汽車氧傳感器的常見故障及檢查

1、汽車氧傳感器的常見故障及檢查      摘要:汽車行業(yè)是目前在國(guó)際上應(yīng)用傳感器最大的市場(chǎng)之一,而氧傳感器申報(bào)的專利數(shù),居汽車傳感器的首位。氧傳感器裝在汽車排氣管道內(nèi)，用它來檢測(cè)廢氣口的氧含量。因而可根據(jù)氧傳感器所得到的信號(hào)，把它反饋到控制系統(tǒng)，來微調(diào)燃料的噴射量，使A/F控制在最佳狀態(tài)，既大大地降低了排污量，又節(jié)省了能源。 關(guān)鍵詞：氧傳感器 故障 檢查 目前，實(shí)際應(yīng)用的氧傳感器有氧化鋯式氧傳感器和氧化鈦式氧傳感器兩種。而常見的氧傳感器又有單引線、雙引線和三根引線之分，；單引線的為氧化鋯式氧傳感器；雙引線的為氧化鈦式氧傳感器；三根引線的

2、為加熱型氧化鋯式氧傳感器，原則上三種引線方式的氧傳感器是不能替代使用的。其中應(yīng)用最多的是氧化鋯式氧傳感器。 一、氧化鋯式氧傳感器的構(gòu)造 在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。氧傳感器位于排氣管的第一節(jié)，在催化轉(zhuǎn)化器的前面。氧傳感器有個(gè)二氧化鋯（一種陶瓷）制造的元件，其里外都鍍有一層很薄的白金。陶瓷化鋯體在一端用鍍薄鉑層來封閉。后者被插到保護(hù)套中，并安裝在一個(gè)金屬體內(nèi)。保護(hù)套起到進(jìn)一步保護(hù)作用并使傳感器得以安裝到排氣歧管上。陶瓷體外部暴露在排氣中，而內(nèi)部與環(huán)境大氣相通。 這個(gè)元件低溫時(shí)有很高的電阻，所以溫度低時(shí)不允許電流通過。但高溫

3、時(shí)，由于空氣中和廢氣中氧的濃度差異，氧離子卻能通過這個(gè)元件。這就產(chǎn)生了電位差，白金將其放大。這樣，空燃比低于理論空燃比（較濃）時(shí)，在氧傳感器元件內(nèi)（廢氣）外（大氣）之間有較大的氧氣濃度差。于是，傳感器產(chǎn)生一相對(duì)較強(qiáng)的電壓（約翰遜伏）。另一方面，如果混合氣稀，大氣和廢氣之間氧濃度差很小，傳感器也就只產(chǎn)生一相對(duì)較弱的電壓（接近0伏）。 由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)CO、HC和NOX的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號(hào)，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。 二、汽車

4、氧傳感器的工作原理 氧傳感器安裝在排氣歧管上，它可以檢測(cè)廢氣中的氧氣濃度，據(jù)此計(jì)算空燃比，并將結(jié)果傳送到ECU。 例如： 1、廢氣中氧氣濃度高 當(dāng)廢氣中氧氣的百分比很大時(shí)，ECU將據(jù)此判定空燃比大，即混合氣很稀。 2、廢氣中氧氣濃度低 當(dāng)廢氣中氧氣的百分比很小時(shí)，ECU將據(jù)此判定空燃比小，即混合氣很濃。溫度高于300時(shí)，所采用的陶瓷材料，用作氧化鐵的導(dǎo)體。在此條件下，如果傳感器兩側(cè)氧的百分比含量不同，就會(huì)在兩端產(chǎn)生電壓變化 。兩種環(huán)境（空氣側(cè)和排氣側(cè)）中不同含氧量的測(cè)量值的這種變化告訴ECU，在排氣中剩余的氧含量，對(duì)保證燃燒有害廢氣生

5、成是不合適的百分比。陶瓷材料在低于300溫度時(shí)是非線性的，因而傳感器不輸送有用信號(hào)。ECU有一個(gè)特殊功能，即在曖機(jī)時(shí)（開環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)）停止對(duì)混合氣的調(diào)整。傳感器裝有加熱元件以盡快達(dá)到工作溫度。當(dāng)電流流過加熱元件時(shí)，它縮短了使陶瓷成為鐵的導(dǎo)體的時(shí)間，而且使得傳感器可以裝在排氣管較后的部位。 在三元催化凈化器中，ECU利用來自氧傳感器的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)空燃比，但其方法EFI裝置各標(biāo)準(zhǔn)化油器多少有些不同。 在EFI裝置中，EFI的ECU通過增減從噴油噴入氣缸的燃油量，調(diào)節(jié)空燃比。如果ECU從氧傳感器檢測(cè)到混合氣太濃，就會(huì)逐漸減少燃油噴射量，于是混合氣就變稀了。實(shí)際空燃比因此變得比理論空燃比大

