氧传感检测及其故障

9氧传感检测及其故障/view-2905924.htm一、氧传感器概述氧传感器是排气氧传感器EGO（ExhaustOxygenSensor）的简称，其功能是通过检测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根据（入）控制在0.98～1.02之间的范围内，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体排放量和节约燃油之目的。自1976年德国博世公司率先在瑞典沃尔沃（VOLVO）轿车上装用氧传感器之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（Zr02）式和氧化钛（Ti02）式两种类型。氧化锆式氧传感器又分为加热型和非加热型两种，氧化钛式一般都为加热型传感器。在实际的维修作业中，通常将氧传感器分为1线、2线、3线及4线四种类型，主要由钢质壳体、锆管（或二氧化钛传感器元件）、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。其中1线和2线没有加热元件，只有3线和4线才有。加热元件是受电控单元ECU控制的，它的作用是当空气进气量小（排气温度低）的时候，ECU控制加热元件通电加热氧传感器，使其工作在正常的工作温度，从而能够精确地检测排气中氧离子浓度的变化。氧传感器安装在汽车的排气管上，头部装进排气管内，尾部暴露在空气中。空气可以从尾部流入传感器内部（氧化锆式），传感器外部跟废气直接接触，这样当氧离子在锆管中扩散时，锆管内外表面之间的电位差将随可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓差电池，传感器的信号源相当于一个可变电源。当可燃混合气浓度低时，排气中氧离子含量多，因此传感器内、外氧离子浓度没有多大差别，两个铂电极间的电位差较低，约为0.1V；相反，如果可燃混合气浓度高，排气中的氧离子含量很少，传感器内、外氧离子浓度差别很大，两个铂电极间的电位差也大，约为0.9V。发动机ECU根据来自氧传感器的电动势信号判别可燃混合气的浓度，并相应地修正喷油时间，控制喷油量，使混合气浓度接近理论空燃比。通过闭环控制，再利用三元催化器，从而可以最大限度地减少尾气排放，使发动机性能处于最佳状态，提高燃烧效率，使汽车更节能、更环保。二、氧传感器故障诊断与检测实例1.案例一（1）故障现象。一辆捷达GTX电喷发动机轿车，在使用过程中出现排气管冒黑烟、油耗高、怠速不稳等故障。（2）故障排除过程。用专用仪器VAG1552检查发动机电控系统，显示空气流量计有故障，但测量空气流量计的线路及电阻都正常，进一步检查“08读取测量数据块”中的显示组033的第二区，检查氧传感器的电压值在0.1～0.2V之间变动（正常情况应该在0.1～0.9V间变动）电压变动范围很小说明氧传感器未起作用。拆卸后发现氧传感器顶尖部位的颜色为棕色。（3）故障原因分析。这种现象是氧传感器中毒，经常使用含铅汽油的汽车更容易出现这种情况，所以即使更换了新的氧传感器，汽车行驶几千公里后还需要再次更换氧传感器。根本原因是：由于过高的排气温度，使铅侵入氧传感器内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，失效后的氧传感器不能把真实的混合气浓度信号传给发动机控制单元，造成喷油量不准确，就会导致上述故障现象。2.案例二（1）故障现象。一辆宝来1.6AWB的发动机在无负荷踩下加速踏板时无反应，车主称因加速无力更换了三元催化转换器。（2）故障排除过程。以VAG1552进行故障检查发现，故障代码18030油门踏板1-G79（1号油门踏板传感器）信号过低、18041油门踏板传感器2-G185（2号油门踏板传感器）不可靠信号、17510氧传感器加热线路对正极短路和17511氧传感器加热电路功率太低。由于是加速问题，先检查油门踏板传感器，以仪器进行发动机数据流08-062检查时发现，踩下油门踏板时1～4区都没任何反应，又根据线路图进行油门踏板传感器1-G79和2-G285的元件和线路检测，并没有发现问题，此时，判断故障可能在氧传感器上。拔下氧传器的4线插头，根据线路图显示，氧传感器上1号线是来自燃油继电器的87号的电源线，2号线是氧传感器加热电阻到ECU121／4的接地回路。用万用表量取氧传感器1和2号的电阻为无穷大，可以判断氧传感器的加热电阻已断路，必须更换氧传感器。在拔下氧传感器的情况下启动发动机，不能加速的故障依然存在，为了尽可能把故障一次排除，又对加热线路进行了仔细检查。量取传感器1号线，来自87的电源线与车辆接地有12V电压，但与2号线跨接时并没有电压值，再进行氧传感器2号线与ECU（220）的T121／4号线线路检查，测到电阻为0.5Ω连接线路正常，现可判断除氧传感器故障外，发动机电脑也出现故障，不能正常给氧传感器接地，因此对ECU和氧传感器进行了更换，故障排除。（3）故障原因分析。三元催化转换器堵塞后，维修人员更换了三元催化转换器，而拆卸氧传感器时，氧传感器的线束与传感器没有一起转（拆卸时只旋转传感器外体，并没有注意需要与连接线一起转动），氧传感器外壳用于固定线束的固定环已松动，传感器加热电阻的连接线束被人为损坏造成传感器内短路，但并未被当时的维修人员发现。而更换三元催化转换器时装回了已损坏的氧传感器，由于线路短路使ECU的线路板在传感器回路处严重损坏（形成短路情况时已使熔丝熔断，因发现S243／10A熔丝已被更换成25A），而刚好ECU损坏的线路板处焊接位置与油门踏板传感器的回路线路焊接位置很接近，使油门踏板回路导线也严重烧毁，数据检测不连通，以致检测故障时误认为是油门故障，而真正原因是氧传感器线路故障。三、结束语氧传感器老化、线路故障和燃油质量引起的综合性故障，对发动机的工作、汽车的燃油经济性及环保影响很大。维修人员在维修前要先分析车辆的使用运行情况，更重要的是要借助仪器、结合原理进行分析判断，以此来提高维修效率，节省维修时间及费用。维修人员在平时还要加强新知识、新技术的学习，紧跟汽车技术发展的步伐。