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氧传感器单线 汽车氧传感器故障维修和使用

发布时间:2024-10-09 03:10:07

汽车氧传感器故障维修和使用

汽车氧传感器故障维修和使用,电喷发动机控制系统中的氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器,用来监测发动机排气中氧的含量或浓度,并根据所测得的数据输出一个信号电压,反馈给电脑,从而控制喷油量的大小,它通常安装在排气系统中,直接与排气气流接触。

一、结构及原理

氧传感器采用二氧化锆(一种在有氧气的情况下能产生小电压的陶瓷材料)作敏感元件,即在传感器端部有一个由二氧化锆做成的试管状的套管,传感器内侧通大气,外侧暴露在排气中。发动机排出的废气,穿过装在排气歧管中的氧传感器的端部,与二氧化锆的外侧接触。空气从传感器的另一端进入,与套管的内侧接触。套管的内外表面覆盖了薄层多孔铂(白金)作为电极,内表面是负极,外表面是正极。铂起催化作用,使排气中的氧与一氧化碳反应,减少排气中的含氧量,提高传感器的灵敏度。一般在外侧电极表面还有一个多孔氧化铝陶瓷保护层,它可以防止废气烧蚀电极,但废气能够渗进保护层与电极接触。

氧传感器的工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。大气中氧的含量为21%,浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。

在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时,在电极之间产生一个高电压(0。6~1V),这个电压信号被送到ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800°C时,对混合气的变化反应最快,而在低温时这种特性会发生很大变化。

二、使用及检修

氧传感器有多种形式,接线有一根、二根或者三根、四根。后两种是装有加热元件的加热式氧传感器。使用时需要按照规定里程或时间间隔定期检测或更换。新型的能保证行驶8~11万km。检测时有的要求用扫描仪器来测量氧传感器的输出,有的可用数字电压表检测输出电压信号随混合气浓度变化的情况,以及ECU对电压信号的反应。发动机在正常工作温度时,氧传感器如不能随混合气的浓度输出相应的电压,则证明已失效需更换。氧传感器失效会导致混合气过浓或过稀,产生怠速不稳、油耗过大、排放过高等故障,此时发动机故障自诊断系统将点亮汽车仪表板上的发动机警告灯,提示要立即检修。

氧传感器失效一般原因有二:

一是已到使用期限(正常寿命约为11万km);

二是碳烟、铅化物、硅胶、机油等物质沉积在氧传感器上,造成失效。更换氧传感器时应先用丝锥等工具清除排气管上安装螺纹孔内的脏物和毛刺,在安装时还需用特殊的防粘剂(其中含有石墨和玻璃粉,石墨烧掉后留下玻璃粉在螺纹上易于拆卸)。安装拧紧力矩为15~25N.m。

注意:在氧传感器附近应避免使用橡胶润滑剂、皮带油或者含硅的喷剂。硅化合物会堆集在传感器通大气一侧,造成不正确电压信号,使电脑误以为是稀混合气信号,而将混合气调整过淡。使用含铅汽油则效果正相反,铅化合物堆集在传感器通废气一侧,使电脑误以为是浓混合气信号,而将混合气调整过稀。检测时不要用模拟(指针)式电压表,因其内阻小,通过的检测电流足以烧坏传感器。不要使用电阻

表,以防输入检测电流烧坏。不要短接二线式氧传感器两接柱,或将单线式的输出导线接地,以免造成损坏。

三、桑塔纳2000氧传感器的检测

线路控制原理。氧传感器有4根导线,两根白色导线之间是加热线圈,受油泵继电器的控制,氧传感器将信号电压通过黑色和灰色导线送至ECU。油泵继电器线圈一端接点火开关,一端接ECU接脚3,当点火开关ON,未起动发动机时,ECU控制油泵继电器只通电1s左右,油泵供油1s左右,为起动作准备;当起动后,ECU控制油泵继电器线圈始终通电,此时油泵继电器触点吸合,氧传感器加热线圈通电加热,位于中央接线板的5号保险片(20A),即F3串接在加热线路中。线路检测分静态检测和动态检测两种。

1.静态检测

检测加热线圈供电电压(插头1—2):点火开关0FF,拔下电插,检测1—2之间供电电压,打开点火开关不起动,供电电压瞬显12V,或短时起动发动机,供电电压应为12V,否则检查油泵继电器线路。

检测加热线圈阻值(插座1—2):检测1—2之间阻值,应为0.5~20欧姆,该值与温度有关。

2.动态检测

检测氧传感器信号电压(3-4):点火开关OFF,插上电插,点火开关ON,起动发动机并空载运行,检测3~4之间信号电压应在0.2~0.8V之间,并在此区间内摆动。

以上就是关于汽车氧传感器故障维修和使用的介绍,希望对你有所帮助。

氧传感器工作原理与案例实战

氧传感器是电喷发动机中一个非常重要的部件,它的信号是电脑对空燃比进行闭环控制不可缺少的依据,由于它的功能及工作原理比较独特,所以掌握氧传感器的性质,对维修人员诊断电喷发动机的故障是有非常重要的意义的。

