汽車氧傳感器故障維修和使用

作者: 陶屏  2013-03-22 16:31 [查查吧]:m.ytshengsheng.cn

  汽車氧傳感器故障維修和使用,電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的氧傳感器是現(xiàn)代汽車中一個(gè)非常重要的傳感器,用來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中氧的含量或濃度,并根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)輸出一個(gè)信號(hào)電壓,反饋給電腦,從而控制噴油量的大小,它通常安裝在排氣系統(tǒng)中,直接與排氣氣流接觸。

  一、結(jié)構(gòu)及原理

  氧傳感器采用二氧化鋯(一種在有氧氣的情況下能產(chǎn)生小電壓的陶瓷材料)作敏感元件,即在傳感器端部有一個(gè)由二氧化鋯做成的試管狀的套管,傳感器內(nèi)側(cè)通大氣,外側(cè)暴露在排氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣,穿過(guò)裝在排氣歧管中的氧傳感器的端部,與二氧化鋯的外側(cè)接觸??諝鈴膫鞲衅鞯牧硪欢诉M(jìn)入,與套管的內(nèi)側(cè)接觸。套管的內(nèi)外表面覆蓋了薄層多孔鉑(白金)作為電極,內(nèi)表面是負(fù)極,外表面是正極。鉑起催化作用,使排氣中的氧與一氧化碳反應(yīng),減少排氣中的含氧量,提高傳感器的靈敏度。一般在外側(cè)電極表面還有一個(gè)多孔氧化鋁陶瓷保護(hù)層,它可以防止廢氣燒蝕電極,但廢氣能夠滲進(jìn)保護(hù)層與電極接觸。

  氧傳感器的工作原理與干電池相似,傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是:在一定條件下(高溫和鉑催化),利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差,產(chǎn)生電位差,且濃度差越大,電位差越大。大氣中氧的含量為21%,濃混合氣燃燒后的廢氣實(shí)際上不含氧,稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧,但仍比大氣中的氧少得多。

  在高溫及鉑的催化下,帶負(fù)電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多,套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負(fù)離子,兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時(shí),在電極之間產(chǎn)生一個(gè)高電壓(0。6~1V),這個(gè)電壓信號(hào)被送到ECU放大處理,ECU把高電壓信號(hào)看作濃混合氣,而把低電壓信號(hào)看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號(hào),電腦按照盡可能接近14.7:1的理論最佳空燃比來(lái)稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計(jì)量的關(guān)鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(shí)(端部達(dá)到300°C以上)其特性才能充分體現(xiàn),才能輸出電壓。它在約800°C時(shí),對(duì)混合氣的變化反應(yīng)最快,而在低溫時(shí)這種特性會(huì)發(fā)生很大變化。

  二、使用及檢修

  氧傳感器有多種形式,接線有一根、二根或者三根、四根。后兩種是裝有加熱元件的加熱式氧傳感器。使用時(shí)需要按照規(guī)定里程或時(shí)間間隔定期檢測(cè)或更換。新型的能保證行駛8~11萬(wàn)km。檢測(cè)時(shí)有的要求用掃描儀器來(lái)測(cè)量氧傳感器的輸出,有的可用數(shù)字電壓表檢測(cè)輸出電壓信號(hào)隨混合氣濃度變化的情況,以及ECU對(duì)電壓信號(hào)的反應(yīng)。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作溫度時(shí),氧傳感器如不能隨混合氣的濃度輸出相應(yīng)的電壓,則證明已失效需更換。氧傳感器失效會(huì)導(dǎo)致混合氣過(guò)濃或過(guò)稀,產(chǎn)生怠速不穩(wěn)、油耗過(guò)大、排放過(guò)高等故障,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障自診斷系統(tǒng)將點(diǎn)亮汽車儀表板上的發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈,提示要立即檢修。

  氧傳感器失效一般原因有二:

  一是已到使用期限(正常壽命約為11萬(wàn)km);

  二是碳煙、鉛化物、硅膠、機(jī)油等物質(zhì)沉積在氧傳感器上,造成失效。更換氧傳感器時(shí)應(yīng)先用絲錐等工具清除排氣管上安裝螺紋孔內(nèi)的臟物和毛刺,在安裝時(shí)還需用特殊的防粘劑(其中含有石墨和玻璃粉,石墨燒掉后留下玻璃粉在螺紋上易于拆卸)。安裝擰緊力矩為15~25N.m。

  注意:在氧傳感器附近應(yīng)避免使用橡膠潤(rùn)滑劑、皮帶油或者含硅的噴劑。硅化合物會(huì)堆集在傳感器通大氣一側(cè),造成不正確電壓信號(hào),使電腦誤以為是稀混合氣信號(hào),而將混合氣調(diào)整過(guò)淡。使用含鉛汽油則效果正相反,鉛化合物堆集在傳感器通廢氣一側(cè),使電腦誤以為是濃混合氣信號(hào),而將混合氣調(diào)整過(guò)稀。檢測(cè)時(shí)不要用模擬(指針)式電壓表,因其內(nèi)阻小,通過(guò)的檢測(cè)電流足以燒壞傳感器。不要使用電阻

  表,以防輸入檢測(cè)電流燒壞。不要短接二線式氧傳感器兩接柱,或?qū)尉€式的輸出導(dǎo)線接地,以免造成損壞。

  三、桑塔納2000氧傳感器的檢測(cè)

  線路控制原理。氧傳感器有4根導(dǎo)線,兩根白色導(dǎo)線之間是加熱線圈,受油泵繼電器的控制,氧傳感器將信號(hào)電壓通過(guò)黑色和灰色導(dǎo)線送至ECU。油泵繼電器線圈一端接點(diǎn)火開(kāi)關(guān),一端接ECU接腳3,當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON,未起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),ECU控制油泵繼電器只通電1s左右,油泵供油1s左右,為起動(dòng)作準(zhǔn)備;當(dāng)起動(dòng)后,ECU控制油泵繼電器線圈始終通電,此時(shí)油泵繼電器觸點(diǎn)吸合,氧傳感器加熱線圈通電加熱,位于中央接線板的5號(hào)保險(xiǎn)片(20A),即F3串接在加熱線路中。線路檢測(cè)分靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩種。

  1.靜態(tài)檢測(cè)

  檢測(cè)加熱線圈供電電壓(插頭1—2):點(diǎn)火開(kāi)關(guān)0FF,拔下電插,檢測(cè)1—2之間供電電壓,打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)不起動(dòng),供電電壓瞬顯12V,或短時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),供電電壓應(yīng)為12V,否則檢查油泵繼電器線路。

  檢測(cè)加熱線圈阻值(插座1—2):檢測(cè)1—2之間阻值,應(yīng)為0.5~20歐姆,該值與溫度有關(guān)。

  2.動(dòng)態(tài)檢測(cè)

  檢測(cè)氧傳感器信號(hào)電壓(3-4):點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF,插上電插,點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并空載運(yùn)行,檢測(cè)3~4之間信號(hào)電壓應(yīng)在0.2~0.8V之間,并在此區(qū)間內(nèi)擺動(dòng)。

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