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怎样检查氧传感器的故障?解读

[发布日期:2018-04-27 12:15:13 浏览量:844 文章来源:]

  氧传感器是汽车上的标准配置,它是利用陶瓷敏感元件测量汽车排气管道中的氧电势,由化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制燃烧空燃比,以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。

  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。

  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。

  直观辨别氧传感器中毒

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  1、氧传感器的作用

  就是检测尾气中的含氧量,来确定混合气的浓度,并反馈给ECU。电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO)一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOx)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性,在理论空燃比(14.7:1)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑,以控制空燃比。

  当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动势:O伏)通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。

  2、氧传感器的分类

  2-1 按材料划分: 氧化钛式,氧化锆式

  a.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

  b.氧化锆式氧传感器 的基本元件是氧化锆陶瓷管(固体电解质),亦称锆管

  按照氧传感器后面线的数量划分,可以分为:2线、3线、4线、5线、6线等。

  2-2 按照氧传感器信号特性可以划分,可以分为:窄域(跃变式)、宽域(宽频带式)。

  2-3 按照氧传感器是否存在加热,可以分为:加热式和非加热式。传统氧传感器 是不带加热的,目前使用的全部为带加热的,否则刚刚启动一段时间,氧传感器 不能快速达到正常工作条件,是不符合国家规定。

  3、氧传感器的常见故障

  3-1 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。

  3-2 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。

  3-3 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。

  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。

  5、氧传感器内部线路断脱。

  6、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:

  6-1 淡灰色顶尖:这是氧传感器的正常颜色;

  6-2 白色顶尖:由硅污染造成的,此时必须更换氧传感器;

  6-3 棕色顶尖:由铅污染造成的,如果严重,也必须更换氧传感器;

  6-4 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。

  主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒,加热棒受(ECU)电脑控制,当空气进量小(排气温度低)电流流向加热棒加热传感器,使能精确检测氧气浓度。

  在试管状态化锆元素(ZRO2)的内外两侧,设置有白金电极,为了保护白金电极,用陶瓷包覆电机外侧,内侧输入氧浓度高于大气,外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。

  应当指出采用三元催化器后,必须使用无铅汽油,否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意,氧传感器在油门稳定,配制标准混合时较为重要的作用,而在频繁加浓或变稀混合时,(ECU)电脑将忽略氧传感器的信息,氧传感器就不能起作用。

  7、后氧传感器

  现今车辆安有两个氧传感器,三元催化器前放一个,后放一个。前方的作用是检测发动机不同工况的空燃比,同时电脑根据该信号调整喷油量和计算点火时间。后方的主要是检测三元催化器的工作好坏!即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常(好坏)的重要依据.

  2. 氧传感器工况判断

  氧传感器通过电压变化幅度和变化频率可以来判断空燃比和氧传感器的好坏。

  01  燃烧良好:氧传感器电压应该在0.4~0.6V之间变化。变化频率应该在10 次/min以上,一般这样良好的燃烧,会在10 ~ 20次/min。

  02  瞬间混合气过浓活过稀:氧传感器电压是在0.1 ~ 0.9V之间变化,但这时变化频率只有6 ~ 8 次/min,氧传感器有可能不灵敏,或者可能是喷油器泄油或者喷油器堵塞,所以发动机ECU就对喷油量调节幅度增大。

  维修图解

  氧传感器输出电压特征:

  理论空燃比 (空燃比)A/F=14.7 ∶ 1(λ=1)。

  浓混合气 当实际空燃比小于理论空燃比时,称混合气为浓混合气。当混合气变浓,即排气中氧含量的浓度降低(λ<1),氧传感器的输出电压信号接近1V。

  稀混合气 当实际空燃比大于理论空燃比时,称混合气为稀混合气。当混合气变稀,即排气中氧含量的浓度升高(λ>1),氧传感器的输出电压信号将接近0V。

  氧传感器判定

  3. 氧传感器电路

  维修图解

  大众捷达某车型氧传感器控制

  氧传感器G39电路如图4-43所示,加热器由燃油泵继电器J17供电,发动机启动后对加热器通电,以便迅速达到工作温度。

  氧传感器G39大约从300℃ 开始产生信号,温度低信号频率低,温度高信号频率高,但温度高于850℃ 会损坏氧传感器。控制单元根据氧传感器信号修正喷油器的喷油时间,使混合气的λ 等于1。λ调节可以自学习,不断有新的λ 学习值出现,也不断围绕学习值进行系数调节。若G39信号中断,λ 调节不再起作用,此时控制单元执行一次λ 自学习值。

