氧传感器的常见故障诊断方法研究

2019-03-07张新国

考试周刊 2019年19期

摘要：目前，汽车的排放，会对发动机的经济性及空气质量造成较大的影响。氧传感器是控制发动机的排放、降低油耗的核心传感器。本文主要阐述两种氧传感器的结构，根据传感器的基本构造和原理，分析了故障产生的原因，并且提出了诊断和检修方案。

关键词：氧传感器；故障检测；波形；发动机排放

当空燃比较低时，形成1.0伏左右的电动势；当空燃比等于14.7时，此时电动势为0.4伏～0.45伏，该电动势为理论值；当空燃比较高时，电动势为0伏。

当发动机出现氧传感器电压信号的变化，通过观察氧传感器的信号波形判断发动机某些故障。在正常工作温度下，由于陶瓷管内外两侧氧浓度不同，高浓度侧的氧分子被吸附在铂电极上与电子结合形成氧离子，使该电极带正电，氧离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧，使该电极带负电，产生了电压信号。

氧传感的分工，上游氧传感器负责向三元催化器提供理想的空燃比，下游氧传感器负责检测三元催化器。用欧姆表检测二氧化锆氧传感器，1号和2号端子的电阻值应为1-5欧。如果信号电压为0.3～0.7伏，则说明燃烧室工作正常；如果信号电压为0.2～0.8伏，则说明燃烧室轻度污染；如果信号电压为0.1～0.9伏，则说明燃烧室严重污染。混合气过浓时，传感器电压为0.6～0.9伏；混合气过稀时，传感器电压为0.1～0.3伏。如果氧传感器输出电压在0.45～0.50伏保持不动，则为氧传感器断路；如果氧传感器输出电压为0伏。则说明传感器对地短路；如果氧传感器输出电压为1.1伏，则说明传感器对正极短路。如果上游氧传感器输出电压始终在0.1～0.3伏，则有可能是氧传感器自身损坏或喷油器堵塞。如果为前者，则排气管冒黑烟，油耗高；如果为后者，则排气管不冒黑烟，油耗正常。

氧传感器转化频率在10秒内达到8次或8次以上合格，少于8次会造成混合气过浓，必须更换氧传感器。如果上游使用的也是二氧化锆型传感器，氧气全部用于转化，下游氧传感器的电压信号应处于0.5～0.7伏，否则应更换三元催化器。对于二氧化钛型氧传感器电流信号，混合气越浓电流越大，混合气越稀电流越低，踩加速踏板时电流增大，且发动机转速在3000转/分钟以上时不低于0.25A。放松加速踏板后电流降低。上游使用二氧化钛型氧传感器时，下游二氧化锆型氧传感器的信号电压在怠速时不应低于0.3伏，大负荷时不应该高于0.6伏，否则应更换三元催化器。

一、氧传感器的检测和波形识读

（一）氧传感器的电压信号

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。

为了能精确地控制发动机空燃比，使它始终接近理论空燃比14.7∶1。通常装在排气歧管与消声器之间。利用传感器在理论空燃比附近它输出的电压有突变。用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比传递给电脑，发动机结合来自氧传感器的电压差，判别空燃比的低或高、混合气的稀和浓，并相应地控制燃油喷射的时间。

（二）电压和电阻的测量

热机至正常工作温度，观察传感器工作电压应在0.2～0.8伏跳变周期内快速变化。

让车辆以2600转/分钟的转速运转5分钟，能够达到工作温度。继续以2600转/分钟的转速运转，此时检测氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.2伏～0.9伏波动的次数，表明氧传感器的灵敏度正常，并且更换新的氧传感器元件。

电压判断故障：

1. 当汽车点火开关位于ON位置时，信号电压大约为0伏；

2. 汽车发动机冷机怠速时，信號电压大约为0伏；

3. 热机怠速工作时，信号电压大约为0.1～1.0伏；

氧传感器电阻的检查：

在常温下，检测氧传感器的电阻，如果加热电阻烧断，传感器达不到正常的工作温度，就会失去作用，应及时更换氧传感器。

二、典型故障诊断与检修

（一）氧传感器故障现象

汽车动力不足，加速不良，排气冒黑烟，会产生怠速不稳，油耗过高，最容易出现的故障是氧传感器中毒，应当使用无铅汽油。因为铅会浸入氧传感器里面，阻碍氧离子运动，使氧传感器出现故障。