氧傳感器故障分析

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1、一、淺談氧傳感器的故障分析與診斷1、氧傳感器在電控發(fā)動機(jī)排放控制中的重要性在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化器對CO、IIC和NOX的凈化能力將急劇下降，故在排氣管小安裝氧傳感器，用以檢測排氣小氧的濃度，并向ECU發(fā)岀反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。2、氧傳感器的種類及氧傳感器在汽車上安裝的重耍性目前，實(shí)際應(yīng)用的氧傳感器有氧化錯(cuò)式氧傳感器和氧化鈦式氧傳感器兩種。而常見的氧傳感器又有單引線、雙引線、三引線及四引線Z分，

2、；單引線的為氧化錯(cuò)式氧傳感器；雙引線的為氧化鈦式氧傳感器；三引線和四引線的為加熱型氧化鉆式氧傳感器，原則上四種引線方式的氧傳感器是不能替代使用的。氧傳感器一旦岀現(xiàn)故障，將使電子燃汕噴射系統(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進(jìn)行反饋控制，會使發(fā)動機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)彖。因此，必須及時(shí)的排除故障或更換。空燃比對排氣屮碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)的含量有很大影響，在空燃比低于14.7：1時(shí)，HC及CO含量降低；如果空燃比高于14.7：1時(shí)，HC及CO含量迅速上升。但是，降低空燃比會導(dǎo)致燃燒

3、溫度升高，排氣中的氮氧化合物(NOX)升高。所以，理想的空燃比應(yīng)在接近14.7：1的很小范圍內(nèi)。另外三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率只有在空氣系數(shù)為1的很小范圍內(nèi)最高。如圖1所示三元催化轉(zhuǎn)化器對發(fā)動機(jī)的排放控制具有極其重要的意義。沒有三元催化轉(zhuǎn)化器就不可能滿足歐洲排放法規(guī)。第二代車載故障診斷系統(tǒng)(OBD-II)具1有對三元催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行故障診斷的功能。圖1三元催化轉(zhuǎn)換效率圖而為了對三元催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行故障診斷，必須在它的前和后各裝一個(gè)氧傳感器(圖2)oMOK?■子或ECU)iMhTianmMta^UHRMeSVrlMwanghepino-SOMNogH3xo

4、m圖2發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的三元催化轉(zhuǎn)化器因其儲氧能力而使后氧傳感器的動態(tài)響應(yīng)與前氧傳感器相比明顯羌，后氧傳感器動態(tài)響應(yīng)曲線的振幅非常小（圖3Q。反Z,如果后氧傳感器信號電壓的波形非常接近前氧傳感器，只不過相位略滯后（圖3b）,則ECU認(rèn)為三元催化轉(zhuǎn)化器效率過低。因此通過觀察前氧傳感器和后氧傳感器的波形就能判斷三元催化轉(zhuǎn)化器是否失效。圖3a正常圖形圖3b非正常圖形3、氧傳感器的故障診斷3.1前氧傳感器信號電壓超出可能范圍氧傳感器信號電壓在空氣過量因數(shù)入二1處發(fā)生階躍。如圖4所示，ECU為氧傳感器提供了一個(gè)450mV電壓。在穩(wěn)定工況下，如果X<

5、1,則氧傳感器信號電壓約為lOOOmV；如果X>1,則此信號電壓約為100mV。如前所述，當(dāng)ECU進(jìn)入閉環(huán)控制后，氧傳感器信號電壓應(yīng)在lOOOmV和100訶之間不斷地波動（圖5小。在加速和減速工況下退出閉環(huán)控制，加速工況卜?混合氣加濃，該信號電壓應(yīng)接近lOOOmV；減速工況下混合氣變稀，該信號電壓應(yīng)按近lOOmVo如果在ECU進(jìn)入閉環(huán)控制后該信號電壓保持低于175mV達(dá)15s,或者在加速工況下該信號電壓保持低于600mV達(dá)15s,則ECU認(rèn)為該傳感器信號電壓偏低，不可信。如果在ECU進(jìn)入閉環(huán)控制后信號電壓保持高于800mV達(dá)15s,或者在減速工況下

6、該信號電壓保持高于llOmV達(dá)15s,則ECU認(rèn)為該傳感器信號電壓偏高，不可信。此時(shí)，在滿足下列條件的情況下ECU將設(shè)置前氧傳感器信號電壓超出可能范圍的故障信息記錄：沒有節(jié)氣門位置傳感器、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、缺火、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、燃油調(diào)節(jié)、噴油器、廢氣再循環(huán)閥位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器和空氣流量傳感器的故障信息記錄。wanabepino-2008.bk>g.163x;om二、圖4氧傳感器電壓輸出特性圖3.2前氧傳感器信號電壓響應(yīng)速度過低如圖5b和圖5c所示，隨著氧傳感器的老化，其信號電壓響應(yīng)速度越來越低，

7、表現(xiàn)為動態(tài)響應(yīng)曲線趨于平緩。在ECU進(jìn)入閉壞控制的情況下，ECU連續(xù)監(jiān)測氧傳感器一段時(shí)間（例如100s）,記錄其信號電壓，每次從低于300mV到高于600niV（混合氣從稀到濃）和從高于600mV到低于300mV（混合氣從濃到?。┨兯?jīng)歷的時(shí)間及跳變的次數(shù)，簡單的說氧傳感器輸出電壓的跳變數(shù)量每10秒鐘變化不少于8次，如達(dá)不到則ECU認(rèn)為該氧傳感器已老化。在此以特別注意：如果缺少以下幾種信號，ECU將設(shè)置前氧傳感器信號電壓響應(yīng)速度過低的故障信息記錄：節(jié)氣門位置傳感器、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、缺火、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、燃油調(diào)節(jié)、噴油

8、器、廢氣再循環(huán)閥位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器和空氣流量傳感器的故障信息記錄。wanghtpirv200eb