在電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中，用于燃料系統(tǒng)閉環(huán)控制的氧傳感器是一個(gè)重要的電子元件，用來(lái)監(jiān)測(cè)廢氣中氧的含量，用電壓信號(hào)反饋給ECU，以控制空燃比保持在14.7。同時(shí)，它又是多種故障信號(hào)的代言報(bào)警元件。

常見(jiàn)氧化鋯傳感器的故障為表面被鉛化物或碳化物覆蓋，導(dǎo)致氣體不能滲透、氧離子不能擴(kuò)散而失效。當(dāng)故障燈報(bào)警，讀取傳感器故障礙后，有必要對(duì)其進(jìn)行診斷，因?yàn)檠鮽鞲衅鲌?bào)警不一定就是傳感器有故障，其報(bào)警信號(hào)還受到下列因素的影響。

1.點(diǎn)火系工作狀況;

2.進(jìn)氣系統(tǒng)密封性能;

3.排氣系統(tǒng)是否堵塞;

4.噴油器的工作狀況;

5.供油系統(tǒng)油壓高低。

因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)維修中，一旦出現(xiàn)氧傳感器報(bào)警信號(hào)，應(yīng)通過(guò)電腦加人腦對(duì)故障部位進(jìn)行綜合分析、判斷、調(diào)換結(jié)合，合理維修。

一、氧傳感器的故障診斷

由氧化鋯傳感器的特性曲線可知：當(dāng)空燃比維持在14.7時(shí)，信號(hào)基準(zhǔn)電壓為0.4-0.5V，當(dāng)空燃比小于14.7時(shí)，其電壓逐步升高至0.8-lV，表明混合氣過(guò)濃。當(dāng)空燃比大于14.7時(shí)，其電壓逐漸下降至0.2V左右.表明混合氣過(guò)稀。這是氧傳感器診斷的重要依據(jù)，其診斷方法是：

1.以2500r/min運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)2min，預(yù)熱傳感器，拔下傳感器插線(有加熱線固的傳感器注意插角位置)，用萬(wàn)用表測(cè)量反饋電壓，檢查10S內(nèi)電壓表指針擺動(dòng)次數(shù)。若少于8次，再次預(yù)熱傳感器，檢查10S內(nèi)指針擺動(dòng)次數(shù)，若擺動(dòng)8次以上為正常。若仍少于8次，則按下步繼續(xù)進(jìn)行：

2.脫開(kāi)傳感器線束插頭，測(cè)量反饋電壓。

1)大于0.45V時(shí)，脫開(kāi)進(jìn)氣管上某處真空管，若電壓仍大于0.45V，說(shuō)明傳感器損壞，若小子0.45V，說(shuō)明混合氣過(guò)濃，應(yīng)對(duì)燃料、進(jìn)氣或控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查。

2)小于0.45V時(shí)，拔下水溫傳感器插頭，接上一只4-8KΩ的電阻。若電壓仍小于0.45V，說(shuō)明傳感器損壞，若高于0.45V，說(shuō)明混合氣過(guò)稀。

二、點(diǎn)火系工作狀況檢測(cè)

對(duì)微機(jī)控制的有分電器或無(wú)分電器點(diǎn)火系進(jìn)行常規(guī)檢查。檢查項(xiàng)目是火花能量，火花塞、高壓線、點(diǎn)火正時(shí)，點(diǎn)火提前角等。用點(diǎn)火正時(shí)燈檢查點(diǎn)火提前角時(shí)，其紅魚(yú)夾接電池正極，黑魚(yú)夾接電池負(fù)極，高壓傳感器夾住一缸高壓線，點(diǎn)正時(shí)燈對(duì)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)前皮帶輪點(diǎn)火正時(shí)標(biāo)記.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)增大。用手錘或扳手擊爆震傳感器固定螺釘或缸蓋四周，點(diǎn)火提前角應(yīng)明顯推遲。

三、進(jìn)氣系統(tǒng)密封性能檢查

在進(jìn)氣管適當(dāng)部位接上一只真空表，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)(5OO-600r/min)，以海平面為基準(zhǔn)，進(jìn)氣管真空度應(yīng)57.33-70.66Kpa范圍內(nèi)，否則注修理進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣部位。怠速時(shí)，真空表指針逐漸下落至零，表示排氣系統(tǒng)阻塞。真空表指針的變化，還可以檢測(cè)氣門密封和點(diǎn)火性能。

