摘要：汽車中普遍裝有氧傳感器，也是汽車傳感器中的易損件。依據(jù)氧傳感器的特性，能及時(shí)合理的找出故障所在。BOSCH公司所生產(chǎn)的氧傳感器被廣泛用在國(guó)內(nèi)外很多車型上，其氧傳感器有四引線和六引線等多種類型。依據(jù)不同類型的氧傳感器，其檢測(cè)方法也略有差異，文章主要對(duì)氧傳感器的故障分析及故障排除進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：四引線氧傳感器；雙氧傳感器；故障；檢查

中圖分類號(hào)：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—8937（2012）23—0111—02

目前，汽車上普遍裝有氧傳感器。氧傳感器裝在汽車排氣管道內(nèi)，用它來檢測(cè)廢氣口的氧含量。因而可根據(jù)氧傳感器所得到的信號(hào)，把它反饋到控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)控制，來微調(diào)燃料的噴射量，使A/F控制在最佳狀態(tài)，既大大降低了污染，又節(jié)省了能源。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車大多數(shù)使用為單雙線、三線單氧傳感器，而四、六線氧傳感器及雙氧傳感器在國(guó)外汽車中已普遍采用。文章主要介紹比較少見四線、雙氧傳感器的故障分析與排除。

1 故障現(xiàn)象

一輛2005年產(chǎn)型號(hào)為DC7164D 標(biāo)致307轎車，行駛98 000 km，其發(fā)動(dòng)機(jī)排放故障燈常亮，且日常行車油耗過高，加速無力。

2 故障分析

接車后，連接標(biāo)致專用故障診斷儀，調(diào)取發(fā)動(dòng)機(jī)故障代碼，顯示為氧傳感器故障?？蛻舴从?，曾經(jīng)在80 000 km時(shí)，更換過氧傳感器，但是行駛18 000 km后，故障依舊。

查看標(biāo)致307電噴系統(tǒng)資料得知：307轎車采用雙氧傳感器系統(tǒng)。其氧傳感器編號(hào)：上游氧傳感器為L(zhǎng)SF4.2（BOSCH），如圖1所示，下游氧傳感器也為L(zhǎng)SF4.2（BOSCH），兩者皆為加熱型氧化鋯式氧傳感器。

上游氧傳感器置于排氣歧管上，催化器入口處，它持續(xù)向計(jì)算機(jī)發(fā)出電壓信號(hào)，該信號(hào)代表排放氣體的氧含量。計(jì)算機(jī)分析這個(gè)電壓值并借此調(diào)整噴射時(shí)間。

濃混合氣：傳感器電壓從0.6～0.9 V。

稀混合氣：傳感器電壓從0.1～0.3 V。

內(nèi)部再加熱裝置可使其快速達(dá)到工作溫度，即通常情況下為350℃以上，該溫度可在15 s達(dá)到。

加熱電阻是由計(jì)算機(jī)借助氧傳感器溫度控制終端中的進(jìn)位信號(hào)末端控制的。

為使排氣溫度達(dá)到800℃以上，氧傳感器的調(diào)控臨時(shí)中斷。

下游氧傳感器位于催化器之后，并用于校核催化器的效能。

下游氧傳感器的各項(xiàng)特性及其再加熱裝置與上游氧傳感器相同，如圖2所示。

計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)分析由下游氧傳感器發(fā)出的電壓信號(hào)，這個(gè)電壓值反映了從催化器出口排出氣體的氧含量。

由上游氧傳感器和下游氧傳感器發(fā)出的電壓信號(hào)有所錯(cuò)開，是因?yàn)榕欧艢怏w在抵達(dá)下游氧傳感器之前要通過催化器。

對(duì)于另一個(gè)新的催化器，其化學(xué)反應(yīng)在理論上是完全充分的，氧在化學(xué)反應(yīng)中被充分利用，而從催化器出口排出的微量氧轉(zhuǎn)換成電壓值在0.5～0.7 V為下游氧傳感器臨界值，以上值發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)。

