦通過(guò)氧傳感器輸出的信號了解當前混合氣濃度相對于理論值的微小偏差，于是根據這個(gè)信號相應調整噴油器的通電時(shí)間，以彌補這個(gè)微小偏差，從而提高了控制的精度。這即是所謂的閉環(huán)控制。

二、氧傳感器的常見(jiàn)故障

加熱單元失效(一般都為開(kāi)路);

信號電壓一直為稀時(shí)最小電壓(失效);

信號反應遲鈍(濃稀電壓變化時(shí)間大于250ms)。

三、氧傳感器的一般檢測方法

1.檢查氧傳感器加熱器電阻。拔下氧傳感器插頭，用萬(wàn)用表電阻檔測量傳感器側1、2號插頭間的電阻值，具體標準應查閱具體車(chē)型的維修手冊，但一般來(lái)說(shuō)，應在4～40之間，如果不符合標準值，應更換氧傳感器。

2.檢查氧傳感器反饋電壓。查閱所測車(chē)型的維修手冊，找氧傳感器信號線(xiàn)，用電線(xiàn)中的銅絲插入相應手術(shù)的插孔。然后插好插接器，用萬(wàn)用表直流電壓檔測量銅絲對負極的電壓。注意必須使用數字式萬(wàn)用表，并且銅絲絕對不能搭鐵，否則將不可恢復性地損壞氧傳感器。此時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機并使水溫達到至少80℃，使發(fā)動(dòng)機多次達到2500r/min后使發(fā)動(dòng)機轉速保持2500r/min,并觀(guān)察萬(wàn)用表顯示的電壓，電壓值應在此0.1-1.0V之間迅速跳動(dòng)，在10S之內電壓應在0.1-1.0V之間變化至少8次，若電壓變化比較緩慢，不一定就是氧傳感器或反饋控制系統有故障，可能是氧傳感器表面被積碳覆蓋而靈敏性降低。這時(shí)可使發(fā)動(dòng)機高速運轉幾分鐘以清除積碳，然后再觀(guān)察氧傳感器信號電壓是否符合規定，如仍不符合規定，則進(jìn)行全面的特性分析檢查。

四、傳統檢測方法的局限性

多少年來(lái)，業(yè)界同人大都是采用上述方法對氧傳感器進(jìn)行在車(chē)測試，或者使用一個(gè)好的氧傳感器來(lái)做對比試驗，在一般情況下，也都可以判斷出故障所在。但是，上述方法存在著(zhù)以下一些問(wèn)題，這些因素往往也制約了檢測的準確性：

1、要求被測車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機工況良好，才能達到所需要的檢測結果。如果發(fā)動(dòng)機工況不好，混合氣或濃或稀，氧傳感器就不能準確地按給定測試條件實(shí)現濃稀信號間的變化;

2、不能直接檢測出氧信號濃稀電壓變化時(shí)間，只是由10S之內信號電壓應在0.1-1.0V之間變化至少8次這樣一種間接的方式，來(lái)評估氧信號濃稀電壓變化時(shí)間，在實(shí)際應用中隨意性較大;

3、由于無(wú)法做到離車(chē)測試，上述方法很有局限性，對一些較為復雜的隱性故障不能做到有效的故障定位。就是采用“對比法”解決了故障，往往也是“知其然，不知所以然”。

五、全面、準確的最新檢測方法

針對上述情況，我們提出了一個(gè)較為全面的氧傳感器檢測的新方案，該方案有在車(chē)與離車(chē)兩種方式，為汽車(chē)技師診斷有關(guān)氧傳感器的發(fā)動(dòng)機故障提供了極為便利的手段。

1、在車(chē)檢測方式特點(diǎn)及功能：

使用傳統的測試方式結合準確的氧信號濃稀變化時(shí)間測試，快速評估氧傳感器的工作性能。

氧傳感器信號模擬——為發(fā)動(dòng)機電腦模擬混合氣濃稀信號;

氧傳感器濃稀信號檢測——準確檢測氧傳感器輸出電壓;

氧傳感器信號過(guò)低檢測——準確檢測氧傳感器輸出電壓是否小于0.1V;

氧傳感器信號變化次數檢測——

10S內電壓信號變化次數檢測;

氧傳感器輸出特性分析——在氧信號變化的一個(gè)周期內，以50ms的分辨率測量混合氣信號由濃到稀或由稀到濃的變化時(shí)間。

2、離車(chē)檢測方式特點(diǎn)及功能：

一個(gè)精心設計的氧傳感器工況模擬裝置，使在工作臺上準確測試氧傳感器成為可能。該方式是全面分析氧傳感器工作性能的實(shí)用方案，同樣也是汽修教學(xué)單位、氧傳感器生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)機構的最佳選擇。

氧傳感器實(shí)際工況模擬——在工作臺上實(shí)現氧傳感器富氧與缺氧工況的模擬;

氧信號起始響應時(shí)間檢測——為氧傳感器是否符合歐III或歐IV標準提供檢測手段;

氧傳感器工作特性分析——在氧信號變化的一個(gè)周期內，以50ms的分辨率測量混合氣信號由濃到稀或由稀到濃的變化時(shí)間。