后氧傳感器維修思路分析

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，傳感器的數(shù)量和汽車的實(shí)際價(jià)值是成正比的。氧傳感器裝在汽車排氣管道內(nèi)，用它來(lái)檢測(cè)廢氣口的氧含量?？梢允箍杖急瓤刂圃谧罴褷顟B(tài)，既大大地降低了油耗及尾氣污染。

關(guān)鍵詞：氧傳感器 故障 檢查

一、粟例分析

現(xiàn)有一輛2011款上海通用雪佛蘭樂(lè)風(fēng)1.4L手動(dòng)擋車型，行駛里程45600公里，購(gòu)車三年半。每5000公里更換一次機(jī)油及機(jī)油濾芯，機(jī)油使用藍(lán)殼5W-40半合成機(jī)油，未做過(guò)油路清潔及節(jié)氣門清潔。在近期出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮的情況，并在兩次自行消除。車主認(rèn)為是由于長(zhǎng)期沒(méi)清潔節(jié)氣門及油路導(dǎo)致，遂立即清洗節(jié)氣門和“打吊瓶”，經(jīng)過(guò)清洗后，維修店為節(jié)氣門進(jìn)行了匹配，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈不亮，但第二天點(diǎn)火，再次亮起，并常亮，車主嘗試移除電瓶負(fù)極仍然無(wú)法解決問(wèn)題，經(jīng)解碼器讀取電腦數(shù)據(jù)為P0141——后氧傳感器加熱電阻絲不工作。

二、氧傳感器工作原理

經(jīng)查閱資料，通用公司旗下大部分車輛均使用德?tīng)柛９境銎返难鮽鞲衅?，德?tīng)柛９綩SP+型氧傳感器是采用平板結(jié)構(gòu)多層陶瓷元件作為傳感器的基礎(chǔ)元件。氧化鋯元件是一種通體充滿無(wú)數(shù)微孔的陶瓷基礎(chǔ)元件外面鍍有氧化鋯涂層，該涂層外測(cè)暴露于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣之中，涂層的內(nèi)側(cè)透過(guò)含微孔的陶瓷元件與大氣相通。

集中在氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)電極之間氧含量的差別形成的微分電壓信號(hào)。當(dāng)氧化鋯元件被電流加熱或被流經(jīng)傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣加熱所激活，空氣經(jīng)過(guò)通體充滿無(wú)數(shù)微孔的陶瓷基礎(chǔ)元件進(jìn)入氧化鋯元件的內(nèi)電極，而燃燒廢氣流經(jīng)氧化鋯的外電極。氧離子將從氧化鋯內(nèi)電極向外電極移動(dòng)，傳感器的內(nèi)外電極之間構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣中氧含量的變化不同在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生不同的輸出電壓信號(hào)。氧傳感器將根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣中氧離子濃度的高低變化來(lái)改變這一輸出電壓信號(hào)的高低。

氧傳感器通常的工作表現(xiàn)為在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)空燃比變稀時(shí)，排氣中氧含量的濃度將會(huì)升高，此時(shí)，氧傳感器的輸出電壓信號(hào)接近，當(dāng)空燃比變濃時(shí)，排氣中氧含量的濃度降低，傳感器的輸出電壓將接近1V。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊，根據(jù)這一輸入電壓信號(hào)，配合系統(tǒng)控制邏輯及控制策略，通過(guò)響應(yīng)的傳感器和執(zhí)行器，就可以調(diào)整系統(tǒng)輸出控制指令，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在和保持理想的空燃比燃油供給狀態(tài)。

氧傳感器核心元件允許的最低工作溫度為300攝氏度，最高溫度一般不超過(guò)850攝氏度。具體情況參照實(shí)際產(chǎn)品圖紙規(guī)定的實(shí)際數(shù)值為準(zhǔn)。氧傳感器是閉環(huán)燃油管理控制子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。正是由于有了該傳感器才使得發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比的閉環(huán)燃油控制成為可能，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為達(dá)到最佳三元催化轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化效率所需的理想空燃比的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制目的。

氧傳感器分為產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)變化的氧化鋯型和電阻變化的氧化鈦型。

三、案例故障排查

裝有排氣氧傳感器的電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障而供油、點(diǎn)火裝置又無(wú)其他故障，那么極有可能是氧傳感器及相關(guān)線路出了問(wèn)題。

大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)都有自檢功能，當(dāng)氧傳感器或相關(guān)部位發(fā)生故障時(shí)，電腦會(huì)自動(dòng)記下故障內(nèi)容，維修人員只需用專門的解碼器讀出故障代碼即可發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。本案例中，筆者根據(jù)故障碼P0141的初步判斷，對(duì)車輛的后氧傳感器進(jìn)行了故障分析。

首先確定分析思路，前氧傳感器和后氧傳感器所發(fā)出的波形及檢測(cè)的主要對(duì)象不同，前氧傳感器主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，而后氧傳感器則對(duì)三元催化的正常工作進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，本次故障碼顯示為后氧，確定檢測(cè)重點(diǎn)為后氧傳感器。本車后氧傳感器為德?tīng)柛１忸^，四根線，分別為兩根高低電平，兩根加熱電阻絲電線?？梢允褂萌f(wàn)用表進(jìn)行分類檢測(cè)。

使用萬(wàn)用表調(diào)節(jié)到電壓檔，把電壓表并聯(lián)在氧傳感器的輸出端，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，并使轉(zhuǎn)速在3500轉(zhuǎn)，分鐘和1500轉(zhuǎn)/分鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓應(yīng)在0-1V之間變化，中值在500mV左右，說(shuō)明氧傳感器電信號(hào)傳輸部分工作正常。

再次使用萬(wàn)用表調(diào)節(jié)到歐姆檔，20歐檔，接紫色和白色兩個(gè)電阻絲電線端子，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)用表顯示無(wú)窮大，結(jié)果分析，加熱型氧傳感器電阻絲短路。需更換氧傳感器。

四、常見(jiàn)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(wàn)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4-40Ω（參考具體車型說(shuō)明書）。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器。

2、檢查氧傳感器有無(wú)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(kāi)環(huán)控制狀態(tài)。將萬(wàn)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(kāi)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(kāi)的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個(gè)4-8KΩ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(kāi)加速踏板的方法來(lái)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(kāi)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(wú)上述變化，表明氧傳感器己損壞。

實(shí)際上，氧傳感器是一個(gè)相當(dāng)耐用的部件，只要燃油質(zhì)量過(guò)關(guān)，它可以使用3年或更長(zhǎng)的時(shí)間。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標(biāo)造成的。