摘 要：汽車行業(yè)是目前在國(guó)際上應(yīng)用傳感器最大的市場(chǎng)之一，而氧傳感器申報(bào)的專利數(shù)，居汽車傳感器的首位。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)，來(lái)微調(diào)燃料的噴射量，使A/F控制在最佳狀態(tài)，既大大地降低了排污量，又節(jié)省了能源。

關(guān)鍵詞：氧傳感器； 故障； 檢查

中圖分類號(hào)：TP212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）10-179-001

汽車氧傳感器是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的傳感部件，主要用于控制汽車尾氣排放、降低汽車對(duì)環(huán)境污染、提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油燃燒質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用的氧傳感器課分為三種，即氧化鋯式氧傳感器、氧化鈦式氧傳感器和新型寬帶氧傳感器；按引線多少可以分為單引線氧化鋯式氧傳感器、雙引線氧化鈦式氧傳感器和三根引線氧化鋯式加熱型和非加熱型氧傳感器。

一、氧化鋯式氧傳感器的構(gòu)造和工作原理

氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測(cè)量各類加熱爐或排氣管道中的氧電勢(shì)，由化學(xué)平衡原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氧濃度，達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制爐內(nèi)燃燒空燃比，保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達(dá)標(biāo)的測(cè)量元件，均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上。用來(lái)控制汽車尾氣排放、降低汽車對(duì)環(huán)境污染、提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油燃燒質(zhì)量。氧傳感器有個(gè)二氧化鋯（一種陶瓷）制造的元件，其里外都鍍有一層很薄的白金。陶瓷化鋯體在一端用鍍薄鉑層來(lái)封閉。后者被插到保護(hù)套中，并安裝在一個(gè)金屬體內(nèi)。保護(hù)套起到進(jìn)一步保護(hù)作用，并使傳感器得以安裝到排氣歧管上。陶瓷體外部暴露在排氣中，而內(nèi)部與環(huán)境大氣相通。

氧傳感器在低溫時(shí)有很高的電阻，會(huì)導(dǎo)致電流不能通過(guò)；但高溫時(shí)，由于空氣中和廢氣中氧的濃度差異，氧離子卻能通過(guò)這個(gè)元件，這就產(chǎn)生了電位差，再利用白金將其放大。且濃度差越大，電位差越大。如果混合氣濃，傳感器產(chǎn)生相對(duì)較強(qiáng)的電壓（約0.9伏）。相反，如果混合氣稀，大氣和廢氣之間氧濃度差很小，傳感器也就只產(chǎn)生相對(duì)較弱的電壓（約0.1伏）。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NOX的凈化能力將急劇下降，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。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。

二、汽車氧氣傳感器的檢查方法

1.氧傳感器加熱器電阻的檢查

拔下氧傳感器線束插頭，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40Ω（參考具體車型說(shuō)明書(shū)）。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器。

2.氧傳感器信號(hào)反饋線路的檢查

斷開(kāi)氧傳感器的信號(hào)線，用一只手去連接電腦一側(cè)的信號(hào)，另一只手去觸摸蓄電池的正極，這時(shí)應(yīng)該可以從儀器中清楚地看到氧傳感器的信號(hào)電壓變成0.9V；利用同樣的方法，用手觸摸蓄電池的負(fù)極，電壓應(yīng)變?yōu)?.1V，出現(xiàn)這樣的情況才是正常的。

3.氧傳感器反饋電壓的測(cè)量

測(cè)量氧傳感器的反饋電壓時(shí)，應(yīng)拔下氧傳感器的線束插頭，對(duì)照車型的電路圖，從氧傳感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細(xì)導(dǎo)線，然后插好線束插頭，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，從引出線上測(cè)出反饋電壓。對(duì)氧傳感器的反饋電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，最好使用具有低量程（通常為2V）和高阻抗（內(nèi)阻大于10MΩ）的指針型萬(wàn)用表。

對(duì)于氧傳感器有無(wú)損壞的檢查，通過(guò)拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)。將萬(wàn)用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負(fù)表筆良好搭鐵。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中測(cè)量反饋電壓，先脫開(kāi)接在進(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時(shí)觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)下降。然后接上脫開(kāi)的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個(gè)4-8KΩ的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時(shí)觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)上升。也可以用突然踩下或松開(kāi)加速踏板的方法來(lái)改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時(shí)，混合氣變濃，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開(kāi)加速踏板時(shí)，混合氣變稀，反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無(wú)上述變化，表明氧傳感器已損壞。

