后氧傳感器維修思路分析

摘要：汽車行業(yè)是目前在國際上應用傳感器最大的市場之一，傳感器的數(shù)量和汽車的實際價值是成正比的。氧傳感器裝在汽車排氣管道內(nèi)，用它來檢測廢氣口的氧含量。可以使空燃比控制在最佳狀態(tài)，既大大地降低了油耗及尾氣污染。

關鍵詞：氧傳感器 故障 檢查

一、粟例分析

現(xiàn)有一輛2011款上海通用雪佛蘭樂風1.4L手動擋車型，行駛里程45600公里，購車三年半。每5000公里更換一次機油及機油濾芯，機油使用藍殼5W-40半合成機油，未做過油路清潔及節(jié)氣門清潔。在近期出現(xiàn)發(fā)動機故障燈亮的情況，并在兩次自行消除。車主認為是由于長期沒清潔節(jié)氣門及油路導致，遂立即清洗節(jié)氣門和“打吊瓶”，經(jīng)過清洗后，維修店為節(jié)氣門進行了匹配，發(fā)動機故障燈不亮，但第二天點火，再次亮起，并常亮，車主嘗試移除電瓶負極仍然無法解決問題，經(jīng)解碼器讀取電腦數(shù)據(jù)為P0141——后氧傳感器加熱電阻絲不工作。

二、氧傳感器工作原理

經(jīng)查閱資料，通用公司旗下大部分車輛均使用德爾福公司出品的氧傳感器，德爾福公司OSP+型氧傳感器是采用平板結(jié)構(gòu)多層陶瓷元件作為傳感器的基礎元件。氧化鋯元件是一種通體充滿無數(shù)微孔的陶瓷基礎元件外面鍍有氧化鋯涂層，該涂層外測暴露于發(fā)動機燃燒廢氣之中，涂層的內(nèi)側(cè)透過含微孔的陶瓷元件與大氣相通。

集中在氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)電極之間氧含量的差別形成的微分電壓信號。當氧化鋯元件被電流加熱或被流經(jīng)傳感器的發(fā)動機燃燒廢氣加熱所激活，空氣經(jīng)過通體充滿無數(shù)微孔的陶瓷基礎元件進入氧化鋯元件的內(nèi)電極，而燃燒廢氣流經(jīng)氧化鋯的外電極。氧離子將從氧化鋯內(nèi)電極向外電極移動，傳感器的內(nèi)外電極之間構(gòu)成了一個簡單的原電池，發(fā)動機燃燒廢氣中氧含量的變化不同在兩個電極之間產(chǎn)生不同的輸出電壓信號。氧傳感器將根據(jù)發(fā)動機燃燒廢氣中氧離子濃度的高低變化來改變這一輸出電壓信號的高低。

氧傳感器通常的工作表現(xiàn)為在當發(fā)動機的工作時空燃比變稀時，排氣中氧含量的濃度將會升高，此時，氧傳感器的輸出電壓信號接近，當空燃比變濃時，排氣中氧含量的濃度降低，傳感器的輸出電壓將接近1V。發(fā)動機電子控制模塊，根據(jù)這一輸入電壓信號，配合系統(tǒng)控制邏輯及控制策略，通過響應的傳感器和執(zhí)行器，就可以調(diào)整系統(tǒng)輸出控制指令，使發(fā)動機工作在和保持理想的空燃比燃油供給狀態(tài)。

氧傳感器核心元件允許的最低工作溫度為300攝氏度，最高溫度一般不超過850攝氏度。具體情況參照實際產(chǎn)品圖紙規(guī)定的實際數(shù)值為準。氧傳感器是閉環(huán)燃油管理控制子系統(tǒng)的關鍵元件。正是由于有了該傳感器才使得發(fā)動機的空燃比的閉環(huán)燃油控制成為可能，從而使系統(tǒng)實現(xiàn)為達到最佳三元催化轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化效率所需的理想空燃比的控制目標，實現(xiàn)最佳發(fā)動機燃燒控制目的。

氧傳感器分為產(chǎn)生電動勢變化的氧化鋯型和電阻變化的氧化鈦型。

三、案例故障排查

裝有排氣氧傳感器的電控燃油噴射發(fā)動機，如果在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無力、油耗增加、尾氣超標等故障而供油、點火裝置又無其他故障，那么極有可能是氧傳感器及相關線路出了問題。

大多數(shù)發(fā)動機的電控系統(tǒng)都有自檢功能，當氧傳感器或相關部位發(fā)生故障時，電腦會自動記下故障內(nèi)容，維修人員只需用專門的解碼器讀出故障代碼即可發(fā)現(xiàn)問題所在。本案例中，筆者根據(jù)故障碼P0141的初步判斷，對車輛的后氧傳感器進行了故障分析。

首先確定分析思路，前氧傳感器和后氧傳感器所發(fā)出的波形及檢測的主要對象不同，前氧傳感器主要對發(fā)動機的空燃比進行實時控制，而后氧傳感器則對三元催化的正常工作進行實時檢測，本次故障碼顯示為后氧，確定檢測重點為后氧傳感器。本車后氧傳感器為德爾福扁頭，四根線，分別為兩根高低電平，兩根加熱電阻絲電線。可以使用萬用表進行分類檢測。

使用萬用表調(diào)節(jié)到電壓檔，把電壓表并聯(lián)在氧傳感器的輸出端，使發(fā)動機正常工作，并使轉(zhuǎn)速在3500轉(zhuǎn)，分鐘和1500轉(zhuǎn)/分鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓應在0-1V之間變化，中值在500mV左右，說明氧傳感器電信號傳輸部分工作正常。

再次使用萬用表調(diào)節(jié)到歐姆檔，20歐檔，接紫色和白色兩個電阻絲電線端子，發(fā)現(xiàn)萬用表顯示無窮大，結(jié)果分析，加熱型氧傳感器電阻絲短路。需更換氧傳感器。

四、常見氧氣傳感器的檢查方法

1、氧傳感器加熱器電阻的檢查

拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40Ω（參考具體車型說明書）。如不符合標準，應更換氧傳感器。

2、檢查氧傳感器有無損壞

拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負表筆良好搭鐵。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中測量反饋電壓，先脫開接在進氣管上的曲軸箱強制通風管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個4-8KΩ的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應上升；突然松開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器己損壞。

實際上，氧傳感器是一個相當耐用的部件，只要燃油質(zhì)量過關，它可以使用3年或更長的時間。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標造成的。