氧传感器达到正常工作温度300℃~350℃以后才能进行检测,在此之前,氧传感器的电阻大,如同开路,氧传感器不产生任何电压信号;若发动机的排气温度超过800℃,氧传感器的控制也将中断。
目前有的车型采用主、副2 个氧传感器,主氧传感器(在前)通常带有加热器,副氧传感器不带加热器,要依靠废气预热,温度超过300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器,其加热电阻的阻值一般为5Ω~7Ω。如果加热电阻被烧蚀(电阻为无穷大),氧传感器很难快速达到正常的工作温度,此时应当更换氧传感器。
2.2.2氧传感器的故障确认采取“时域判定法”
所谓“时域判定法”,是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的范围、频率是否符合标准值,如果不发生这种变化,自诊断系统即确认其有故障。氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V~1.0V,并且在这个范围内快速波动,其波动频率标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V ~0.3V 之间波动时,ECU 判定为混合气偏稀;当氧传感器的信号电压在0.6 V ~0.9V 之间波动时,ECU 判定为混合气偏浓;当信号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有0.45V 左右的基准信号电压输出,或者信号电压波动的频率不符合标准,即确认氧传感器已经失效。正因为如此,检测氧传感器的反馈信号,目前没有其他设备比示波器更加快捷和有效。
2.2.3.氧传感器是一种多元故障的“报警器”
氧传感器及其线路发生的故障会被电控单元(ECU)存储并且报警。一旦氧传感器输入ECU 的信号电压<0.45 V,或者信号电压波动的频率<20 次/min 时,ECU 就判定为可燃混合气太稀,并且增加喷油量,使油耗增大,故障灯点亮,同时存储故障代码。这种故障属于氧传感器的“自生性故障”。事实上,不仅氧传感器发生自生性故障时会报警,而且发生他生性故障也会报警。所谓“他生性故障”,是指电控组件本身没有故障,是相关组件工作不良的影响而引起控制系统报警。例如电动燃油泵、燃油滤清器、喷油器、三效催化转化器等发生了脏堵,严重影响了空燃比(A / F)的大小,故障灯也点亮,故障码显示为“氧传感器
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故障”,此时氧传感器本身其实并没有损坏。从这个意义上说,氧传感器是发动机多元故障的“代言人”。因此,当电喷发动机出现怠速不稳、缺火、喘抖或者油耗增加等故障时,都应当调取并解读故障代码,很可能显示“氧传感器故障”。但是,显示“氧传感器故障”故障代码并不一定就是氧传感器本身损坏,线路短路、断路或者ECU 内部控制电路有问题也会输出同样的故障代码。因此,当显示“氧传感器损坏”故障码时,应当进行综合分析和判断,辨明是氧传感器的自生性故障还是他生性故障,以确定故障的具体部位。
2.3简单介绍现在氧传感器技术的发展情况
2.3.1.摩擦电极引线方式的氧传感器
其主要技术特点是在内电极冷端的绝缘隔套内安装有一导电铜套,在该导电铜套与内电极之间紧配合镶装有一内电极铜套,该导电铜套在内电极端部安装有一顶装该内电极的压紧螺母。本实用新型涉及的氧传感器中的不锈钢内电极弹簧与内电极、该弹簧与内电极铜套、内电极铜套与导电铜套之间都有比较好的电接触,并可用导线连接接线螺丝与航空插座,实现了信号的完美输出。经长时间的现场应用测试和实验室检测证明,采用本摩擦电极引线方式的氧传感器,其输出信号稳定、信号衰减小于0.5‰,完全符合产品质量标准。
2.3.2.新型氧传感器
其主要技术特点是基座与接线盒为同轴一体制作,在该基座后部的接线盒部位径向安装有一工作气导入嘴及一航空插座,在基座前部的密封圈也前安装一工作气导入嘴。本实用新型针对三种不同结构的氧传感器可采用基座与接线盒一体制作的统一基座,该基座系一次加工成型,提高了同心度,保证了装配质量,使氧传感器的工作气(空气)通路变得极为简单,减少了气路在接线盒和基座之间的过渡环节,客户可自己组装和维修,使用成本大大降低,且外型大方美观。
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3氧传感器故障对发动机的影响分析
3.1氧传感器引起的故障现象
氧传感器一旦出现故障,将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息,因而不能对空燃比进行反馈控制,会使发动机油耗和排气污染增加,发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机,如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障,那么极有可能是氧传感器及相关线路出了问题。
大多数发动机的电控系统都有自检功能,当氧传感器或相关部位发生故障时,电脑会自动记下故障内容,维修人员只需用专门的解码器读出故障代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢?这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的,检修时只需拔下氧传感器接头,如果发动机的故障消失,则说明氧传感器已经损坏,必须更换,如果发动机故障依旧,那么还要从其他地方找原因。利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端,正常情况下,电压应在0~1V之间变化,中值在500MV左右,如果输出电压长时间保持某一数值而无变化,则表明氧传感器已经损坏。实际上,氧传感器是一个相当耐用的部件,只要燃油质量过关,它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。这一点,驾驶装有三元催化装置汽车的司机务必要加以重视.。
