汽車氧感測器的作用及氧感測器故障實例分析
[導讀]前言汽車給人們的生活帶來了很大的便利，但是汽車尾氣又污染了我們的生活環境。隨著汽車排放法規的出台，能夠有效減排的汽車氧感測器就這樣產生了。汽車氧感測器的作用是使發動機得到最佳濃度的混合氣，從而達到降低
前言
汽車給人們的生活帶來了很大的便利，但是汽車尾氣又污染了我們的生活環境。隨著汽車排放法規的出台，能夠有效減排的汽車氧感測器就這樣產生了。汽車氧感測器的作用是使發動機得到最佳濃度的混合氣，從而達到降低有害氣體的排放量和節約燃油之目的。本文介紹汽車氧感測器的作用並結合實例對汽車氧感測器故障作出分析。
1、汽車氧感測器的作用
汽車氧感測器的作用是測定發動機燃燒後的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，並把氧氣含量轉換成電壓信號傳遞到發動機計算機，使發動機能夠實現以過量空氣因數(λ=1)為目標的閉環控制;確保三效催化轉化器對排氣中的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三種污染物都有最大的轉化效率，最大程度地進行排放污染物的轉化和凈化。
汽車氧感測器用於檢測進入三元催化轉換裝置的排氣氣體狀態，是使用三元催化轉換裝置發動機上必不可少的感測器。發動機的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降。所以為了使裝有三元催化轉換裝置的發動機達到最佳的排氣凈化性能，必須把混合氣的空燃比控制在理論空燃比附近很窄的範圍內。目前已在汽車上使用的氧感測器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。
2、汽車氧感測器在電動汽車中的作用
氧感測器隨時檢測排氣中的氧濃度，並隨時向微機控制裝置反饋信號。微機則根據反饋來的信號及時調整噴油量(噴油脈寬)，如信號反映混合氣較濃，則減少噴油時間;反之，如信號反映較稀，則延長噴油時間。從而使混合氣的空燃比始終保持在理論空燃比始終保持在理論空燃比附近。這就是燃料閉環控制或稱燃料反饋控制。
常用的氧感測器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。以氧化鋯式為例，正常情況下當閉環控制時氧感測器的電壓信號大約在0至1 V之間波動，平均值約450 mV。當混合氣體濃度稍濃於理論空燃比時，氧感測器產生約800 mV的高電壓信號;當混合氣濃度稍稀於理論空燃比時，氧感測器產生接近100 mV的低電壓信號。因此可以說，氧感測器是一個隨時向微機反饋空燃比信息的「通信員」。
3、汽車氧感測器檢測
發動機ECU監視氧感測器信號並根據氧感測器信號電壓調節供油量。如果氧感測器信號有異常，則設置故障碼。在檢修氧感測器時需要注意的是主氧感測器的電壓值在0.1V~0.9V之間變化，副氧感測器的電壓值在0.5V~0.7V之間波動。氧感測器信號有異常並不一定是氧感測器的故障。不要盲目地就更換氧感測器。檢查氧感測器信號電壓或波形是否正常是這類故障判斷的關鍵。應該先用示波器觀察氧感測器信號波形，當發動機燃燒濃混合氣時氧感測器電壓能達到0.8V以上，當發動機燃燒稀混合氣時氧感測器電壓能下降到0.2V以下，則可確定氧感測器的性能良好。
汽車氧感測器故障實例分析
在實踐修理中，會經常遇到關於氧感測器的故障例子，下面就結合自己在工作中遇到的一個案例，介紹氧感測器故障的檢測與維修方法。
3.1 故障現象
一輛豐田LEXUS LS400轎車，已經跑了10萬多公里，車主反映車子加速沒有以前順暢，松油門時怠速有輕微的振動，發動機故障燈時亮時不亮，油耗也明顯增加。於是來到我廠進行檢測、維修。
