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维修保养:如何检测氧传感器故障?

文章出处:承德新闻网 发布时间: 2016/01/18 | 1803 次阅读

    在电控汽油喷射发动机中,用于燃料系统闭环控制的氧传感器是一个重要的电子元件,用来监测废气中氧的含量,用电压信号反馈给ECU,以控制空燃比保持在14.7。同时,它又是多种故障信号的代言报警元件。

  常见氧化锆传感器的故障为表面被铅化物或碳化物覆盖,导致气体不能渗透、氧离子不能扩散而失效。当故障灯报警,读取传感器故障碍后,有必要对其进行诊断,因为氧传感器报警不一定就是传感器有故障,其报警信号还受到下列因素的影响。

  1.点火系工作状况;

  2.进气系统密封性能;

  3.排气系统是否堵塞;

  4.喷油器的工作状况;

  5.供油系统油压高低。

  因此,在发动机维修中,一旦出现氧传感器报警信号,应通过电脑加人脑对故障部位进行综合分析、判断、调换结合,合理维修。

  一、氧传感器的故障诊断

  由氧化锆传感器的特性曲线可知:当空燃比维持在14.7时,信号基准电压为0.4-0.5V,当空燃比小于14.7时,其电压逐步升高至0.8-lV,表明混合气过浓。当空燃比大于14.7时,其电压逐渐下降至0.2V左右.表明混合气过稀。这是氧传感器诊断的重要依据,其诊断方法是:

  1.以2500r/min运转发动机2min,预热传感器,拔下传感器插线(有加热线固的传感器注意插角位置),用万用表测量反馈电压,检查10S内电压表指针摆动次数。若少于8次,再次预热传感器,检查10S内指针摆动次数,若摆动8次以上为正常。若仍少于8次,则按下步继续进行:

  2.脱开传感器线束插头,测量反馈电压。

  1)大于0.45V时,脱开进气管上某处真空管,若电压仍大于0.45V,说明传感器损坏,若小子0.45V,说明混合气过浓,应对燃料、进气或控制系统进行检查。

  2)小于0.45V时,拔下水温传感器插头,接上一只4-8KΩ的电阻。若电压仍小于0.45V,说明传感器损坏,若高于0.45V,说明混合气过稀。

  二、点火系工作状况检测

  对微机控制的有分电器或无分电器点火系进行常规检查。检查项目是火花能量,火花塞、高压线、点火正时,点火提前角等。用点火正时灯检查点火提前角时,其红鱼夹接电池正极,黑鱼夹接电池负极,高压传感器夹住一缸高压线,点正时灯对准发动机前皮带轮点火正时标记.当发动机转速升高时,点火提前角应增大。用手锤或扳手击爆震传感器固定螺钉或缸盖四周,点火提前角应明显推迟。

  三、进气系统密封性能检查

  在进气管适当部位接上一只真空表,发动机怠速时(5OO-600r/min),以海平面为基准,进气管真空度应57.33-70.66Kpa范围内,否则注修理进气系统漏气部位。怠速时,真空表指针逐渐下落至零,表示排气系统阻塞。真空表指针的变化,还可以检测气门密封和点火性能。

  一、有关氧传感器的几个重要概念

  探测方式:氧传感器探测的是混合气的浓度,但它并不是直接探测混合气,而是探测混合气燃烧后的废气中的氧分子含量,从而间接地得到当前混合气的浓度。

  信号特征:氧传感器其实就是一个低电压,低电流的小电池,当它的内外表面所接触的氧分子角度不同时,便形成一个电位差,它的外表面伸入排气管中直接与发动机排气相接触,它的内表面与大气接触,大气中氧分子的浓度是不变的。而排气中氧分子的浓度是随混合气浓度的变化而变化的。当混合气的实际空燃比高于理论空燃比(14.7,即稀混合气)时,废气中剩余的氧分子浓度相对较高,这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小,只能输出大约0.1V的电压;而当混合气的实际空燃比小于理论空燃比(即混合气)时,废气中剩余的氧分子非常少,这时氧传感器内外表面氧分子浓度相差较大,可以输出大约1.0V左右的电压。

  工作特性:目前大部分车型采用的都是锆式氧传感器,这类传感器在设计时就有一个重要的技术指标,即信号上升时间和下降时间,均要求小于250ms。

  如果这个变化时间大于250ms,虽然混合气浓时最大电压和稀时最小电压有时都是正常的,但在实际应用中则表现为氧信号反应迟钝,不能为发动机电脑提供实时的混合器信息而导致燃油反馈系统失调,一些软性故障大都是由于这个原因造成的。