4.氧傳感器外觀顏色的檢查

通過(guò)觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以區(qū)分故障。通常氧傳感器的頂尖如果是淡灰色就是正常的；硅污染會(huì)變成白色，此時(shí)必須更換氧傳感器；鉛污染會(huì)變成棕色頂尖，如果嚴(yán)重，也必須更換氧傳感器；積碳會(huì)造成黑色，在排除發(fā)動(dòng)機(jī)積碳故障后，一般可以自動(dòng)清除。

三、汽車氧氣傳感器的運(yùn)用分析

1.一輛捷達(dá)轎車，配有三元催化轉(zhuǎn)化器。用戶反映該車在測(cè)量尾氣排放時(shí)，排放指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。根據(jù)該車的故障現(xiàn)象，做了以下檢查項(xiàng)目：檢查火花塞，調(diào)出故障碼，檢查氧傳感器線路及其信號(hào)，更換氧傳感器，利用燃油壓力表測(cè)量噴射系統(tǒng)壓力，檢查噴油器電阻、噴油霧化狀態(tài)，點(diǎn)火、噴油線路連接狀況后，將發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)后試車，故障依舊。在更換三元催化轉(zhuǎn)化器，燃油，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦后也無(wú)濟(jì)于事，該車故障部位很難判斷。

抱著試試看的想法，拆下排氣歧管進(jìn)行檢查，并與新的排氣歧管進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)該車裝氧傳感器的排氣取樣孔偏小，換上新的排氣歧管檢測(cè)，各項(xiàng)指數(shù)顯著降低，路試后，尾氣排放合格。

由此可以判定故障部位就是排氣歧管上的氧傳感器排氣取樣孔。由于從氣缸內(nèi)排出的廢氣處于高速流動(dòng)狀態(tài)，行至氧傳感器取樣孔處時(shí)形成渦流，導(dǎo)致排出的廢氣不能及時(shí)在此處更新，使氧傳感器不能準(zhǔn)確地向發(fā)動(dòng)機(jī)電腦反饋同步信號(hào)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)電腦不能根據(jù)實(shí)際工況對(duì)噴油脈寬進(jìn)行正確修正，最終出現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常，尾氣排放超標(biāo)的故障。

2.通過(guò)廢棄濃度分析以及氧傳感器電壓的變化分析，對(duì)診斷特定故障會(huì)大有幫助。例如有些車輛在出現(xiàn)故障時(shí)，CO的排放量會(huì)高于1.5%，HC的排放量會(huì)高于0.02%。此時(shí)如果氧傳感器電壓在0.7～0.9V以上變化，且CO超標(biāo)，則說(shuō)明故障不在氧傳感器，因?yàn)楫?dāng)空氣流量信號(hào)值過(guò)大、燃油壓力過(guò)高及冷卻液溫度過(guò)低時(shí)，都會(huì)造成CO排放值過(guò)高。若氧傳感器信號(hào)電壓在0.1～0.3V之間變化，且CO、HC值超標(biāo)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查排氣管及排氣歧管是否漏氣。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中CO偏低、HC、NOx偏高時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查發(fā)動(dòng)機(jī)接地電位及氧傳感器接地線電壓，可能是發(fā)動(dòng)機(jī)接地不良或氧傳感器接地線路開(kāi)路造成。而電腦在接收到濃信號(hào)后，會(huì)根據(jù)程序進(jìn)行減稀控制，這樣實(shí)際進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣也就會(huì)始終偏稀，造成怠速工作不穩(wěn)。由于混合氣偏稀，在發(fā)動(dòng)機(jī)用簡(jiǎn)易工況法檢測(cè)時(shí)，因有大量氧氣存在，排放中的NOx極易超標(biāo)。

氧傳感器信號(hào)不正常不一定是氧傳感器本身的故障，氧傳感器信號(hào)故障，往往會(huì)表現(xiàn)出看似是氧傳感器損壞的現(xiàn)象，但一定要認(rèn)真檢查與氧信號(hào)相關(guān)的諸多因素，逐一排除，才能準(zhǔn)確判斷故障。