實(shí)際情況是：盡管催化器狀態(tài)良好其表現(xiàn)出的信號(hào)仍會(huì)有輕度波動(dòng)，而后隨時(shí)間推移催化器功能下降。根據(jù)該電壓信號(hào)計(jì)算機(jī)分析催化器的功效和燃燒質(zhì)量，既此推斷是否需要調(diào)整混合氣來改善上述情況。

標(biāo)致307所采用的氧傳感器為四引線加熱型氧化鋯式，其接線定義分別為：

①內(nèi)部加熱元件電源，只要點(diǎn)火開關(guān)接通，就會(huì)持續(xù)施加12 V電壓。

②加熱元件接地。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）向加熱型氧傳感器的加熱器控制電路提供脈寬調(diào)制（PWM）的接地電壓，以此控制傳感器的預(yù)熱速度。

③發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）的傳感器信號(hào)。

④傳感器接地。

LSF4.2氧傳感器測(cè)量是采用能斯脫（Nernst）原理，通過將排氣中的氧含量與參考?xì)怏w（外部空氣）的氧含量進(jìn)行比較來測(cè)量。排氣中的氧分子聚積在外電極上，參考?xì)怏w中的氧分子聚積在內(nèi)電極上。從而，在能斯脫單元兩端的兩個(gè)電極之間形成一個(gè)電壓差，該電壓差就是提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）的信號(hào)電壓。

分別拔下上游及下游氧傳感器線束插頭，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量氧傳感器接線端中1～4間電阻，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)氧傳感器電阻均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)范圍為4～40 Ω）。從上游氧傳感器3端子處引出一條細(xì)導(dǎo)線，然后插好線束插頭，將發(fā)動(dòng)機(jī)熱車至正常工作溫度，將萬(wàn)用表負(fù)表筆接蓄電池負(fù)極，正表筆接氧傳感器線束插頭上的引出線，讓發(fā)動(dòng)機(jī)以2500 r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢查電壓表指針擺動(dòng)情況。在正常情況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45 V上下不斷變化，且10 s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。測(cè)得上游氧傳感器反饋電壓變化次數(shù)明顯過少，而用同樣方法測(cè)得下游氧傳感器則工作正常。

通過以上分析可知，上游氧傳感器工作異常。而由于標(biāo)致307是采用雙氧傳感器，須根據(jù)上游及下游氧傳感器傳回的參數(shù)對(duì)比分析，給出閉環(huán)控制信號(hào)，并且由上、下游氧傳感器的參數(shù)差檢測(cè)控制三元催化器的工作狀態(tài)，所以出現(xiàn)了文章開頭所提的發(fā)動(dòng)機(jī)排放故障燈常亮和油耗明顯增高，加速無力的現(xiàn)象。

從排氣管上拆下上游氧傳感器，發(fā)現(xiàn)上游氧傳感器頂尖為黑色（見圖3），因此判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)積碳所造成。但是，該款BOSCH LSF4.2氧傳感器帶自加熱，正常使用很少出現(xiàn)積碳情況。

再次詢問車主得知，車主由于前幾天出差外地，路上停車加油發(fā)現(xiàn)加油站無93#汽車，于是加了90#汽油。而標(biāo)致307規(guī)定用油為93#以上，且由于該車行駛里程數(shù)較長(zhǎng)，從未做過發(fā)動(dòng)機(jī)積碳清理工作所導(dǎo)致。

3 故障排除

將該車做了次發(fā)動(dòng)機(jī)積碳清理，重新裝上兩個(gè)氧傳感器，熱車10 min后，故障排除，各項(xiàng)性能恢復(fù)正常。

綜上所述，在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)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，三元催化劑對(duì)CO、HC和氮氧化合物的凈化能力將急劇下降，造成發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制燈報(bào)警。故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號(hào)，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。而且氧傳感器一旦出現(xiàn)故障，將使電子燃油噴射系統(tǒng)的電腦不能正確得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振、加速不良、油耗增加等故障現(xiàn)象。因此，必須及時(shí)地排除故障或更換。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董輝.汽車電子技術(shù)與傳感器[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1995.

[2] 關(guān)文達(dá)，王耀斌.汽車修理工[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2002.