淺談利用汽車氧傳感器波形信號分析發(fā)動機故障

黃志東 巫文廷

摘要 由于汽車噴射技術(shù)的迅速發(fā)展，發(fā)動機化油器已經(jīng)遭受淘汰，現(xiàn)在的汽車燃油供給系統(tǒng)都采用電控燃油噴射技術(shù)，并且利用氧傳感器對燃油噴射進行閉環(huán)反饋控制。本文利用氧傳感器的波形信號來分析發(fā)動機的故障，以提高發(fā)動機故障診斷效率。

關(guān)鍵詞 氧傳感器、波形信號、發(fā)動機故障、故障判斷

前言

在現(xiàn)代汽車上，氧傳感器用來檢測廢氣中殘余氧氣含量，從而判斷混合氣的濃度，以便ECU對噴油量實施“閉環(huán)調(diào)節(jié)”。因此，當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)燃燒故障時，必然引起氧傳感器電壓信號的變化，這樣就可以利用氧傳感器的波形信號來判斷發(fā)動機的某些故障。[1]

1.引起氧傳感器的信號波形出現(xiàn)異常的原因

當(dāng)氧傳感器及微機控制裝置無故障，而氧傳感器信號波形異常，如果不是在某些特殊工況下由于發(fā)動機控制策略所引起的，一般表明發(fā)動機有故障。一般發(fā)動機的下列故障會引起氧傳感器信號波形產(chǎn)生嚴(yán)重雜波。[2]

1.1點火系故障：如某缸火花塞損壞、點火器、點火線圈等損壞。這些故障可使某缸缺火導(dǎo)致部分氧“不經(jīng)消化”就排出缸外，從而使排氣中的氧含量升高。

1.2由機械原因引起的壓縮泄漏：如氣門燒損、活塞環(huán)斷裂或磨損過度等造成的壓縮泄漏，使點火之前的壓縮溫度、壓縮壓力不夠，造成燃燒不完全甚至缺火。

1.3真空泄漏：如進氣管、進氣歧管上的真空軟管等處存在泄漏。如果真空泄漏使混合氣空燃比達到17以上時，就可引起因混合氣過稀而發(fā)生的缺火，造成排氣氧含量增大。

1.4噴油系統(tǒng)故障：個別氣缸噴油器的噴油量過多或過少(噴油器卡在開的位置或堵塞)，造成混合氣過濃或過稀。當(dāng)個別缸的混合氣空燃比達到13以下或17以上時，將可能引起缺火，亦可造成排氣氧含量異常。

2.氧傳感器波形異常分析

案例一：

①車名：花冠

②車型：ZRE120L-GEPDKC

③行駛里程：24467Km

④VIN碼：LFMAP22C6A0216159

⑤癥狀：汽車著車后發(fā)動機抖動，怠速不穩(wěn)。

⑥檢查過程：

a.利用電腦讀取氧傳感器信號波形，如圖1所示。

b.通過波形圖可以看到氧傳感器電壓波形產(chǎn)生嚴(yán)重雜波，初步斷定某缸存在缺火導(dǎo)致排氣中氧不均衡。

c.觀查波形圖，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)時間里都處于高讀數(shù)狀態(tài)（圖1矩形區(qū)域），但有很多的瞬時是小讀數(shù)（圖1圓形區(qū)域），這主要是由于發(fā)動機某缸不噴油，當(dāng)該缸排氣時，氧含量較多，引起瞬時氧含量大大增多，從而出現(xiàn)瞬時低電壓狀態(tài)。此時ECU馬上進行空烯比反饋控制，增大各缸噴油量，從而導(dǎo)致其它缸噴油量增大，混合氣過濃，排放的尾氣氧含量較少，大多數(shù)時間使氧傳感器信號處在高電壓的狀態(tài)。所以重點檢查發(fā)動機噴油系統(tǒng)。

d.檢查各缸噴油器，發(fā)現(xiàn)3缸噴油器失效，導(dǎo)致3缸缺火。

e.更換3缸噴油器，汽車著車后發(fā)動機不再抖動，怠速穩(wěn)定，故障排除。

圖1 噴油系統(tǒng)發(fā)生故障時氧傳感器信號波形

案例二：

①車名：銳志

②車型：GR22L-DETQKC

③行駛里程：90567Km

④VIN碼：LFMBE22D780132879

⑤癥狀：汽車著車后發(fā)動機抖動，怠速不穩(wěn)。

⑥檢查過程：

a.利用電讀取氧傳感器信號波形，如圖2所示。

b.通過波形圖可以看到氧傳感器電壓波形產(chǎn)生嚴(yán)重雜波，初步斷定某缸存在缺火導(dǎo)致排氣中氧不均衡。

c.觀查波形圖，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)時間里都處于小讀數(shù)狀態(tài)（圖2矩形區(qū)域），但有很多的瞬時是高讀數(shù)（圖2圓形區(qū)域），這主要是由于發(fā)動機某缸不點火，導(dǎo)致尾氣中氧含量較高，大多數(shù)時間使氧傳感器信號處在低電壓的狀態(tài)，當(dāng)未燃燒的燃油在氧傳感器表面燃燒時會引起瞬時氧含量大大降低，從而出現(xiàn)瞬時高電壓狀態(tài)。所以重點檢查發(fā)動機點火系統(tǒng)。

d.排查各缸點火系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)2缸點火線圈失效，導(dǎo)致2缸不能點火。

e.更換2缸點火線圈，汽車著車后發(fā)動機不再抖動，怠速穩(wěn)定，故障排除。

圖2 點火系統(tǒng)發(fā)生故障時氧傳感器信號波形

綜上所述，當(dāng)氧傳感器信號波形出現(xiàn)嚴(yán)重雜波的時候，可以推測為發(fā)動機某缸缺火。當(dāng)出現(xiàn)大多數(shù)時間里都處于高電壓狀態(tài)，但有很多的瞬時是低電壓狀態(tài)時，可以判斷為噴油系統(tǒng)發(fā)生故障。當(dāng)出現(xiàn)大多數(shù)時間里都處于低電壓狀態(tài)，但有很多的瞬時是高電壓狀態(tài)時，可以判斷為點火系統(tǒng)發(fā)生故障。

3.結(jié)束語

通過以上例子，我們可以得出以下結(jié)論：如果你檢測出氧傳感器信號波形出現(xiàn)非常嚴(yán)重的雜波，就可以推測這可能是缺火所引起的發(fā)動機故障。一般來說，點火失誤引起的嚴(yán)重雜波，氧傳感器波形大多處在低電壓位置，噴油器損壞引起噴油滴漏和各缸噴油不均勻則可能使氧傳感器電壓波形大多處于高電壓位置。

4.參考文獻

[1] 湯定國編:汽車維修工技師[M].中國勞動社會保障出版社,2009

[2] 陳煥江編:汽車檢測與診斷[M].機械工業(yè)出版社,2009