淺談氧傳感器故障的診斷與排除.doc

1、淺談氧傳感器故障的診斷與排除 黎法杰珠海眾大利物資車(chē)業(yè)有限公司摘 要:本文主要介紹一輛昌河浪迪車(chē)，由于氧傳感器的失效,不能準(zhǔn)確檢測(cè)廢氣中的氧含量，更加反饋錯(cuò)誤信號(hào)給電腦控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn),發(fā)動(dòng)機(jī)中高速抖動(dòng)和冒黑煙的診斷與排除的過(guò)程。關(guān)鍵詞：氧傳感器失效 不能正確控制噴油量 診斷與排除 在提倡環(huán)保節(jié)能的今天.世界各國(guó)對(duì)汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)格,電噴汽車(chē)越來(lái)越受市場(chǎng)的追棒。氧傳感器是現(xiàn)代汽車(chē)控制廢氣排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性的重要傳感器之一。氧傳感器是閉環(huán)燃油控制系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志性零件,它調(diào)整和保持理想的空燃比，使三元催化器達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)換效率。使得發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的三種主要有毒成份，碳?xì)?/p>

2、化合物HC，一氧化碳CO和氮氧化合物NOx都能在三元催化器中得到最大的轉(zhuǎn)化和凈化。一、故障現(xiàn)象 一輛昌河鈴木浪迪車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)為K14B,YK50BD電控汽油噴射系統(tǒng)。行駛了才三千多公里出現(xiàn)怠速不穩(wěn),發(fā)動(dòng)機(jī)中高速抖動(dòng),冒黑煙。來(lái)我廠維修.使用X431解碼器檢測(cè)，沒(méi)有故障碼，細(xì)看動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流。發(fā)現(xiàn)氧傳感器數(shù)據(jù)流不正常.二、氧傳感器功用與工作原理氧傳感器分為二氧化鋯（ZrO2)和二氧化鈦(TiO2)兩種結(jié)構(gòu)形式.此車(chē)的氧傳感器為二氧化鋯式圖1(日立加熱式氧傳感器）。如圖2。圖2氧傳感器是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的電控汽油噴射系統(tǒng)的主要部件，它用于檢測(cè)廢氣中氧含量,實(shí)現(xiàn)空燃比的閉環(huán)反饋控制。氧傳感器通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的

3、排氣管上，用來(lái)檢測(cè)排氣中氧離子的含量以獲得混合氣的空燃比信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入到燃油噴射系統(tǒng)的控制電腦(ECU）根據(jù)氧傳感器的信號(hào)，對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正，使噴油量保持在最佳值，令發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。經(jīng)濟(jì)性.排氣凈化達(dá)到最佳狀態(tài). 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，廢氣從傳感器外表面即工作面流過(guò),因高溫使氧分子發(fā)生電離，由于鋯管內(nèi)外表面的兩個(gè)電極之間產(chǎn)生一個(gè)微小的電壓，正常工作時(shí)氧傳感器輸出電壓在0.1V-0。9V之間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒濃混合氣時(shí)，廢氣中含氧量較少，鋯管中氧離子移動(dòng)較快，產(chǎn)生電壓約0.8V1V；當(dāng)燃燒稀混合氣時(shí)，廢氣便有一定量的氧分子,使鋯管中氧氣移動(dòng)能力減弱，只產(chǎn)生0.1V的電壓。即 噴油量偏少-

4、空燃比大廢氣中氧含量大氧傳感器產(chǎn)生0。1V電壓ECU控制噴油量增大 噴油量偏大空燃比小廢氣中氧含量少氧傳感器產(chǎn)生0。9V電壓ECU控制噴油量減少 氧傳感器就是將所檢測(cè)到的電壓信號(hào)傳送(信息反饋）給ECU，ECU根據(jù)氧傳感器的信號(hào)來(lái)不斷調(diào)整噴油脈沖寬度，改變噴油量，使噴油量始終在理想值（14。7：1）附近上下波動(dòng)，以達(dá)到理想空燃比的要求。 計(jì)算機(jī)根據(jù)氧傳感器的信號(hào)對(duì)噴油器的噴油量進(jìn)行修正。它將氧傳感器信號(hào)以0。5V為界進(jìn)行劃分，0.5V為混合氣過(guò)濃,0。5V為混合氣過(guò)稀。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，若混合氣較濃，使實(shí)際空燃比小于理論空燃比,即反饋電壓0。5V，計(jì)算機(jī)便控制噴油器減少?lài)娪土?。使混合氣逐漸變