一、有關(guān)氧傳感器的幾個(gè)重要概念

探測(cè)方式：氧傳感器探測(cè)的是混合氣的濃度，但它并不是直接探測(cè)混合氣，而是探測(cè)混合氣燃燒后的廢氣中的氧分子含量，從而間接地得到當(dāng)前混合氣的濃度。

信號(hào)特征：氧傳感器其實(shí)就是一個(gè)低電壓，低電流的小電池，當(dāng)它的內(nèi)外表面所接觸的氧分子角度不同時(shí)，便形成一個(gè)電位差，它的外表面伸入排氣管中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣相接觸，它的內(nèi)表面與大氣接觸，大氣中氧分子的濃度是不變的。而排氣中氧分子的濃度是隨混合氣濃度的變化而變化的。當(dāng)混合氣的實(shí)際空燃比高于理論空燃比(14.7，即稀混合氣)時(shí)，廢氣中剩余的氧分子濃度相對(duì)較高，這時(shí)氧傳感器內(nèi)外氧分子濃度相差較小，只能輸出大約0.1V的電壓;而當(dāng)混合氣的實(shí)際空燃比小于理論空燃比(即混合氣)時(shí)，廢氣中剩余的氧分子非常少，這時(shí)氧傳感器內(nèi)外表面氧分子濃度相差較大，可以輸出大約1.0V左右的電壓。

工作特性：目前大部分車型采用的都是鋯式氧傳感器，這類傳感器在設(shè)計(jì)時(shí)就有一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，即信號(hào)上升時(shí)間和下降時(shí)間，均要求小于250ms。

如果這個(gè)變化時(shí)間大于250ms，雖然混合氣濃時(shí)最大電壓和稀時(shí)最小電壓有時(shí)都是正常的，但在實(shí)際應(yīng)用中則表現(xiàn)為氧信號(hào)反應(yīng)遲鈍，不能為發(fā)動(dòng)機(jī)電腦提供實(shí)時(shí)的混合器信息而導(dǎo)致燃油反饋系統(tǒng)失調(diào)，一些軟性故障大都是由于這個(gè)原因造成的。

控制原理發(fā)動(dòng)機(jī)電腦通過(guò)氧傳感器輸出的信號(hào)了解當(dāng)前混合氣濃度相對(duì)于理論值的微小偏差，于是根據(jù)這個(gè)信號(hào)相應(yīng)調(diào)整噴油器的通電時(shí)間，以彌補(bǔ)這個(gè)微小偏差，從而提高了控制的精度。這即是所謂的閉環(huán)控制。

二、氧傳感器的常見(jiàn)故障

加熱單元失效(一般都為開(kāi)路);

信號(hào)電壓一直為稀時(shí)最小電壓(失效);

信號(hào)反應(yīng)遲鈍(濃稀電壓變化時(shí)間大于250ms)。

三、氧傳感器的一般檢測(cè)方法

1.檢查氧傳感器加熱器電阻。拔下氧傳感器插頭，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量傳感器側(cè)1、2號(hào)插頭間的電阻值，具體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)查閱具體車型的維修手冊(cè)，但一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)在4～40之間，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)更換氧傳感器。

2.檢查氧傳感器反饋電壓。查閱所測(cè)車型的維修手冊(cè)，找氧傳感器信號(hào)線，用電線中的銅絲插入相應(yīng)手術(shù)的插孔。然后插好插接器，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量銅絲對(duì)負(fù)極的電壓。注意必須使用數(shù)字式萬(wàn)用表，并且銅絲絕對(duì)不能搭鐵，否則將不可恢復(fù)性地?fù)p壞氧傳感器。此時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并使水溫達(dá)到至少80℃，使發(fā)動(dòng)機(jī)多次達(dá)到2500r/min后使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持2500r/min,并觀察萬(wàn)用表顯示的電壓，電壓值應(yīng)在此0.1-1.0V之間迅速跳動(dòng)，在10S之內(nèi)電壓應(yīng)在0.1-1.0V之間變化至少8次，若電壓變化比較緩慢，不一定就是氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)有故障，可能是氧傳感器表面被積碳覆蓋而靈敏性降低。這時(shí)可使發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘以清除積碳，然后再觀察氧傳感器信號(hào)電壓是否符合規(guī)定，如仍不符合規(guī)定，則進(jìn)行全面的特性分析檢查。

