电喷发动机氧传感器故障诊断及检修的主要方法

电喷发动机氧传感器故障诊断及检修的主要方法

发表时间：2019-07-30T16:41:13.683Z 来源：《建筑细部》2018年第27期作者：刘新辉

[导读] 氧传感器是电喷发动机实现闭环控制的必不可少的重要部件，它对发动机排放控制起着不可缺少的作用。

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摘要：随着汽车业的飞速发展，汽车排放污染也越来越引起人们的高度重视，目前，汽油机最有效的排气净化方法主要是采用混合气成分的闭环控制和三效催化反应装置，三效催化转化器能有效地全面净化CO、HC和NOX这三种有害气体。但其净化效率依赖于混合气浓度必须保持在理论空燃比（14.7）附近的狭小范围内。如果混合气体浓度偏离了这个范围，则三效催化转化器全面净化能力便急剧下降。由于混合空燃比的变化会引排气中氧浓度相应的变化，因此，通过在排气管中设置氧传感器来反映混合气浓度的变化，进而控制空燃比。氧传感器是电喷发动机实现闭环控制的必不可少的重要部件，它对发动机排放控制起着不可缺少的作用。

一、发动机故障排除、检修的工作原理

在电喷式发动机的控制系统中，传感器信号输入中的发动机转速及曲轴位置的传感器，主要负责控制喷油器的输出。在系统检修的过程中，为了保证汽车零部件最佳的点火能量，需要对喷油嘴输出的敏感性进行检查。汽车进气歧管绝对压力传感器，对于点火正时有较大影响，在汽车的点火能量不足时，也应该对压力传感器进行检查和更新。

发动机控制模块ECM系统中，节气门位置传感器和冷却液位置的温度传感器，分别作用于汽车燃油泵继电器和车载怠速及启动空气控制阀门。为了确保汽车的燃油压力系统始终处于正常的运行状态，技术人员在车辆诊断和检查维修的过程中，应该对传感器系统中的继电器电路和控制阀的运行状态进行测试，这样才能够保证运行故障的彻底排除。汽车的进气温度传感器和氧传感器系统直接控制碳罐蒸发器和车内的空调压塑机的运转状况。如果车辆在使用过程中出现温度调节失灵的情况，应该对汽车内部的蒸发器、压缩机进行拆卸保养，需要更换大功率压缩机的应该更换。同时，还应该及时地进行燃油滤清操作，防止油品不纯引起的运行故障。

二、氧传感器对维修检测的作用

发动机闭环控制时氧传感器随时监测着排气中的氧浓度，如果供入气缸的混合气空燃比不正常，排气中的氧浓度亦不正常，氧传感器信号就会有所反映。

但排气中氧浓度不仅受混合气空燃比的影响，而且也受气缸中燃烧状况的影响。一旦燃烧不充分或个别缸出现缺火，气缸中的部分氧“未气缸中的部分氧“未经消化”即排出缸外，排气中的氧浓度即会发生变化。

发动机正常燃烧需要三方面条件：1、合适的混合气空燃比；2、足够的点火能量和适当的点火提前角；3、正常的压缩压力和压缩温度。三个条件如有一条不满足，就可能造成燃烧不正常，进而使排气中的氧含量异常，氧传感器的信号波形即出现异常。

可导致燃烧不正常进而引起氧传感器波形不正常主要因素有以下几个方面：

1.点火系故障造成的燃烧不正常或缺火：例如：某缸火花塞损坏、某缸高压分线损坏、或分电器、分电器转子、点火线圈等损坏。

2.由机械原因引起的压缩泄漏使正常的压缩比遭到破坏：例如，气门烧损、活塞环断裂或磨损过度等造成的压缩泄漏使点火之前的压缩温度、压缩压力不够，造成燃烧不完全甚至缺火。

3.真空泄漏造成的空燃比不正常：例如进气道、进气管上的真空软管等处存在泄漏。如果真空泄漏使混合气空燃比达到17以上时，就可引起因混合气过稀而发生的缺火。

4.各缸喷油不均衡造成的压缩比不正常（对于多点喷射）：个别缸喷油器的喷油量过多或过少（喷油器卡在开的位置或堵塞），造成混合气过浓或过稀，当个别缸的混合气空燃比达到13以下或17以上时，将可能引起缺火。

所有以上这些故障都可能使部分氧不经燃烧即排出缸外从而使排气中的氧含量异常。因而我们可以通过测试氧传感器的信号波形进而追溯汽车故障所在：

1、如果氧传感器波形显示为不正常的持续浓混合气信号，而微机控制系统能正确地发出较短的喷油脉宽指令试图使混合气变稀。两个波形的关系是正确的负反馈关系。这说明故障不在燃料反馈控制系统，可能是燃油压力过高或喷油器存在漏油等原因。

2、如果氧传感器波形显示为不正常的持续稀混合气信号，而微机控制系统能发出较长的喷油脉宽指令（例如6 ms），这两个波形的关系也是正确的负反馈关系。这同样说明故障不在燃料反馈控制系统，可能是燃油压力过低或喷油器存在堵塞等原因。

3、如果氧传感器波形显示为不正常的持续浓混合气信号，而微机控制系统正在发出的却仍然是要加浓混合气的较长的喷油脉宽指令，即两个波形的关系出现方向性错误。这说明故障存在于燃料反馈控制系统内部，可能是微机控制系统接收了错误的进气流量信号或错误的发动机冷却液温度信号等原因。

例如，个别缸喷油器堵塞造成各缸喷油不均衡的故障，其现象表现为：怠速非常不稳，加速迟缓，动力下降，在冷启动后或重新热启动后的开环控制期间情况稍好，一旦反馈燃油控制系统进入闭环控制，症状就变得显著。这时如果利用示波器测试氧传感器，检测发动机在2 500 r/min和其他稳定转速下的氧传感器电压波形，在所有的转速、负荷下都会显示出严重的杂波，即表明喷油不均衡或存在缺火。这些杂波彻底破坏了燃料反馈控制系统对混合气的控制能力。

三、开展发动机诊断维修的主要方法

3.1 针对传感器信号输入系统进行检查维修

由于当今社会的汽车制造行业，普遍使用的是智能汽车制造技术，智能化电控汽车燃油的控制系统能够实现燃油的高效率利用。电喷发动机系统中，喷油器的控制受到凸轮轴位置传感器系统、车速传感器系统和曲轴位置传感器、氧传感器的影响。在凸轮轴位置传感器附近技术人员会配置一块嵌入式的CPU，CPU的运行受到接口电路系统的影响。车速加快的过沉重，接口电路会给接口电路发送指令，CPU 根据汽车运行过程中的曲轴位置、车辆行驶速度和凸轮轴的位置等具体信息，综合测算出此时的喷油控制量的指标分布。喷油器会在汽车发动机系统的ROM/RAM指令下作出相应的工作变化。

为了保证A/D转换器的运行状况良好，应该对空气流量传感器和节气门位置进行故障的重点检查。冷却液温度传感器也是容易发生故障的部件，在汽车燃油喷射系统中，对于冷却液温度系统、进气温度传感器系统的检修，是故障诊断的首要考虑方面。