車輛氧傳感器的故障檢修

關鍵字：氧傳感器

捷達王GTX型汽車采用AHP發動機，匹配德國Bosch公司Montronic M3．8．2控制系統。安裝在前排氣管中的氧傳感器可監測排氣中的氧氣含量，並將結果及時反饋給發動機控制單元（ECU），以控制噴油器的噴油量，使混合氣的濃度在怠速及部分負荷條件下，總是處於理論空燃比（A/F=14.7）附近很窄范圍內變化。

氧傳感器構造如圖1所示。氧傳感器的工作原理。當發動機燃燒的是稀混合氣時，則排氣中氧含量高，傳感器產生低電壓，約0V；當發動機燃燒的是濃混合氣時，則排氣中氧含量低，傳感器產生低電壓，約1V。其輸出特性如圖3所示。

氧化锆正常工作時，需要300—850℃的高溫，為此在其內部裝有陶瓷加熱元件。該車氧傳感器最佳工作溫度600℃。

發動機的檢測與故障原因的診斷

經過對故障現象認真分析後，我進行了以下的檢測。
（一）發動機的基本檢測
測量各氣缸的壓力，均在1080Kpa以上，正常；燃油系統壓力280Kpa，正常；測尾氣CO含量為7.5%，嚴重超標（正常為0.35%）。說明燃油燃燒不完全。

（二）讀取發動機控制系統故障碼
使發動機怠速空負荷運行，冷卻液溫度達到發動機正常工作溫度85℃以上。我將X431與車上16針OBD-Ⅱ診斷座連接通訊。使用X431的讀取故障碼功能，讀到“氧傳感器不可靠信號”的故障內容。說明氧傳感器本體或線路有故障。為了進一步確認這一判斷，我使用了X431的讀取動態數據流功能。

（二）讀取發動機控制系統故障碼
使發動機怠速空負荷運行，冷卻液溫度達到發動機正常工作溫度85℃以上。我將X431與車上16針OBD-Ⅱ診斷座連接通訊。使用X431的讀取故障碼功能，讀到“氧傳感器不可靠信號”的故障內容。說明氧傳感器本體或線路有故障。為了進一步確認這一判斷，我使用了X431的讀取動態數據流功能。

（三）對動態數據流進行分析
（1）經過對表1和表2的數據分析後發現氧傳感器工作不正常。在發動機冷卻液溫度達到90℃時，氧傳感器本體加熱溫度達到了300℃以上，傳感器開始工作了。它正常工作時會產生0.1-0.9V的變化電壓信號輸送給ECU。但該車實測電壓為0.23V恆定不變，ECU接收這個電壓信號後，判斷發動機混合氣過稀。所以ECU控制噴油器延長噴油時間，使噴油量增加，供給變濃的混合氣。因為ECU得不到正常的變化信號電壓的反饋，因此不能自動調節混合氣空燃比，造成混合氣一直處於過濃狀態。所以可以證明是氧傳感器這一錯誤的信號電壓造成ECU不能精確地計算噴油量，導致發動機混合氣過濃。<汽車維修者之家－www.carxl.com.cn>

（2）發動機在怠速及部分負荷條件下，空氣流量、冷卻水溫、轉速、節氣門角度同時都是影響空燃比的重要因素。但從表1與表2數據的對比要看到它們的實測值均為正常，說明它們並沒有影響到ECU的正常工作。

（3）“發動機負荷”即噴油脈寬，反映的是發動機每轉的持續噴油時間。發動機在怠速及部分負荷運行時，其正常值應在1.3-2.5ms之間，數值越大說明噴油器持續噴油時間越長，噴油量就越多。該車實測值為3.5ms，所以證實了ECU控制噴油器增加了噴油量。在節氣門角度2∠º，空氣量3.0g/s正常情況下，噴油脈寬的增長，也說明了發動機進入的空氣量與噴油量的實際比例小於14.7，所以產生濃混合氣。

（4）由以上分析可得出：
①是氧傳感器失效造成了發動機混合氣過濃。混合氣過濃，空氣不足，燃油不能完全燃燒，使發動機工作不正常：怠速不穩、排氣管冒黑煙、功率下降及油耗升高。
②未燃的汽油排入高溫的三元催化轉換器內，遇到空氣中的氧分子就會急驟燃燒起來，使催化劑熔融，堵塞催化轉換器的排氣孔造成排氣節流。從而造成發動機功率更加嚴重下降，給汽車的動力性、經濟性造成極大的影響。

故障的檢修與排除

根據以上的診斷，我首先檢查了氧傳感器的工況。
（1）檢查基本電壓：將氧傳感器接頭拔下，用數字萬用表表筆連接到插頭的3和4（通向ECU的插孔）處，見圖1所示。點火開關ON，測量電壓為4.5V，正常。
（2）檢查加熱元件：起動發動機，用數字萬用表表筆連接到插頭的1和2之間測電阻，顯示為∞（常溫下為1-5Ω）。說明加熱元件已損環。
（3）接著從排氣管上拆下三元催化轉換器，從其排氣進口清楚地看到網狀通氣孔大部分已堵塞，說明轉換器已損壞。將轉換器內部鑿空後裝回排氣管上，使用免拆式清洗機用除炭劑進行清洗噴油器及氣缸內積炭，使發動機在2000rpm運轉了10min後，斷開清洗機。再將氧傳感器和三元催化轉換器更換了新件。最後使用X431刪除了故障碼。
（4）起動發動機，怠速運轉平穩，踩油門轉速提升靈敏，排氣管已無黑煙上路行駛，加性性能恢復良好。試車後再用X431讀取發動機動態數據流：轉速840rpm，氧傳感器信號電壓在0.1-0.9V之間變化，發動機負荷為2.0ms，測尾氣CO含量為0.18%。結果顯示正常，證明故障完全排除。

綜上所述，我通過對氧傳感器工作原理的正確理解和對動態數據流的深入分析，准確地找到了因氧傳感器失效而造成發動機故障的原因。因此，利用專用診斷儀協查發動機故障是一種行之有效的檢測手段。<汽車維修者之家－www.carxl.com.cn>