氧傳感器的檢測(cè)與廢氣分析！

氧傳感器的類(lèi)型

汽車(chē)上安裝的氧傳感器一般可分為以下三類(lèi)：

01 氧化鋯式氧傳感器

空燃比值為14.7∶1時(shí)，氧化鋯式氧傳感器電壓在0.45V 左右。這類(lèi)氧傳感器信號(hào)電壓范圍是0.1~0.9V，信號(hào)電壓小于0.45V 時(shí)，氧傳感器反饋給ECU 的信號(hào)是混合氣稀；信號(hào)電壓大于0.45V 時(shí)，反饋信號(hào)表示混合氣濃。

在新型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，給氧傳感器加裝了加熱線圈，以提高它在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作溫度，使氧傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫和怠速時(shí)也能正常工作。所以，此類(lèi)氧傳感器為3線或4線。它常安裝在排氣總管三元催化轉(zhuǎn)化器前，用于混合氣的短時(shí)調(diào)節(jié)。

02 氧化鈦式氧傳感器

氧化鈦式氧化傳感器與氧化鋯式氧傳感器不同。氧化鈦式氧傳感器工作原理與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器類(lèi)似，它包含一個(gè)可變電阻，可變電阻值根據(jù)條件改變。

但與冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器不同的是，氧化鈦式氧傳感器是根據(jù)周?chē)目杖急茸兓淖冸娮柚档摹０l(fā)動(dòng)機(jī)PCM 讀取電阻兩端的電壓降，通常PCM 提供給氧化鈦式氧傳感器一個(gè)工作電壓，一般采用5V 電源電壓，信號(hào)電壓一般為0~5V，基本輸出電壓為2~3V。與氧化鋯式氧傳感器的輸出信號(hào)電壓相反，混合氣濃時(shí)輸出電壓低，混合氣稀時(shí)輸出電壓高。也有用1V 的電源電壓。

03 新型寬帶氧傳感器

新型寬帶氧傳感器是一種主動(dòng)氧傳感器，它有6根線：2根加熱線，2根氧信號(hào)線，2根輸出電流線。ECU 根據(jù)輸出的電流計(jì)算混合氣的濃度，從而可使混合氣控制范圍更寬，氧傳感器信號(hào)電壓在0~5V 之間變化，λ =1時(shí)電壓為2~3V，其信號(hào)波形通常為一條不動(dòng)的直線。

氧傳感器的檢測(cè)與廢氣分析

目前最常見(jiàn)的氧傳感器為加熱型氧化鋯式氧傳感器，檢測(cè)它時(shí)最好是用示波器檢測(cè)信號(hào)電壓波形。

在空燃比控制適當(dāng)時(shí)，氧傳感器信號(hào)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最好指示。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)工作良好的電控燃油發(fā)動(dòng)機(jī)在閉環(huán)工作狀態(tài)下，怠速時(shí)，氧傳感器在10s內(nèi)應(yīng)有不少于8個(gè)濃/稀振幅；轉(zhuǎn)速為2500r/min時(shí)，10s內(nèi)應(yīng)有10~40個(gè)濃/稀振幅。當(dāng)空燃比由稀變到濃時(shí)，氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于100ms；當(dāng)空燃比由濃變到稀時(shí)，氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于125ms。

評(píng)定氧傳感器信號(hào)的第一步是證明該傳感器處于良好的狀況。用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測(cè)試氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間。用丙烷使空燃比變濃，而用真空大量泄漏使空燃比變稀。在正確的時(shí)間內(nèi)，將開(kāi)關(guān)從濃切換到稀，再?gòu)南∏袚Q到濃，應(yīng)符合上述要求。

汽車(chē)的三元催化轉(zhuǎn)化器前有一個(gè)主氧傳感器，三元催化轉(zhuǎn)化器后還有一個(gè)副氧傳感器，這個(gè)副氧傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)換效率。下圖（a）、（b）、（c）所示分別是失效的三元催化轉(zhuǎn)化器、舊的三元催化轉(zhuǎn)化器和新的三元催化轉(zhuǎn)化器前、后氧傳感器的波形比較。

（a）失效TWC時(shí)EGO波形 ▼

（b）舊TWC時(shí)EGO波形 ▼

（c）新TWC時(shí)EGO波形 ▼

用示波器進(jìn)行氧傳感器波形分析，同時(shí)結(jié)合使用五氣分析儀，對(duì)診斷特定故障會(huì)大有幫助。例如，如果氧傳感器波形有大量的稀/濃過(guò)渡段，而且HC的排放量比正常值高出很多，則氣缸缺火可能是由點(diǎn)火或機(jī)械故障引起的。由于燃油進(jìn)入氣缸而沒(méi)有發(fā)生燃燒，所有未燃的HC會(huì)從排氣系統(tǒng)中排出。如果氧傳感器波形有大量的過(guò)渡段而HC的排放量良好，則氣缸缺火可能是由噴油器故障引起的。在噴油器有故障時(shí)，由于燃油沒(méi)有進(jìn)入氣缸，HC的排放量沒(méi)有增加。

故 障 分 析

1

有些車(chē)輛在出現(xiàn)故障時(shí)，CO 的排放量會(huì)高于1.5%，HC的排放量會(huì)高于0.02%。

當(dāng)遇到這種故障時(shí)，首先應(yīng)檢查氧傳感器電壓的變化情況。因?yàn)槿绻鮽鞲衅麟妷涸?.7~0.9V 以上變化且CO 超標(biāo)，則說(shuō)明故障不在氧傳感器，應(yīng)重點(diǎn)檢查空氣流量計(jì)信號(hào)及燃油系統(tǒng)壓力，同時(shí)還應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器。因?yàn)楫?dāng)空氣流量信號(hào)值過(guò)大、燃油壓力過(guò)高及冷卻液溫度傳感器溫度過(guò)低時(shí)，都會(huì)造成CO 排放值過(guò)高。若氧傳感器信號(hào)電壓在0.1~0.3V 之間變化且CO、HC超標(biāo)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查排氣管及排氣歧管是否漏氣。