四、傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限性

多少年來(lái)，業(yè)界同人大都是采用上述方法對(duì)氧傳感器進(jìn)行在車測(cè)試，或者使用一個(gè)好的氧傳感器來(lái)做對(duì)比試驗(yàn)，在一般情況下，也都可以判斷出故障所在。但是，上述方法存在著以下一些問(wèn)題，這些因素往往也制約了檢測(cè)的準(zhǔn)確性：

1、要求被測(cè)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)工況良好，才能達(dá)到所需要的檢測(cè)結(jié)果。如果發(fā)動(dòng)機(jī)工況不好，混合氣或濃或稀，氧傳感器就不能準(zhǔn)確地按給定測(cè)試條件實(shí)現(xiàn)濃稀信號(hào)間的變化;

2、不能直接檢測(cè)出氧信號(hào)濃稀電壓變化時(shí)間，只是由10S之內(nèi)信號(hào)電壓應(yīng)在0.1-1.0V之間變化至少8次這樣一種間接的方式，來(lái)評(píng)估氧信號(hào)濃稀電壓變化時(shí)間，在實(shí)際應(yīng)用中隨意性較大;

3、由于無(wú)法做到離車測(cè)試，上述方法很有局限性，對(duì)一些較為復(fù)雜的隱性故障不能做到有效的故障定位。就是采用“對(duì)比法”解決了故障，往往也是“知其然，不知所以然”。

五、全面、準(zhǔn)確的最新檢測(cè)方法

針對(duì)上述情況，我們提出了一個(gè)較為全面的氧傳感器檢測(cè)的新方案，該方案有在車與離車兩種方式，為汽車技師診斷有關(guān)氧傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)故障提供了極為便利的手段。

1、在車檢測(cè)方式特點(diǎn)及功能：

使用傳統(tǒng)的測(cè)試方式結(jié)合準(zhǔn)確的氧信號(hào)濃稀變化時(shí)間測(cè)試，快速評(píng)估氧傳感器的工作性能。

氧傳感器信號(hào)模擬——為發(fā)動(dòng)機(jī)電腦模擬混合氣濃稀信號(hào);

氧傳感器濃稀信號(hào)檢測(cè)——準(zhǔn)確檢測(cè)氧傳感器輸出電壓;

氧傳感器信號(hào)過(guò)低檢測(cè)——準(zhǔn)確檢測(cè)氧傳感器輸出電壓是否小于0.1V;

氧傳感器信號(hào)變化次數(shù)檢測(cè)——

10S內(nèi)電壓信號(hào)變化次數(shù)檢測(cè);

氧傳感器輸出特性分析——在氧信號(hào)變化的一個(gè)周期內(nèi)，以50ms的分辨率測(cè)量混合氣信號(hào)由濃到稀或由稀到濃的變化時(shí)間。

2、離車檢測(cè)方式特點(diǎn)及功能：

一個(gè)精心設(shè)計(jì)的氧傳感器工況模擬裝置，使在工作臺(tái)上準(zhǔn)確測(cè)試氧傳感器成為可能。該方式是全面分析氧傳感器工作性能的實(shí)用方案，同樣也是汽修教學(xué)單位、氧傳感器生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)機(jī)構(gòu)的最佳選擇。

氧傳感器實(shí)際工況模擬——在工作臺(tái)上實(shí)現(xiàn)氧傳感器富氧與缺氧工況的模擬;

氧信號(hào)起始響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)——為氧傳感器是否符合歐III或歐IV標(biāo)準(zhǔn)提供檢測(cè)手段;

氧傳感器工作特性分析——在氧信號(hào)變化的一個(gè)周期內(nèi)，以50ms的分辨率測(cè)量混合氣信號(hào)由濃到稀或由稀到濃的變化時(shí)間。