汽车发动机氧传感器常见故障及诊断方法(2)
2.1 ZrO2氧传感器的检测
常见的氧化锆传感器故障是表面被含铅或含碳物质覆盖,导致气体不可渗透并且氧离子不会扩散而失效。当故障灯报警时,在读取故障代码后,有必要进行诊断,因为氧传感器报警并不一定意味着传感器故障,影响其报警信号的因素可能是:进气系统密封性能;排气系统是否堵塞;点火系工作状况;喷油器工作状况;供油系统油压高低。因此,在维护过程中,出现氧传感器报警信号,应该通过计算机和人脑对故障进行全面分析,正确判断和合理修复。
研究氧化锆氧传感器的特性曲线知道:当空燃比保持在14.7时,信号参考电压为0.4 V~0.5 V;当空燃比小于14.7时,电压值将逐渐增加到0.8 V~1.0 V,表明混合物过浓;当空燃比大于14.7时,电压值将逐渐降低至约0.2 V,表明混合物太稀。这是判断氧传感器是否有故障的重要依据。诊断方法如下所示。
2.2 TiO2氧传感器的检测
二氧化钛传感器的工作原理:二氧化钛型传感器内有一个可变电阻器,可变电阻器的电阻根据周围混合物的浓度而变化。它的工作原理是改变电压并将电阻上的电压发送到控制单元。随着混合物的浓度周期性变化,二氧化钛的电阻也相应地改变。当混合气体稀薄时,氧气浓度高,二氧化钛的电阻大,输出到控制单元的电压低。当混合气体较浓时,氧气浓度低,二氧化钛的电阻小,并且到控制单元的输出电压信号高;在冷启动发动机之后,二氧化钛型氧传感器通常立即向控制单元提供令人满意的信号。这在发动机热车期间提供了更好的空燃比控制。
(1)测加热器电阻。使用数字万用表的欧姆档测量氧传感器的加热电阻。首先,拔下氧传感器的线束接头,测量氧传感器两端之间的电阻。一般应该是5~7,如果太大,说明加热器电阻已经损坏。
(2)检查氧传感器和加热器的电源电压。打开点火开关,用万用表电压档测量传感器的电源电压,通常其值为1 V。测量加热器的电源电压,其标准值为12 V。
(3)测氧传感器的反馈电压。打开点火开关启动发动机,并以怠速运转。测量其值应在0.2 V~0.8 V内变动。当发动机转速增加时,电压值应为0.6 V~1.0 V。否则应更换氧传感器。
(4)动态测试。在发动机完全预热时,拔下燃油压力调节器真空软管。插入进气歧管使混合物更浓(空燃比降低)。在怠速状态下,测量电子控制单元ECU连接器的端电压,氧传感器上的电压值应大于0.5 V,否则应更换氧传感器。
2.3 根据外观判断故障
通过观察氧传感器顶面的颜色,普通氧传感器的颜色应为浅灰色。还可以判断氧传感器是否被过量的碳沉积,铅中毒和硅中毒损坏。
(1)顶端工作面呈白色。这是“硅中毒”引起的传感器失效。
(2)顶端工作面呈棕色。“铅中毒”引起的就是这种颜色。氧化钛型氧传感器和氧化锆型氧传感器都害怕铅化合物和废气中的碳化物的污染和粘附。如果汽车使用含铅汽油或发动机“燃烧油”,由于含铅和含碳化合物的附着,氧传感器的电压信号的突然变化立即失准,并且响应速度在10秒内减少到小于8次。且有报警提示,此时应更换氧传感器。
(3)如果发动机排气中有更多的烟雾和碳沉积物,氧气传感器顶部会留下黑色碳沉积物。
传感器电极中毒带来了新的研究课题。一方面,可以使用新的电极材料,例如IrO2电极、In2O3电极和掺杂有这种材料的Pt电极;另一方面,电极受到保护,例如喷保护层。
2.4 用LED检查氧传感器
LED的两极分别连接到信号输出端和接地端。当氧传感器工作时,在每个集中循环中,当信号电压大于发光二极管的导通电压(0.6 V到0.7 V)时,是正常的,LED会亮起一次;如果LED始终不亮,则混合物太稀;如果LED一直亮着,混合物太浓了;如果LED长时间亮起或未点亮,则氧传感器损坏。
当氧传感器长时间工作,如果又有积炭或汽油中含有铅元素,在氧传感器外壁上就会覆盖一种灰白色的物质,造成氧传感器工作性能及测量精度下降,此时不一定非要更换新的氧传感器,可以进行还原氧传感器。采取方法:将齿轮悬挂在一档并将油门踏板踩到底驱动车辆,行驶速度升高后再松开油门,并进行多次,也可以取下氧传感器并将其与氧气喷枪对准,直到它被烧成白色。
[1]黄康群.汽车氧传感器电路特性及故障原因的分析与检修[J].广西轻工业,2008,12:34-35
[2]刘卉.基于空燃比控制系统的氧传感器故障诊断研究[D].南京:东南大学,2009
文章来源:《电子元件与材料》 网址: http://www.dzyjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0222/481.html
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