聶永濤　樊少軍

摘要：主要介紹了氧傳感器在汽車發(fā)動機(jī)中的作用、分類、工作原理，如何檢測氧傳感器控制系統(tǒng)的正常工作的步驟并通過實(shí)例說明利用氧傳感器排除故障的一般方法。

關(guān)鍵詞：氧傳感器；電噴發(fā)動機(jī)；故障

在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機(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，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，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。

目前，實(shí)際應(yīng)用的氧傳感器有氧化鋯式氧傳感器和氧化鈦式氧傳感器兩種。而常見的氧傳感器又有單引線、雙引線和三根引線之分；單引線的為氧化鋯式氧傳感器；雙引線的為氧化鈦式氧傳感器；三根引線的為加熱型氧化鋯式氧傳感器，原則上三種引線方式的氧傳感器是不能替代使用的。氧傳感器一旦出現(xiàn)故障，將使電子燃油噴射系統(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進(jìn)行反饋控制，會使發(fā)動機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)象。

由于氧傳感器的信號是電腦對空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制不可缺少的依據(jù)，氧傳感器探測的是混合氣的濃度，并不是直接探測混合氣，而是探測混合氣燃燒后的廢氣中的氧分子含量，間接地得到當(dāng)前混合氣的濃度。所以，氧傳感器其實(shí)就是一個(gè)低電壓，低電流的小電池，當(dāng)它的內(nèi)外表面所接觸的氧分子角度不同時(shí)，便形成一個(gè)電位差，它的外表面伸入排氣管中直接與發(fā)動機(jī)排氣相接觸，它的內(nèi)表面與大氣接觸，大氣中氧分子的濃度是不變的。而排氣中氧分子的濃度是隨混合氣濃度的變化而變化的。當(dāng)混合氣的實(shí)際空燃比高于理論空燃比（14.7，即稀混合氣）時(shí)，廢氣中剩余的氧分子濃度相對較高，這時(shí)氧傳感器內(nèi)外氧分子濃度相差較小，只能輸出大約0.1V的電壓；而當(dāng)混合氣的實(shí)際空燃比小于理論空燃比（即混合氣）時(shí) ，廢氣中剩余的氧分子非常少，這時(shí)氧傳感器內(nèi)外表面氧分子濃度相差較大，可以輸出大約1.0V左右的電壓。這樣，電腦就可以通過氧傳感器輸出的信號了解當(dāng)前混合氣濃度相對于理論值的微小偏差，于是根據(jù)這個(gè)信號相應(yīng)調(diào)整噴油器的通電時(shí)間，以彌補(bǔ)這個(gè)微小偏差，從而提高了控制的精度。這即是所謂的閉環(huán)控制。

電噴轎車所采用的氧傳感器大致分為單線、三線及四線等幾種形式，區(qū)別只在于三線或四線的氧傳感器中多了一個(gè)加熱裝置，作用是為了使氧傳感器盡快達(dá)到工作溫度(400-800℃）。

實(shí)踐證明，利用氧傳感器輸出電壓可隨混合氣的角度變化而變化的特性，可以幫助我們診斷一些燃油或空氣甚至機(jī)械部分的故障，但前提是氧傳感器及控制系統(tǒng)功能必須完好，檢查步驟如下：

1.檢查氧傳感器加熱器電阻。拔下氧傳感器插頭，用萬用表電阻檔測量傳感器側(cè)1、2號插頭間的電阻值，具體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)查閱具體車型的維修手冊，但一般來說，應(yīng)在4～40之間，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)更換氧傳感器。

2.檢查氧傳感器反饋電壓。查閱所測車型的維修手冊，找氧傳感器信號線，用電線中的銅絲插入相應(yīng)的插孔。然后插好插接器，用萬用表直流電壓檔測量銅絲對負(fù)極的電壓。注意必須使用數(shù)字式萬用表，并且銅絲絕對不能搭鐵，否則將不可恢復(fù)性地?fù)p壞氧傳感器。此時(shí)起動發(fā)動機(jī)并使水溫達(dá)到至少80℃，使發(fā)動機(jī)多次達(dá)到2500r/min后使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持2500r/min,并觀察萬用表顯示的電壓，電壓值應(yīng)在此0.1～1.0V之間迅速跳動，在10S之內(nèi)電壓應(yīng)在0.1～1.0V之間變化至少8次，若電壓變化比較緩慢，不一定就是氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)有故障，可能是氧傳感器表面被積碳覆蓋而靈敏性降低。這時(shí)可使發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘以清除積碳，然后再觀察氧傳感器信號電壓是否符合規(guī)定，如仍不符合規(guī)定，則進(jìn)行下一步檢查。

3.檢查氧傳感器是否損壞。拔開插接器，使氧傳感器和控制單元分離，萬用表測量信號輸出端對負(fù)極的電壓。這時(shí)人為地拔下一根進(jìn)氣管上的真空管，形成稀混合氣，此時(shí)電壓應(yīng)下降;而當(dāng)拔下油壓調(diào)節(jié)器真空管，并用手堵住以形成濃混合氣時(shí)，電壓應(yīng)當(dāng)上升。如果這時(shí)氧傳感器本身沒有故障，故障在電腦或線路以及燃油、空氣、機(jī)械方面。應(yīng)該首先檢查燃油、空氣及機(jī)械部分的故障，這里面的影響是很奧妙的，需要大家動腦思考。比如空氣系統(tǒng)漏真空。這時(shí)排氣中氧分子濃度變大，氧傳感器輸出低電壓，電腦便認(rèn)為混合氣稀，發(fā)出指令向濃的方向調(diào)整，但無論如何也彌補(bǔ)不了漏進(jìn)系統(tǒng)的大量空氣，所以氧傳感器就會一直顯示0.1～0.3V的低電壓；再比如油壓調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障導(dǎo)致油壓過高，會使排氣中氧分子含量減少。氧傳感器輸出高電壓，表示混合氣過濃，電腦便減少噴油時(shí)間，但氧回潰系統(tǒng)的調(diào)整是微量 的，無法彌補(bǔ)油壓過高造成的混合氣過濃；所以氧傳感器總顯示0.6～0.9V的高電壓。其它情況還有很多，比如缺缸造成的影響等等。

下面介紹一個(gè)利用氧傳感器排除故障的實(shí)例：

故障現(xiàn)象：一輛奧迪A6 2.0轎車怠速不穩(wěn)，冒黑煙，耗油量大。

故障分析：用大眾公司專用故障診斷儀V.A.G1551讀取數(shù)據(jù)，沒有存儲故障碼，但顯示氧傳感器無反饋電壓。該車不久前因同樣故障在其修理廠更換了氧傳感器，所以氧傳感器本身肯定沒有問題，故障應(yīng)該在反饋電路或電腦本身。利用數(shù)字式萬用表從氧傳感器插頭測量氧傳感器反饋電壓，始終處于0.9V以上，說明當(dāng)前混合氣偏濃，但為何V.A.G1551無法反映電壓呢？只能是氧傳感器信號反饋部分有故障。于是測量傳感器到電腦信號線的電阻值及其與搭鐵的電阻值，沒有發(fā)現(xiàn)異常。故障肯定在控制單元本身。

故障排除：拆下位于乘客腳窩處的ECU電腦，打開保護(hù)蓋，發(fā)現(xiàn)電路板有明顯燒蝕，更換后故障被排除。說明燒蝕部分正好是具有接收氧傳感器信號功能的部分。