盯紧氧传感器 诊断电喷发电机故障

聂永涛　樊少军

摘要：主要介绍了氧传感器在汽车发动机中的作用、分类、工作原理，如何检测氧传感器控制系统的正常工作的步骤并通过实例说明利用氧传感器排除故障的一般方法。

关键词：氧传感器；电喷发动机；故障

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOX的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

目前，实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分；单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

由于氧传感器的信号是电脑对空燃比进行闭环控制不可缺少的依据，氧传感器探测的是混合气的浓度，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，间接地得到当前混合气的浓度。所以，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。这即是所谓的闭环控制。

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，检查步骤如下：

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0.6～0.9V的高电压。其它情况还有很多，比如缺缸造成的影响等等。

下面介绍一个利用氧传感器排除故障的实例：

故障现象：一辆奥迪A6 2.0轿车怠速不稳，冒黑烟，耗油量大。

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。故障肯定在控制单元本身。

故障排除：拆下位于乘客脚窝处的ECU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。说明烧蚀部分正好是具有接收氧传感器信号功能的部分。