5、稀，空燃比升高；反之則反。其反饋控制過(guò)程下圖所示： 圖3在反饋控制過(guò)程中,由于從噴油行程開(kāi)始，至氧傳感器檢測(cè)排出的氧分子濃度止,要經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣及氧傳感器響應(yīng)等過(guò)程,需要一定的時(shí)間。因此，要準(zhǔn)確地保持混合氣濃度在理論空燃比附近一個(gè)狹小的范圍內(nèi)波動(dòng)，氧傳感器的輸出電壓也要在0.1V0.9V間不斷變化，通常每10s變化8次以上。如果沒(méi)有氧傳感器,發(fā)動(dòng)機(jī)就不知道混合氣的混合情況，在進(jìn)行修正噴油時(shí)也就不知道該修正多少?lài)娪蜁r(shí)間才合適，這就會(huì)造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，所以氧傳器信號(hào)不良常常會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、加速不良、排氣冒黑煙、耗油量大、發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮等故障現(xiàn)象.三、故障的原因分析一般車(chē)輛的氧

6、傳感器及線路故障，ECU會(huì)以故障代碼存儲(chǔ)記憶并控制故障警告燈閃爍。當(dāng)故障代碼顯示為氧傳感器問(wèn)題時(shí),故障原因除了氧傳感器損壞外，線路短路、斷路或ECU內(nèi)控制電路有問(wèn)題也會(huì)輸出同樣的故障代碼,因此必須通過(guò)全面檢測(cè)去查出故障的真正原因。 在使用氧傳感過(guò)程中，會(huì)因多種因素導(dǎo)致其工作不良或損壞，使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)，缺火、震抖、加速不良和油耗增加等故障.當(dāng)氧傳感器本身發(fā)生故障時(shí)，我們可以通過(guò)觀察其頂端工作面的顏色來(lái)判斷故障。（1）頂端呈棕色。此特征是由鉛污染所引起的?，F(xiàn)在的汽油已升級(jí)沒(méi)有含鉛所以氧傳感器鉛中毒現(xiàn)象應(yīng)不會(huì)發(fā)生。 (2）頂端呈白色。此特征大多是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在維修時(shí)使用了硅密封膠所致。當(dāng)硅污染導(dǎo)

7、致氧傳感器失效或損壞時(shí)，一般應(yīng)更換氧傳感器。 （3)頂端呈黑色。積炭引起頂端呈黑色，屬于正?，F(xiàn)象.但積炭沉積過(guò)多，會(huì)影響信息反饋的靈敏度。對(duì)此，應(yīng)定期清除積炭,并按照規(guī)定進(jìn)行更換。 根據(jù)氧傳感器的工作原理分析，氧傳感器數(shù)據(jù)反映的是發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)系統(tǒng)燃燒的情況，它的故障代碼有兩種含義:“自身故障碼，”即氧傳感器本身?yè)p壞或線路短路、斷路;“他身故障碼”，即混合氣過(guò)濃或過(guò)稀影響到氧傳感器的電壓反饋。所以有氧傳感器故障碼存儲(chǔ)不一定說(shuō)明氧傳感器就壞了，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.其實(shí)氧傳感器的數(shù)據(jù)分析不僅可以分析其本身的故障,用它的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)還可以分析發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的燃燒情況.氧傳感器線路故障診斷有如下幾方面： （1)氧傳

8、感器電壓正常。大多數(shù)車(chē)輛一般都可以通過(guò)國(guó)產(chǎn)通用型解碼器，讀出發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)傳輸數(shù)據(jù)流，如果動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在0。5V左右跳動(dòng)，在0.10。9V之間變化，且在0。5V上下跳動(dòng)的頻率基本相等，那么氧傳感器是正常的，混合氣燃燒比較好。 (2）氧傳感器電壓過(guò)高。如果氧傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)一直在0.5V以上跳動(dòng),說(shuō)明混氣太濃，發(fā)動(dòng)機(jī)自診斷系統(tǒng)一般輸出氧傳感器故障或混合氣過(guò)濃故障碼，進(jìn)入閉環(huán)工作時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)故障警告燈會(huì)亮。造成混合氣濃的故障原因有：噴油漏油、空氣濾清器堵塞、點(diǎn)火正時(shí)不良、其他影響混合氣變濃的傳感器工作不良等。 （3）氧傳感器電壓過(guò)低。如果氧傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)一直在0。5V以下跳動(dòng)，說(shuō)明混合氣太稀，發(fā)動(dòng)機(jī)