  氧传感器G39电路

  4.氧传感器反馈电压的测量

  万用表检测:氧传感达到工作温度350℃或启动后以2500r/min 的转速运转3min,对氧传感器的输出电压进行测试,也就是发动机热车至正常工作温度且稳定运转时,接线正常情况下用万用表检测氧传感器信号线(灰色和黑色)间电压应在0.1 ~ 0.9V跳变周期内快速波动。

  用故障诊断仪检测:将发动机热车至正常工作温度,观察“氧传感器电压”项显示数值应在0.1 ~ 0.9V跳变周期内快速波动。

  维修图解

  用电压判断氧传感器故障:

  01  使用氧化锆加热型氧传感器,混合汽在接近理论空燃比时,输出0.45V 电压。

  02  尾气稍微偏浓时,输出电压就突变为0.6 ~ 0.9V。

  03  尾气变稀后,输出电压突变为0.3 ~ 0.1V。

  04  电压值为0V、0.4 ~ 0.5V、1.1V的恒定值时,说明氧传感器线路出现故障。

  5. 氧传感器加热器电阻的检查

  用万用表电阻挡(欧姆挡)测量氧传感器接线端中加热电阻接柱(白色)与搭铁接柱(白色)之间的电阻,其阻值为20℃时是1~6W或12W (具体车型和参数要参考车型手册)。电阻值若为∞,则是加热电阻烧断,如果不符合标准,应更换氧传感器。

  6. 氧传感器故障影响

  01  直观辨别氧传感器中毒(见下表)。

  02  氧传感器失效影响。

  氧传感器出现故障会怠速不稳,耗量过大。氧传感器损坏明显导致发动机动力不足,加速迟缓,排气冒黑烟。

  维修图解 1

  例如,某捷达轿车怠速不稳定,排气管放黑烟。

  01  执行故障诊断仪检测,发现有故障码“00525,即氧传感器无信号”。

  02  读取数据流,发现氧传感器电压在0.45V不变化。这样电压没有变化,说明氧传感器信号中断,就直接可以判断氧传感器损坏。

  03  更换氧传感器,排除故障。

  维修图解 2

  故障概述

  宝来1.6L,氧传感器损坏导致燃油消耗高。

  检查和分析

  01  检测发动机控制单元存储故障码“16518,氧传感器不工作”,读取数据块中氧传感器信号电压,怠速时变化太慢。

  02  使用尾气分析仪,测量怠速尾气:HC为248×10-6%,CO为2.8% ;测量高怠速尾气:HC 为150×10-6%,CO 为0.58%,测量表明CO、HC 都高于正常值。

  03  读取数据块, 喷油脉宽为2.4 ~ 2.7ms, 吸入空气量2.4 ~ 2.7g/s,冷却液温度和进气温度正常。测量氧传感器信号线、加热线正常,测量加热电压也正常。

  故障确定和排除

  当拆下氧传感器时发现,传感器半边为棕色,半边为黑色,判断氧传感器中毒,故障点确定。更换氧传感器,启动发动机,此前的故障码排除,测量怠速尾气:CO 为0.1%,HC 为9×10-6%,CO2 为14.8%,O2 为0.02%,各项数据均合格。跟踪记录,燃油消耗正常。

  导致故障根本原因

  检测结果推断该车产生故障的原因是劣质汽油导致氧传感器损坏。含有杂质的劣质汽油不能充分燃烧,直接造成排气不畅,尾气不达标,发动机工作不稳定,加速无力,油耗升高。如果加油后出现加速挫车、急加速回火、爆震等现象,有时候发动机故障灯会点亮,就应考虑可能是伪劣汽油的问题。

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