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专家教你如何排除汽车氧传感器的故障
2006年7月24日 8:47  来源:博世

    捷达王GTX型汽车采用AHP发动机,匹配德国Bosch公司Montronic  M3.8.2控制系统。安装在前排气管中的氧传感器可监测排气中的氧气含量,并将结果及时反馈给发动机控制单元(ECU),以控制喷油器的喷油量,使混合气的浓度在怠速及部分负荷条件下,总是处于理论空燃比(A/F=14.7)附近很窄范围内变化。

    氧传感器构造如图1所示。氧传感器的工作原理。当发动机燃烧的是稀混合气时,则排气中氧含量高,传感器产生低电压,约0V;当发动机燃烧的是浓混合气时,则排气中氧含量低,传感器产生低电压,约1V。其输出特性如图3所示。

    氧化锆正常工作时,需要300—850℃的高温,为此在其内部装有陶瓷加热元件。该车氧传感器最佳工作温度600℃。

    发动机的检测与故障原因的诊断

    经过对故障现象认真分析后,我进行了以下的检测。
   (一)发动机的基本检测
    测量各气缸的压力,均在1080Kpa以上,正常;燃油系统压力280Kpa,正常;测尾气CO含量为7.5%,严重超标(正常为0.35%)。说明燃油燃烧不完全。

   (二)读取发动机控制系统故障码
    使发动机怠速空负荷运行,冷却液温度达到发动机正常工作温度85℃以上。我将X431与车上16针OBD-Ⅱ诊断座连接通讯。使用X431的读取故障码功能,读到“氧传感器不可靠信号”的故障内容。说明氧传感器本体或线路有故障。为了进一步确认这一判断,我使用了X431的读取动态数据流功能。

    (二)读取发动机控制系统故障码
    使发动机怠速空负荷运行,冷却液温度达到发动机正常工作温度85℃以上。我将X431与车上16针OBD-Ⅱ诊断座连接通讯。使用X431的读取故障码功能,读到“氧传感器不可靠信号”的故障内容。说明氧传感器本体或线路有故障。为了进一步确认这一判断,我使用了X431的读取动态数据流功能。

   (三)对动态数据流进行分析
   (1)经过对1和表2的数据分析后发现氧传感器工作不正常。在发动机冷却液温度达到90℃时,氧传感器本体加热温度达到了300℃以上,传感器开始工作了。它正常工作时会产生0.1-0.9V的变化电压信号输送给ECU。但该车实测电压为0.23V恒定不变,ECU接收这个电压信号后,判断发动机混合气过稀。所以ECU控制喷油器延长喷油时间,使喷油量增加,供给变浓的混合气。因为ECU得不到正常的变化信号电压的反馈,因此不能自动调节混合气空燃比,造成混合气一直处于过浓状态。所以可以证明是氧传感器这一错误的信号电压造成ECU不能精确地计算喷油量,导致发动机混合气过浓。
 
   (2)发动机在怠速及部分负荷条件下,空气流量、冷却水温、转速、节气门角度同时都是影响空燃比的重要因素。但从表1与表2数据的对比要看到它们的实测值均为正常,说明它们并没有影响到ECU的正常工作。
 
   (3)“发动机负荷”即喷油脉宽,反映的是发动机每转的持续喷油时间。发动机在怠速及部分负荷运行时,其正常值应在1.3-2.5ms之间,数值越大说明喷油器持续喷油时间越长,喷油量就越多。该车实测值为3.5ms,所以证实了ECU控制喷油器增加了喷油量。在节气门角度2∠º,空气量3.0g/s正常情况下,喷油脉宽的增长,也说明了发动机进入的空气量与喷油量的实际比例小于14.7,所以产生浓混合气。
 
  (4)由以上分析可得出:
    ① 是氧传感器失效造成了发动机混合气过浓。混合气过浓,空气不足,燃油不能完全燃烧,使发动机工作不正常:怠速不稳、排气管冒黑烟、功率下降及油耗升高。
    ② 未燃的汽油排入高温的三元催化转换器内,遇到空气中的氧分子就会急骤燃烧起来,使催化剂熔融,堵塞催化转换器的排气孔造成排气节流。从而造成发动机功率更加严重下降,给汽车的动力性、经济性造成极大的影响。

    故障的检修与排除

    根据以上的诊断,我首先检查了氧传感器的工况。
   (1)检查基本电压:将氧传感器接头拔下,用数字万用表表笔连接到插头的3和4(通向ECU的插孔)处,见图1所示。点火开关ON,测量电压为4.5V,正常。
   (2)检查加热元件:起动发动机,用数字万用表表笔连接到插头的1和2之间测电阻,显示为∞(常温下为1-5Ω)。说明加热元件已损环。
   (3)接着从排气管上拆下三元催化转换器,从其排气进口清楚地看到网状通气孔大部分已堵塞,说明转换器已损坏。将转换器内部凿空后装回排气管上,使用免拆式清洗机用除炭剂进行清洗喷油器及气缸内积炭,使发动机在2000rpm运转了10min后,断开清洗机。再将氧传感器和三元催化转换器更换了新件。最后使用X431删除了故障码。
   (4)起动发动机,怠速运转平稳,踩油门转速提升灵敏,排气管已无黑烟上路行驶,加性性能恢复良好。试车后再用X431读取发动机动态数据流:转速840rpm,氧传感器信号电压在0.1-0.9V之间变化,发动机负荷为2.0ms,测尾气CO含量为0.18%。结果显示正常,证明故障完全排除。
  
    综上所述,我通过对氧传感器工作原理的正确理解和对动态数据流的深入分析,准确地找到了因氧传感器失效而造成发动机故障的原因。因此,利用专用诊断仪协查发动机故障是一种行之有效的检测手段。

 
 [关键词]:传感器 零部件  发表评论    【推荐】 【打印

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