9、自診斷系統(tǒng)一般會(huì)輸出氧傳感器故障碼或混合氣過(guò)稀故障碼，發(fā)動(dòng)機(jī)故障警告燈亮。此時(shí)應(yīng)檢查造成混合氣過(guò)稀的故障原因，如噴油嘴是否堵塞、進(jìn)氣歧管是否漏氣、燃油壓力是否過(guò)低等。 （4）如果數(shù)據(jù)為0V。說(shuō)明氧傳感器已損壞或信號(hào)線路有問(wèn)題,應(yīng)進(jìn)一步檢查氧傳感器本身及其線路連接。特別說(shuō)明，為了防止傳感器損壞，有些電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電腦專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了傳感器替代信號(hào).傳感器的替代信號(hào)是中間固定值,它不能反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作于應(yīng)急狀態(tài)，即處于非常狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。氧傳感器替代信號(hào)一般為0。5V左右，如果檢測(cè)電壓值為0.45V且不跳動(dòng)，則說(shuō)明氧傳感器沒(méi)有信號(hào)輸入，對(duì)氧傳感器及其線路進(jìn)行檢查。四、故障的診斷與排除 根據(jù)氧傳

10、感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流來(lái)分析，雖然跳動(dòng)的頻率符合(8次以上/10s）可一直以0。32V左右跳動(dòng)，電壓過(guò)低不正常。氧傳感器的正常電壓應(yīng)在0.45V0.65為中心跳動(dòng)，在0。10.9V之間變化且在0。45V0。65V上下跳動(dòng)的頻率基本相等。表明氧傳感器的反饋信號(hào)不正常。 我反復(fù)研究有關(guān)氧傳感器工作原理和保養(yǎng)資料。為了判斷氧傳感器是否本身出現(xiàn)問(wèn)題，還是其他原因影響氧傳感器信號(hào)電壓過(guò)低。只能逐步檢查.拔下氧傳感器線束插頭,測(cè)量接線端中加熱線正極與負(fù)極之間的電阻13 歐（標(biāo)準(zhǔn)為100歐 電壓為12V。表示氧傳感器正常。拆掉進(jìn)氣歧管上的一條真空管，以此來(lái)制造稀混合氣狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其信號(hào)也沒(méi)有太多的改變,為0.35V左

11、右，說(shuō)明氧傳感器正常。影響氧傳感器信號(hào)電壓過(guò)低的故障原因.噴油器堵塞空氣流量計(jì)故障燃油壓力太低空氣流量計(jì)和節(jié)氣門(mén)之間的未計(jì)量空氣排氣歧管襯墊處泄漏，有未計(jì)量的空氣氧傳感器加熱故障或其本身臟污。我進(jìn)行過(guò)路試,車(chē)加速性能良好,發(fā)動(dòng)機(jī)只是間隔性抖動(dòng)，不見(jiàn)喘、抖。理論上講 ，看 圖 分 析 濃 空燃比 稀 圖4 氧傳感器輸出特性曲線圖0。5V說(shuō)明含氧量多說(shuō)明空燃比大說(shuō)明噴油量偏少，可為什么會(huì)冒黑煙？車(chē)冒黑煙說(shuō)明燃燒不完全說(shuō)明混合氣過(guò)濃產(chǎn)生0.5V電壓。理論與實(shí)際產(chǎn)生了矛盾，只好集中影響氧傳感器電壓信號(hào)過(guò)高與過(guò)低故障的共同點(diǎn),逐步排除，1從數(shù)據(jù)流上來(lái)講看。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速749。9rpm，空氣流量傳感器259.8mv發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2026.3rpm，空氣流量傳感器334.0mv?？床怀隹諝庥?jì)流量計(jì)有問(wèn)題。 測(cè)量汽油壓力，裝上汽油壓力表，300KPa（標(biāo)準(zhǔn)為285KPa320KPa）說(shuō)明汽油壓力沒(méi)問(wèn)題。3拆下噴油嘴,用噴油嘴清冼機(jī)清冼,噴油嘴霧化良好，測(cè)試噴油嘴泄漏,在300KPa的汽油壓力下，5分鐘也沒(méi)漏滴半點(diǎn)。表明噴油嘴良好。4只剩下氧傳感器了，拆下了見(jiàn)到氧傳感器頭黑也沒(méi)太多積碳，用化清劑清冼一下裝上,也沒(méi)見(jiàn)好轉(zhuǎn).只好換個(gè)新的，裝上新的氧傳感器一試故障立刻消失，