維修保養(yǎng)：如何檢測氧傳感器故障？

在電控汽油噴射發(fā)動機中，用于燃料系統(tǒng)閉環(huán)控制的氧傳感器是一個重要的電子元件，用來監(jiān)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，它又是多種故障信號的代言報警元件。

常見氧化鋯傳感器的故障為表面被鉛化物或碳化物覆蓋，導(dǎo)致氣體不能滲透、氧離子不能擴散而失效。當(dāng)故障燈報警，讀取傳感器故障礙后，有必要對其進行診斷，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.點火系工作狀況;

2.進氣系統(tǒng)密封性能;

3.排氣系統(tǒng)是否堵塞;

4.噴油器的工作狀況;

5.供油系統(tǒng)油壓高低。

因此，在發(fā)動機維修中，一旦出現(xiàn)氧傳感器報警信號，應(yīng)通過電腦加人腦對故障部位進行綜合分析、判斷、調(diào)換結(jié)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可知：當(dāng)空燃比維持在14.7時，信號基準電壓為0.4-0.5V，當(dāng)空燃比小于14.7時，其電壓逐步升高至0.8-lV，表明混合氣過濃。當(dāng)空燃比大于14.7時，其電壓逐漸下降至0.2V左右.表明混合氣過稀。這是氧傳感器診斷的重要依據(jù)，其診斷方法是：

1.以2500r/min運轉(zhuǎn)發(fā)動機2min，預(yù)熱傳感器，拔下傳感器插線(有加熱線固的傳感器注意插角位置)，用萬用表測量反饋電壓，檢查10S內(nèi)電壓表指針擺動次數(shù)。若少于8次，再次預(yù)熱傳感器，檢查10S內(nèi)指針擺動次數(shù)，若擺動8次以上為正常。若仍少于8次，則按下步繼續(xù)進行：

2.脫開傳感器線束插頭，測量反饋電壓。

1)大于0.45V時，脫開進氣管上某處真空管，若電壓仍大于0.45V，說明傳感器損壞，若小子0.45V，說明混合氣過濃，應(yīng)對燃料、進氣或控制系統(tǒng)進行檢查。

2)小于0.45V時，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，說明傳感器損壞，若高于0.45V，說明混合氣過稀。

二、點火系工作狀況檢測

對微機控制的有分電器或無分電器點火系進行常規(guī)檢查。檢查項目是火花能量，火花塞、高壓線、點火正時，點火提前角等。用點火正時燈檢查點火提前角時，其紅魚夾接電池正極，黑魚夾接電池負極，高壓傳感器夾住一缸高壓線，點正時燈對準發(fā)動機前皮帶輪點火正時標記.當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，點火提前角應(yīng)增大。用手錘或扳手擊爆震傳感器固定螺釘或缸蓋四周，點火提前角應(yīng)明顯推遲。

三、進氣系統(tǒng)密封性能檢查

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

一、有關(guān)氧傳感器的幾個重要概念

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(dāng)前混合氣的濃度。

信號特征：氧傳感器其實就是一個低電壓，低電流的小電池，當(dāng)它的內(nèi)外表面所接觸的氧分子角度不同時，便形成一個電位差，它的外表面伸入排氣管中直接與發(fā)動機排氣相接觸，它的內(nèi)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(dāng)混合氣的實際空燃比高于理論空燃比(14.7，即稀混合氣)時，廢氣中剩余的氧分子濃度相對較高，這時氧傳感器內(nèi)外氧分子濃度相差較小，只能輸出大約0.1V的電壓;而當(dāng)混合氣的實際空燃比小于理論空燃比(即混合氣)時，廢氣中剩余的氧分子非常少，這時氧傳感器內(nèi)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：目前大部分車型采用的都是鋯式氧傳感器，這類傳感器在設(shè)計時就有一個重要的技術(shù)指標，即信號上升時間和下降時間，均要求小于250ms。

如果這個變化時間大于250ms，雖然混合氣濃時最大電壓和稀時最小電壓有時都是正常的，但在實際應(yīng)用中則表現(xiàn)為氧信號反應(yīng)遲鈍，不能為發(fā)動機電腦提供實時的混合器信息而導(dǎo)致燃油反饋系統(tǒng)失調(diào)，一些軟性故障大都是由于這個原因造成的。

控制原理發(fā)動機電腦通過氧傳感器輸出的信號了解當(dāng)前混合氣濃度相對于理論值的微小偏差，于是根據(jù)這個信號相應(yīng)調(diào)整噴油器的通電時間，以彌補這個微小偏差，從而提高了控制的精度。這即是所謂的閉環(huán)控制。

二、氧傳感器的常見故障

加熱單元失效(一般都為開路);

信號電壓一直為稀時最小電壓(失效);

信號反應(yīng)遲鈍(濃稀電壓變化時間大于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，用萬用表電阻檔測量傳感器側(cè)1、2號插頭間的電阻值，具體標準應(yīng)查閱具體車型的維修手冊，但一般來說，應(yīng)在4～40之間，如果不符合標準值，應(yīng)更換氧傳感器。

2.檢查氧傳感器反饋電壓。查閱所測車型的維修手冊，找氧傳感器信號線，用電線中的銅絲插入相應(yīng)手術(shù)的插孔。然后插好插接器，用萬用表直流電壓檔測量銅絲對負極的電壓。注意必須使用數(shù)字式萬用表，并且銅絲絕對不能搭鐵，否則將不可恢復(fù)性地損壞氧傳感器。此時起動發(fā)動機并使水溫達到至少80℃，使發(fā)動機多次達到2500r/min后使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持2500r/min,并觀察萬用表顯示的電壓，電壓值應(yīng)在此0.1-1.0V之間迅速跳動，在10S之內(nèi)電壓應(yīng)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(tǒng)有故障，可能是氧傳感器表面被積碳覆蓋而靈敏性降低。這時可使發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)幾分鐘以清除積碳，然后再觀察氧傳感器信號電壓是否符合規(guī)定，如仍不符合規(guī)定，則進行全面的特性分析檢查。

四、傳統(tǒng)檢測方法的局限性

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

1、要求被測車輛的發(fā)動機工況良好，才能達到所需要的檢測結(jié)果。如果發(fā)動機工況不好，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現(xiàn)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間，只是由10S之內(nèi)信號電壓應(yīng)在0.1-1.0V之間變化至少8次這樣一種間接的方式，來評估氧信號濃稀電壓變化時間，在實際應(yīng)用中隨意性較大;

3、由于無法做到離車測試，上述方法很有局限性，對一些較為復(fù)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，我們提出了一個較為全面的氧傳感器檢測的新方案，該方案有在車與離車兩種方式，為汽車技師診斷有關(guān)氧傳感器的發(fā)動機故障提供了極為便利的手段。

1、在車檢測方式特點及功能：

使用傳統(tǒng)的測試方式結(jié)合準確的氧信號濃稀變化時間測試，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(shù)檢測——

10S內(nèi)電壓信號變化次數(shù)檢測;

氧傳感器輸出特性分析——在氧信號變化的一個周期內(nèi)，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間。

2、離車檢測方式特點及功能：

一個精心設(shè)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)營機構(gòu)的最佳選擇。

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

氧信號起始響應(yīng)時間檢測——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周期內(nèi)，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間。