6、些（稀些）。發(fā)生這種情況時(shí)，ECU通過氧傳感器測(cè)出這個(gè)事實(shí)，就會(huì)開始逐漸增加噴射量。這樣，空燃比就會(huì)孌得低些（濃些）直到低于理論空燃比。于是，這樣循環(huán)反復(fù)，ECU主濁以這種方式，不斷地增減空燃比，使實(shí)際空燃比接近理論空燃比。 在使用化油器的裝置中，是用調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣口的空氣量調(diào)節(jié)空燃比?；旌蠚馔ǔ１３致詽饫碚摽杖急取CU內(nèi)氧傳感器不斷得到空燃比的信息，并要據(jù)實(shí)際空燃比操縱EBCU（電控進(jìn)氣閥）調(diào)節(jié)進(jìn)入化油器進(jìn)氣口的空氣量。如果混合氣太濃，就允許較多空氣進(jìn)入，使其變?。喝绻旌蠚馓。驮试S較少空氣進(jìn)入，使其變濃些。 三、汽車氧傳感器的常見故障 氧傳感器一旦出現(xiàn)故障

7、，將電子燃油噴射系統(tǒng)電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)象。因此，必須及時(shí)地排除故障或更換。  1、氧傳感器中毒 氧傳感器中毒是經(jīng)常出現(xiàn)的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復(fù)正常工作。但往往由于過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內(nèi)部，阻礙了氧離子的擴(kuò)散，使氧傳感器失效，這時(shí)就只能更換了。  另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來說，汽

8、油和潤(rùn)滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當(dāng)散發(fā)出的有機(jī)硅氣體，都會(huì)使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和潤(rùn)滑油。修理時(shí)要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠規(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑等 2、積碳  由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入了油污或塵埃等沉積物，會(huì)阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的信號(hào)失準(zhǔn)，ECU不能及時(shí)地修正空燃比。 產(chǎn)生積碳，主要表現(xiàn)為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時(shí)，若將沉積物清除，就會(huì)恢復(fù)正常工作。  3、氧傳感器陶瓷碎裂  氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬

9、物敲擊或用強(qiáng)烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時(shí)要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換。  4、加熱器電阻絲燒斷  對(duì)于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達(dá)到正常的工作溫度而失去作用。  5、氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。      四、汽車氧氣傳感器的檢查方法  1、氧傳感器加熱器電阻的檢查  拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測(cè)量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40(參考具體車型說明書)。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器。  2、氧傳感器反饋電壓

10、的測(cè)量  測(cè)量氧傳感器的反饋電壓時(shí)，應(yīng)拔下氧傳感器的線束插頭，對(duì)照車型的電路圖，從氧傳感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細(xì)導(dǎo)線，然后插好線束插頭，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，從引出線上測(cè)出反饋電壓(有些車型也可以由故障檢測(cè)插座內(nèi)測(cè)得氧傳感器的反饋電壓，如豐田汽公司生產(chǎn)的系列轎車都可以從故障檢測(cè)插座內(nèi)的OX1或OX2端子內(nèi)直接測(cè)得氧傳感器的反饋電壓)。  對(duì)氧傳感器的反饋電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，最好使用具有低量程(通常為2V)和高阻抗(內(nèi)阻大于10M)的指針型萬用表。具體的檢測(cè)方法如下：  1)將發(fā)動(dòng)機(jī)熱車至正常工作溫度(或起動(dòng)后以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)2min)； 2

11、)將萬用表電壓檔的負(fù)表筆接故障檢測(cè)插座內(nèi)的E1或蓄電池負(fù)極，正表筆接故障檢測(cè)插座內(nèi)的OX1或OX2插孔，或接氧傳感器線束插頭上的號(hào)|出線；  3)讓發(fā)動(dòng)機(jī)以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回?cái)[動(dòng)，記下10s內(nèi)電壓表指針擺動(dòng)的次數(shù)。在正常情況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。如果少于8次，則說明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常，其原因可能是氧傳感器表面有積碳，使靈敏度降低所致。對(duì)此，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)約2min，以清除氧傳感器表面的積碳，然后再檢

12、查反饋電壓。如果在清除積碳可后電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳感器損壞，或電腦反饋控制電路有故障。 4）檢查氧傳感器有無損壞 拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負(fù)表筆良好搭鐵。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中測(cè)量反饋電壓，先脫開接在進(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時(shí)觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個(gè)4-8K的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時(shí)觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板

13、的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時(shí)，混合氣變濃，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開加速踏板時(shí)，混合氣變稀，反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器已損壞。  另外，氧化鈦式氧傳感器在采用上述方法檢測(cè)時(shí)，若是良好的氧傳感器，輸出端的電壓應(yīng)以2.5V為中心上下波動(dòng)。否則可拆下傳感器并暴露在空氣中，冷卻后測(cè)量其電阻值。若電阻值很大，說明傳感器是好的，否則應(yīng)更換傳感器。  5)氧傳感器外觀顏色的檢查  從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破損，則應(yīng)更換氧傳感器。  通過觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也

14、可以判斷故障：       淡灰色頂尖：這是氧傳感器的正常顏色；       白色頂尖：由硅污染造成的，此時(shí)必須更換氧傳感器；       棕色頂尖：由鉛污染造成的，如果嚴(yán)重，也必須更換氧傳感器；       黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發(fā)動(dòng)機(jī)積碳故障后，一般可以自動(dòng)清除氧傳感器上的積碳。  結(jié)束語：為了節(jié)能和防止汽車污染，西方發(fā)達(dá)國(guó)家大都裝有氧傳感器，對(duì)我國(guó)來說裝汽車用氧傳感器勢(shì)在必行。我國(guó)汽工業(yè)同國(guó)外的主要差距之一，也表現(xiàn)在汽車傳感器方面。因此，可得出氧傳感器推廣應(yīng)用的前景十分樂觀。 <P參考文獻(xiàn)：【1】&#