  控制原理发动机电脑通过氧传感器输出的信号了解当前混合气浓度相对于理论值的微小偏差,于是根据这个信号相应调整喷油器的通电时间,以弥补这个微小偏差,从而提高了控制的精度。这即是所谓的闭环控制。

  二、氧传感器的常见故障

  加热单元失效(一般都为开路);

  信号电压一直为稀时最小电压(失效);

  信号反应迟钝(浓稀电压变化时间大于250ms)。

  三、氧传感器的一般检测方法

  1.检查氧传感器加热器电阻。拔下氧传感器插头,用万用表电阻档测量传感器侧1、2号插头间的电阻值,具体标准应查阅具体车型的维修手册,但一般来说,应在4~40之间,如果不符合标准值,应更换氧传感器。

  2.检查氧传感器反馈电压。查阅所测车型的维修手册,找氧传感器信号线,用电线中的铜丝插入相应手术的插孔。然后插好插接器,用万用表直流电压档测量铜丝对负极的电压。注意必须使用数字式万用表,并且铜丝绝对不能搭铁,否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动机并使水温达到至少80℃,使发动机多次达到2500r/min后使发动机转速保持2500r/min,并观察万用表显示的电压,电压值应在此0.1-1.0V之间迅速跳动,在10S之内电压应在0.1-1.0V之间变化至少8次,若电压变化比较缓慢,不一定就是氧传感器或反馈控制系统有故障,可能是氧传感器表面被积碳覆盖而灵敏性降低。这时可使发动机高速运转几分钟以清除积碳,然后再观察氧传感器信号电压是否符合规定,如仍不符合规定,则进行全面的特性分析检查。

  四、传统检测方法的局限性

  多少年来,业界同人大都是采用上述方法对氧传感器进行在车测试,或者使用一个好的氧传感器来做对比试验,在一般情况下,也都可以判断出故障所在。但是,上述方法存在着以下一些问题,这些因素往往也制约了检测的准确性:

  1、要求被测车辆的发动机工况良好,才能达到所需要的检测结果。如果发动机工况不好,混合气或浓或稀,氧传感器就不能准确地按给定测试条件实现浓稀信号间的变化;

  2、不能直接检测出氧信号浓稀电压变化时间,只是由10S之内信号电压应在0.1-1.0V之间变化至少8次这样一种间接的方式,来评估氧信号浓稀电压变化时间,在实际应用中随意性较大;

  3、由于无法做到离车测试,上述方法很有局限性,对一些较为复杂的隐性故障不能做到有效的故障定位。就是采用“对比法”解决了故障,往往也是“知其然,不知所以然”。

  五、全面、准确的最新检测方法

  针对上述情况,我们提出了一个较为全面的氧传感器检测的新方案,该方案有在车与离车两种方式,为汽车技师诊断有关氧传感器的发动机故障提供了极为便利的手段。

  1、在车检测方式特点及功能:

  使用传统的测试方式结合准确的氧信号浓稀变化时间测试,快速评估氧传感器的工作性能。

  氧传感器信号模拟——为发动机电脑模拟混合气浓稀信号;

  氧传感器浓稀信号检测——准确检测氧传感器输出电压;

  氧传感器信号过低检测——准确检测氧传感器输出电压是否小于0.1V;

  氧传感器信号变化次数检测——

  10S内电压信号变化次数检测;

  氧传感器输出特性分析——在氧信号变化的一个周期内,以50ms的分辨率测量混合气信号由浓到稀或由稀到浓的变化时间。

  2、离车检测方式特点及功能:

  一个精心设计的氧传感器工况模拟装置,使在工作台上准确测试氧传感器成为可能。该方式是全面分析氧传感器工作性能的实用方案,同样也是汽修教学单位、氧传感器生产与经营机构的最佳选择。

  氧传感器实际工况模拟——在工作台上实现氧传感器富氧与缺氧工况的模拟;

  氧信号起始响应时间检测——为氧传感器是否符合欧III或欧IV标准提供检测手段;

  氧传感器工作特性分析——在氧信号变化的一个周期内,以50ms的分辨率测量混合气信号由浓到稀或由稀到浓的变化时间。

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