首先我们应当清楚,氧传感器探测的是混合气的浓度,但它并不是直接探测混合气,而是探测混合气燃烧后的废气中的氧分子含量,从而间接地得到当前混合气的浓度。

氧传感器其实就是一个低电压,低电流的小电池,当它的内外表面所接触的氧分子角度不同时,便形成一个电位差,它的外表面伸入排气管中直接与发动机排气相接触,它的内表面与大气接触,大气中氧分子的浓度是不变的。而排气中氧分子的浓度是随混合气浓度的变化而变化的。当混合气的实际空燃比高于理论空燃比(14.7,即稀混合气)时,废气中剩余的氧分子浓度相对较高,这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小,只能输出大约0.1V的电压;而当混合气的实际空燃比小于理论空燃比(即混合气)时,废气中剩余的氧分子非常少,这时氧传感器内外表面氧分子浓度相差较大,可以输出大约1.0V左右的电压。

这样,电脑就可以通过氧传感器输出的信号了解当前混合气浓度相对于理论值的微小偏差,于是根据这个信号相应调整喷油器的通电时间,以弥补这个微小偏差,从而提高了控制的精度。这即是所谓的问环控制。

电喷轿车所采用的氧传感器大致分为单线、三线及四线等几种形式,区别只在于三线或四线的氧传感器中多了一个加热装置,作用是为了使氧传感器尽快达到工作温度(400-800℃)。

实践证明,利用氧传感器输出电压可随混合气的角度变化而变化的特性,可以帮助我们诊断一些燃油或空气甚至机械部分的故障,但前提是氧传感器及控制系统功能必须完好。

检查步骤:

1.检查氧传感器加热器电阻。

拔下氧传感器插头,用万用表电阻档测量传感器侧1、2号插头间的电阻值,具体标准应查阅具体车型的维修手册,但一般来说,应在4~40之间,如果不符合标准值,应更换氧传感器。

2.检查氧传感器反馈电压。

查阅所测车型的维修手册,找氧传感器信号线,用电线中的铜丝插入相应手术的插孔。然后插好插接器,用万用表直流电压档测量铜丝对负极的电压。注意必须使用数字式万用表,并且铜丝绝对不能搭铁,否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动机并使水温达到至少80℃,使发动机多次达到2500r/min后使发动机转速保持2500r/min,并观察万用表显示的电压,电压值应在此0.1-1.0V之间迅速跳动,在10S之内电压应在0.1-1.0V之间变化至少8次,若电压变化比较缓慢,不一定就是氧传感器或反馈控制系统有故障,可能是氧传感器表面被积碳覆盖而灵敏性降低。这时可使发动机高速运转几分钟以清除积碳,然后再观察氧传感器信号电压是否符合规定,如仍不符合规定,则进行下一步检查。

3.检查氧传感器是否损坏。

拔开插接器,使氧传感器和控制单元分离,万用表测量信号输出端对负极的电压。这时人为地拔下一根进气管上的真空管,形成稀混合气,此时电压应下降;而当拔下油压调节器真空管,并用手堵住以形成浓混合气时,电压应当上升。如果这时氧传感器本身没有故障,故障在电脑或线路以及燃油、空气、机械方面。应该首先检查燃油、空气及机械部分的故障,这里面的影响是很奥妙的,需要大家动脑思考。比如空气系统漏真空。这时排气中氧分子浓度变大,氧传感器输出低电压,电脑便认为混合气稀,发出指令向浓的方向调整,但无论如何也弥补不了漏进系统的大量空气,所以氧传感器就会一直显示0.1-0.3V的低电压;再比如油压调节器出现故障导致油压过高,会使排气中氧分子含量减少。氧传感器输出高电压,表示混合气过浓,电脑便减少喷油时间,但氧回溃系统的调整是微量的,无法弥补油压过高造成的混合气过浓;所以氧传感器总显示0.6-0.9的高电压。其它情况还有很多,比如缺缸造成的影响等等。

总而言之,氧传感器在电喷发动机中扮演着重要角色,只要我们在修车过程中勤于动脑,它就会是我们修车的好帮手。

故障实例:

【车辆信息】奥迪A6 2.0轿车

【故障现象】怠速不稳,冒黑烟,费油。

【故障分析】用大众公司专用故障诊断仪V.A.G1551读取数据,没有存储故障码,但显示氧传感器无反馈电压。该车不久前因同样故障在其修理厂更换了氧传感器,所以氧传感器本身肯定没有问题,故障应该在反馈电路或电脑本身。利用数字式万用表从氧传感器插头测量氧传感器反馈电压,始终处于0.9V以上,说明当前混合气偏浓,但为何V.A.G1551无法反映电压呢?只能是氧传感器信号反馈部分有故障。于是测量传感器到电脑信号线的电阻值及其与搭铁的电阻值,没有发现异常。最后,疑点落在控制单元本身上,拆下位于乘客脚窝处的电脑,打开保护盖,发现电路板有明显烧蚀,更换后故障被排除。事后分析,烧蚀部分可能正好是具有接收氧传感器信号功能的部分。

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