在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若HC超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)檢查氧傳感器加熱電壓、點(diǎn)火提前角以及三元催化轉(zhuǎn)化器溫度。首先應(yīng)檢查點(diǎn)火失火率，即對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)高壓線及火花塞進(jìn)行檢查。當(dāng)上述檢查正常時(shí)，應(yīng)更換氧傳感器。

如果氧傳感器電壓在0.2~0.8V 之間變化，且發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)處于閉環(huán)，則應(yīng)重點(diǎn)檢查三元催化轉(zhuǎn)化器溫度。如果三元催化轉(zhuǎn)化器溫度過(guò)低（280℃以下時(shí)），則其不能工作。如果三元催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)、出口溫度差過(guò)低（三元催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)、出口溫度差正常應(yīng)大于38℃，實(shí)測(cè)某車(chē)進(jìn)口溫度為323℃，出口溫度為445℃，相差122℃），應(yīng)更換三元催化轉(zhuǎn)化器。

2

氣門(mén)積炭也會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放，使混合氣的調(diào)節(jié)明顯偏慢，從而導(dǎo)致CO 及HC數(shù)值變化過(guò)大，有時(shí)甚至超標(biāo)。當(dāng)用故障診斷儀讀取氧傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，氧傳感器信號(hào)電壓會(huì)在0.1~0.9V 之間變化（正常時(shí)在0.3~0.7V 之間變化）。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、游車(chē)、加速不良及氧傳感器信號(hào)電壓在0.1~0.9V 之間變化時(shí)，不應(yīng)急于更換相關(guān)傳感器，而應(yīng)首先清潔進(jìn)氣門(mén)、氣缸和進(jìn)氣歧管等。對(duì)于積炭的清除，可采用免拆清洗設(shè)備進(jìn)行，也可進(jìn)行人工清潔。

3

在維修中可能遇到這種情況：用故障診斷儀檢測(cè)氧傳感器信號(hào)電壓，電壓始終在0.5~0.9V之間變化，實(shí)際進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)排放檢測(cè)，CO 過(guò)低、HC略高，再用簡(jiǎn)易工況檢測(cè)尾氣，CO偏低、HC及NOx 偏高。可為什么排放中CO偏低，即為什么在混合氣偏稀的情況下，傳感器信號(hào)電壓偏高呢?

故障原因在于發(fā)動(dòng)機(jī)接地不良或氧傳感器接地線開(kāi)路。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)接地不良后，在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼與接地之間會(huì)產(chǎn)生0.3~0.4V 電壓，而氧傳感器產(chǎn)生的實(shí)際電壓為0.2~0.7V。ECU實(shí)際接收氧傳感器信號(hào)電壓疊加了發(fā)動(dòng)機(jī)外殼電位，并始終維持在濃信號(hào)電壓，ECU在接收到濃信號(hào)后，會(huì)根據(jù)程序進(jìn)行減稀控制，這樣實(shí)際進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣也就會(huì)始終偏稀，造成怠速工作不穩(wěn)。由于混合氣偏稀，發(fā)動(dòng)機(jī)用簡(jiǎn)易工況檢測(cè)有大量氧氣存在，排放中的NOx 極易超標(biāo)。

所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的CO偏低，HC、NOx 偏高時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查發(fā)動(dòng)機(jī)接地電位及氧傳感器接地線電壓，因?yàn)橄私拥夭涣嫉膯?wèn)題也就排除了故障。

4

NOx 排放過(guò)高往往不一定就是EGR系統(tǒng)故障導(dǎo)致的。凡是能增加發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的冷卻系統(tǒng)故障、過(guò)度提前的點(diǎn)火正時(shí)和三元催化轉(zhuǎn)化器失效，都將造成更多的NOx 的形成。甚至?xí)驗(yàn)樾蘩砗昧肆硪环N不同的排放問(wèn)題，又可能造成NOx 排放值的提高。混合氣過(guò)濃使燃燒室內(nèi)形成積炭，這將導(dǎo)致氣缸壓縮壓力的提高。解決了混合氣過(guò)濃的故障會(huì)使混合氣變稀，但遺留的因積炭而導(dǎo)致的高壓縮壓力會(huì)引起NOx 排放值的上升。在這種情況下，建議在重新測(cè)試排放之前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行清除積炭處理。這種情況已經(jīng)引起排放試驗(yàn)的重新測(cè)試的失敗。在開(kāi)始診斷時(shí)用五氣分析儀測(cè)出汽車(chē)的排放問(wèn)題，在修理后反復(fù)檢測(cè)以便確認(rèn)修理的效果，這樣做對(duì)避免汽車(chē)重新測(cè)試出現(xiàn)失敗是必要的。

氧傳感器信號(hào)不正常不一定是氧傳感器本身的故障，氧傳感器信號(hào)故障，往往會(huì)表現(xiàn)出看似是氧傳感器損壞的現(xiàn)象，但一定要認(rèn)真檢查與氧信號(hào)相關(guān)的諸多因素，逐一排除，才能準(zhǔn)確判斷故障因素。否則，將會(huì)錯(cuò)誤地?fù)Q掉配件，造成不必要的損失。

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