3.2 故障檢測與診斷
我接到車後根據車主反映的情況，先對車進行了初步的檢查。進行自診斷，讀取故障碼。故障代碼顯示為混合氣過濃或過稀，從而得到大概的故障部位在進氣系統、燃油供給系統、點火系統。可能的主要故障部件為空氣流量計、水溫感測器、節氣門位置感測器、油壓調節器、點線圈、高壓線、火花塞及氧感測器。本著先易後難的原則逐一進行檢測，推斷故障所在。
因為空氣流量計、水溫感測器、節氣門位置感測器都有一個確定的故障碼，如有問題，都會被控制單元記錄下來，會有故障碼讀出，根據故障自診斷情況，這些部件都沒有故障代碼，基本可以確定上訴部件沒有故障。而氧感測器是受其它因素影響較多的元件，應該先檢測其它的元件，最後檢查氧感測器。
a) 進氣系統的檢修
進氣系統中最常見的故障是空氣濾清器堵塞，這會引起進氣量不足，使可燃混合氣過濃而引起發動機加速無力，油耗增加等等故障現象。拆開檢查後，發現有點臟，但不太嚴重，把它吹乾凈後裝回，起動發動機，測量怠速進氣歧管真空度，測得為62kPa。符合要求。說明進氣系統密封良好，發動機密封性正常。排除了發動機機械故障的可能性。
b) 燃油供給系統檢修
如果燃油壓力過高或過低，噴油器工作不良，都會引起上述故障。用汽油壓力表測量燃油壓力怠速為225kPa。停車後短接電動汽油泵兩檢查端子Fp和+B6，測得的靜態油壓為304kPa，5分鐘後燃油系統的保持壓力為196kPa。說明電動汽油泵工作良好，噴油器無泄漏。拆下噴油器台試，噴油量和噴油狀況都沒問題，故障也不在此。
c) 點火系統檢修
點火系統工作不正常會引起燃燒不充分，發動機動力下降，油耗增加。拆下火花、分缸線、分火頭、高壓線圈進行檢查，發現除了鉑金火花塞有點黑和電極燒蝕外，其它的都在技術要求的範圍之內。車輛行駛了10多萬Km，火花塞燒蝕不足為奇，但發黑則為燃燒不充分或混合氣過濃引起。再進一步檢查發現，8個火花塞都是一樣，很均勻，這就可能是發動機噴油量控制不好而引起的問題了。
d) 氧感測器的檢修
根據電路圖，斷開發動機ECU與氧感測器的聯接，對氧感測器進行檢測，測量左右兩邊的主氧感測器加熱元件的電阻，都在5.1~6.3Ω之間，沒有問題，接著測量ECU端子HTL和HTR對搭鐵的電壓在9~14V之間，也沒有問題。只有檢查氧感測器的工作情況了。按要求裝好拆下的拆下的部件，起動發動機，並熱車到正常的工作溫度，連接診斷插座上的E1和te1端子，用萬用表的正極表棒連接到插座的VF1和VF2端子，負極表棒連接到E1，高怠速(2500r/min)運轉2分鐘以加熱氧感測器，然後將發動機速保持在2500r/min。分別計算電錶在0~5V之間的波動次數(正常應在每10秒內波動8次左右)，測得的波動次數為零。始終保持在0V，問題可能是氧感測器信號問題。再測量端子OX1、OX2端子跟E1之間的電壓在0.5V以下，只有0.1~0.2V(正常應在0.5V以上)，這就說明氧感測器不工作，問題終於找到了。由於氧感測器不能正常地把信號反饋給發動機ECU，不能對噴油器的噴油肪寬進行控制和修正，產生混合氣過稀、過濃現象，導致出現了前訴問題。最後更換2個氧感測器和火花塞後，試車故障再也沒有出現。
結語
氧感測器的作用是測定發動機燃燒後的排氣中氧是否過剩，最大程度地進行排放污染物的轉化和凈化。由於氧感測器安裝在高溫的排氣管上,工作環境惡劣,時間長了就會造成其輸出信號不準確,所以氧感測器到一定時間必須進行檢查,否則燃油控制系統也得不到精確的控制。
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