3.2电控发动机氧传感器故障分析
氧传感器的检测方法: 1.分工况检测:
1).氧传感器输出的信号电压(指ECU导线侧连接器端子对地的电压)应当符合下面的要求——m点火开关位于ON位置时。信号电压大约为0V;
2).发动机冷机怠速运转时,信号电压大约为OV;
3).发动机顶热后怠速运转时,信号电压大约为OV—1.0V;
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4).发动机预热后加速运转时,信号电压大约为0.5V—1.0V; 5).发动机预热后减速运转时。信号电压大约为0V—0.4V。
2.灵敏度检测:启动发动机,让发动机以2500r/min的转速运转3min,使氧传感器达到工作温度。发动机继续以2500r/min的转速运转,同时测壁氧传感器的信号电压,如果信号电压在0.1V一1.0V之间波动的次数为10s内大于8次,说明氧传感器的灵敏度正常。否则,应当更换氧传感器。
3.模拟检测:拔下一根发动机的真空软管,模拟混合气变稀,若氧传感器的信号电压下降到0.1V一0.3V;堵住空气滤清器的进气口,模拟混合气变浓.若氧传感器的信号电压上升到0.8 V—1.0V,说明氧传感器工作正常。如果氧传感器的信号电压不发生上述变化,说明氧传感器有故障,应该予以更换。
3.3氧传感器常见故障
3.3.1.氧传感器中毒
氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障,尤其是经常使用含铅汽油的汽车,即使是新的氧传感器,也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒,接着使用一箱不含铅的汽油,就能消除氧传感器表面的铅,使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度,而使铅侵入其内部,阻碍了氧离子的扩散,使氧传感器失效,这时就只能更换了。
另外,氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说,汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅,硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体,都会使氧传感器失效,因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈,不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。
3.3.2.积碳
由于发动机燃烧不好,在氧传感器表面形成积碳,或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物,会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部,使氧传感器输出
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的信号失准,ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳,主要表现为油耗上升,排放浓度明显增加。此时,若将沉积物清除,就会恢复正常工作。
3.3.3.氧传感器陶瓷碎裂
氧传感器的陶瓷硬而脆,用硬物敲击或用强烈气流吹洗,都可能使其碎裂而失效。因此,处理时要特别小心,发现问题及时更换。
3.3.4.加热器电阻丝烧断
对于加热型氧传感器,如果加热器电阻丝烧蚀,就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。
3.4 维修氧传感器的注意事项
1.ECU对氧传感器“混合气过稀”信号的修正范围是有限的(标准系数为14-20%),不能克服点火时刻偏晚带来的危害。因此,对“空燃比”的凋整不能过分依赖氧传感器,还需要对相关的系统进行检查。
2.由F氧传感器所形成的电动势的能量非常小.所以用普通的万用表是无法测定的,必须使用示波器或者高阻抗的数字式万用表才行。
3.一部分老车型的电控单元(ECU)在怠速状态下会忽略氧传感器的信号,只有在发动机转速达到1800r/min时ECU才对混合气进行闭环控槲。因此,对这类汽车必须先将转速提高到1800r/min。然后再对氧传感器进行检测:
4.由于氧传感器始终处在高温废气之中,与其他传感器相比,它的故障率较高,使用寿命较短(普通型氧传感器的寿命为5—8万Km,加热型氧传感器的寿命大约lO万Km)。氧传感器损坏后应当及时更换,采取将氧传感器断路或者短路的办法是不口r取的,因为此时实行的是“开路控制”,对空燃比的调节不精确,会带来动力性、经济性和排气净化性的恶化。
5.氧传感器柄部套下有通气孔,外界空气由此进入氧传感器的内腔。作为“参考气”.因此应该检查该通气孔是否畅通。一目.油污或者其他沉积物进入氧传感器内腔。或者堵塞了该通气孔,会使氧传感器的输出信号失真。
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