2011年豐田凱美瑞氧傳感器B1S2電路電壓低

黑龍江/于永

車型：2011年豐田凱美瑞，配置2AZ發(fā)動(dòng)機(jī)。

行駛里程：190000km。

故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。

故障診斷：該車發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，在A修理廠檢測到空燃比A/F傳感器損壞，更換了原廠A/F空燃比傳感器，還用吊瓶方案清洗了三元催化器。但沒多久發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈又點(diǎn)亮，在B修理廠檢測到下游氧傳感器B1S2故障，為此又更換了一支品牌下游氧傳感器。然而僅行駛百余公里發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈再一次點(diǎn)亮，返回B修理廠檢查又是氧傳感器B1S2故障，對此B修理廠懷疑三元催化器可能處于堵塞狀態(tài)導(dǎo)致后氧傳感器探測不到尾氣，建議清洗三元催化器。因車主不信任該車又來我廠檢修。除上述經(jīng)過車主還表示該車行駛里程多未曾保養(yǎng)過發(fā)動(dòng)機(jī)，并且當(dāng)前該車存在加速遲緩現(xiàn)象，希望深度保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

對此首先使用道通905診斷儀檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，查詢到故障碼：P0137 氧傳感器電路電壓缸組1，傳感器2，如圖1所示。然后為其制定維修保養(yǎng)計(jì)劃，考慮到汽車后市場中配件質(zhì)量等級(jí)復(fù)雜，為其制定了維修保養(yǎng)計(jì)劃包括：更換原廠下游氧傳感器B1S2，清洗節(jié)氣門，清洗燃燒室，更新火花塞，更新燃油濾清器。此外應(yīng)車主要求浸泡清洗三元催化器。對該車實(shí)施保養(yǎng)維修之后路試發(fā)動(dòng)機(jī)加速順暢，但是發(fā)現(xiàn)氧傳感器B1S2信號(hào)電壓一直保持0.035V，如圖2所示，這樣上路行駛還得報(bào)故障碼P0137。

┃ 圖3 空燃比控制示意圖

┃ 圖4 電路圖

關(guān)于故障碼P0137：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECM不斷進(jìn)行空燃比反饋控制，以使（A/F）空燃比傳感器輸出顯示接近理論空燃比數(shù)值。在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)狀態(tài)下行駛，ECM進(jìn)行主動(dòng)空燃比控制，主動(dòng)空燃比控制期間ECM強(qiáng)制將空燃比調(diào)節(jié)過淡或過濃持續(xù)15～20s，如圖3所示。在主動(dòng)空燃比控制期間加濃控制時(shí)，氧傳感器B1S2輸出電壓等于小于0.21V，ECM判定為傳感器異常，并設(shè)定故障碼P0137。

目前導(dǎo)致氧傳感器B1S2電路電壓低可能的原因還有：氧傳感器B1S2傳感器信號(hào)線路 E與ECM EX1B、B1S2 OX與ECM OX1B之間的導(dǎo)線斷路；

氧傳感器B1S2 傳感器信號(hào)線路E與ECM EX1B、B1S2 OX與 ECM OX1B之間的導(dǎo)線對地短路；

ECM 故障；

實(shí)際空燃比過稀。

首先檢查傳感器B1S2線路狀態(tài)，為此使用萬用表200Ω電阻擋測量E-EX1B、OX-OX1導(dǎo)線電阻，如圖4所示，測量值均小于1Ω。使用2MΩ電阻擋測量E-EX1B、OXOX1B對地電阻，測量值均大于2MΩ。可見氧傳感器B1S2與ECM之間的線路正常。

接下來檢查ECM ，使用節(jié)氣門電位計(jì)模擬氧傳感器B1S2信號(hào)電壓，將電位計(jì)信號(hào)端連接到ECM OX1B，萬用表設(shè)置到2V電壓擋也連接到ECM OX1B，調(diào)節(jié)電位計(jì)輸出，使其輸出安全電壓值，例如萬用表測量值為0.476V，同時(shí)ECM氧傳感器缸組1，傳感器2測量值為0.485V，可見萬用表的測量值與ECM的測量值相接近，由此判斷ECM正常。

┃ 圖5 原測量值

檢測至此幾乎可以斷定該車實(shí)際空燃比過稀，稀空燃比狀態(tài)的排氣中剩余氧氣過多，氧傳感器B1S2固體電解質(zhì)內(nèi)外兩側(cè)氧濃差減小，而輸出低電壓。因此使用尾氣分析儀檢測該車實(shí)際空燃比，測得的空燃比值A(chǔ)FR為16.3/1（如圖5所示），該值偏離于理論空燃比值14.7/1較大，空燃比過稀，氧氣含量O2值可直觀地反映空燃比狀態(tài)，氧氣O2測量值顯示為2.6%，理論空燃比狀態(tài)下的剩余氧氣含量在0.5%以下，由此可見該車剩余氧氣過多，導(dǎo)致剩余氧氣過多的原因就是稀空燃比。

ECM不斷進(jìn)行空燃比反饋調(diào)節(jié)，以使空燃比傳感器A/F測量值接近理論空燃比數(shù)值，空燃比傳感器A/F數(shù)值代表實(shí)際空燃比，ECM參考空燃比傳感器A/F數(shù)值修正空燃比，無論調(diào)節(jié)出什么樣的空燃比都只是與空燃比傳感器A/F相關(guān)，為其重新更換空燃比A/F傳感器。在安裝新的空燃比傳感器之后測得的空燃比AFR 值為14.4%，剩余氧氣含量為0.2%（如圖6所示），顯然這比測量值16.3%更接近理論空燃比值。

┃ 圖6 更換新空燃比傳感器的測量值

這時(shí)的氧傳感器數(shù)值為0.820V（如圖7所示）。

┃ 圖7 氧傳感器數(shù)值

┃ 圖8 氧傳感器

后來我對氧傳感器實(shí)物（如圖8所示）和數(shù)值進(jìn)行比較，首先看到空燃比傳感器的品牌標(biāo)識(shí)和豐田品牌沒有半點(diǎn)關(guān)系，當(dāng)然如果沒有診斷出故障這是無法發(fā)現(xiàn)的。它輸出的數(shù)值如下：2.801、2.965、3.105、3.465、3.487，性能符合的氧傳感器數(shù)值如下 3.106 3.191 3.296 3.237 3.244。比較發(fā)現(xiàn)原廠氧傳感器B1S2最小值到最大值的幅度很大，但這似乎并沒有達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元對空燃比傳感器信號(hào)故障判斷尺度，并且發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元還據(jù)此調(diào)節(jié)出稀空燃比，因?yàn)橄】杖急葘?dǎo)致剩余氧氣含量過多，氧傳感器固體電解質(zhì)內(nèi)外兩側(cè)氧濃差減小，B1S2輸出只有0.035V的低電壓。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)行主動(dòng)空燃比調(diào)節(jié)時(shí)，空燃比加濃控制時(shí)ECM發(fā)現(xiàn)氧傳感器B1S2未能超過0.21V，因此設(shè)置故障碼 P0137。