利用模拟器如何模拟氧传感器信号

利用模拟器如何模拟氧传感器信号

这几年随着汽车设计和制造的整体发展，闭环控制已经成为一种大势所趋，尤其是电喷系统对闭环控制尤为常见，即通过安装氧传感器和三元催化器，实现电脑对于供油系统的全过程调整。这样可以大大的提高环保水平，但故障也就相对多起来。

氧传感器的损坏究竟会对汽车的运行产生多大的影响，很难有一个很好的解释，因为不同汽车对于氧传感器的依赖程度不同。但由于它的功能及工作原理比较独特，所以先掌握氧传感器的性质，对维修人员诊断电喷发动机的故障是有重要意义的。

氧传感器其实就是一个低电压、低电流的小发电机，当它的内外表面所接触的氧分子浓度不同时，便形成一个电位差，它的外表面伸入排气管中直接与发动机排气相接触，它的内表面与大气接触，大气中氧分子的浓度是不变的。而排气中氧分子的浓度是随混合气浓度的变化而变化的。当混合气的实际空燃比高于理论空燃比14.71，即稀混合气时，废气中剩余的氧分子浓度相对较高，这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小，只能输出大约0.1V的电压;而当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即浓混合气时，废气中剩余的氧分子非常少，这时氧传感器内外表面氧分子浓度相差较大，可以输出大约1.0V左右的电压。这样，电脑就可以通过氧传感器输出的信号了解当前混合气浓度相对于理论值的微小偏差，于是根据这个信号相应调整喷油器的喷油脉宽，以弥补这个微小偏差，从而提高了控制的精度。

电喷轿车所采用的氧传感器大致分为单线、三线及四线等几种形式，它们的区别只在于三线或四线的氧传感器中多了一个加热装置，因为氧传感器只有在400℃以上才工作。在工作状态下，氧传感器反馈电压可以使用模拟器的直流电压档测量信号线对负极的电压。信号线绝对不能搭铁，否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动机并便水温达到

至少80℃，使发动机多次达到2500r/min后使发动机转速保持2500r/min,并观察模拟器显示的电压，电压值应在此0.1~0.9V之间迅速跳动，在1Os之内电压应在0.1~0.3V之间变化至少6~8次，若电压变化比较缓慢，不一定就是氧传感器或反馈控制系统有故障，可能是氧传感器表面被积炭覆盖而灵敏性降低。这时可使发动机高速运转几分钟以清除积炭，然后再观察氧传感器信号电压是否符合规定，如仍不符合规定，则进行下一步检查。

下面介绍一个利用模拟器排除故障的实例。

故障现象一辆由广东三星组装的美国克莱斯勒道奇捷龙汽车（装备3.3L发动机），排放量超标，在怠速工况下 CO达到5.1%以上，HC达到300×10-6左右。通过这组数字可以看出:此车的混合气偏浓，在汽车维修人员对该车发动机的油路和点火电路做了常规维护后，发动机的污染物排放量依然超标。当用克莱斯勒专用故障检测仪DRBⅢ对电控燃油喷射系统进行检测时，发现故障代码为21、51和52号，其含义均为氧传感器信号高于或低于正常值。通过读取数据流，发现氧传感器的数值始终是2.5V不变化。然后改变各种工况，发现氧传感器的电压信号在发动机的各种工况下都相同。因此怀疑氧传感器已失效。在检查氧传感器时，发现在排气管上根本未装氧传感器，而安装氧传感器的位置被一个螺丝堵住。也就是说，该汽车发动机的电子控制系统已成为无氧传感器信号的开环控制系统，这就是发动机污染物排放量超标的原因。而且该车也没有安装三元催化器。

于是，使用模拟器的模拟氧传感器数值的功能。

（1）将模拟器的绿色氧传感器专用线和黑色连线连接在车上氧传感器的输出回路上;

（2）将中间功能选择开关置于:KnocK/Oxy档位;

（3）将右侧功能选择开关置于:Volts/Oxy位置;

（4)使发动机起动运转，然后打开SST Ⅲ，此时SST Ⅲ将产生一个0.15V的恒定的连

续信号来模拟稀混合气状态下的氧传感器所发出的信号；

(5)按下模拟器上方的Oxy键，SST Ⅲ将产生一个0.85V的恒定的连续信号来模拟浓混合气状态下的氧传感器所发出的信号;

(6)在使用模拟器模拟了氧传感器后，再用DRB Ⅲ检测仪读取数据流，发现氧传感器的输入信号在发动机负荷变化时仍无变化，仍旧是恒定在2.5V不变化，并且发动机故障指示灯不报警。

(7)使用DRB Ⅲ检测仪读取故障代码也没有任何变化。

通过上面的检测说明，该车发动机电子控制单元根本不接受模拟氧传感器传来的电压信号（否则发动机故障指示灯在无氧传感器信号时会点亮），因而发动机电控单元实行的可能是开环控制。为了加大判断的正确率，从发动机电子控制单元处氧传感器的输入端（电脑插接器的41脚）模拟氧传感器信号，仍无反应。通过初步分析可以判断为:发动机电子控制单元不接受氧传感器信号，怀疑是发动机电子控制单元有故障。对其他车作了尾气检查，发现结果与上述车辆完全一样。于是怀疑三星汽车均有这样的问题。

在购买了一块原装的发动机电子控制单元后，又使用模拟器对其进行了氧传感器模拟试验，故障消失。通过检测仪读取数据流也符合要求氧传感器的变化是0.1~0.9V之间，而且随看踩加速踏板的变化而变化。在安装三元催化器之后，尾气完全达到欧洲Ⅱ号标准。

为什么会出现这种现象呢?原来该车是广东三星汽车公司在1995年组装的汽车。在那时，由于我国汽油大都含铅，而有铅汽油会使氧传感器和三元催化转化器在极短的时间内就“中毒”失效，并引起发动机故障指示灯报警。因此，为了彻底解决由有铅汽油引起的氧传感器和三元催化转化器中毒、发动机故障指示灯报警的问题，广东三星汽车公司对组装的汽车发动机电控单元中的控制程序都作了修改（由闭环控制程序改为开环控制程序），并且在发动机上不装氧传感器。这就是该汽车发动机没有安装氧传感器，发动机故障指示灯不报警而发动机污染物排放量超标的原因。

此种判断方法在一些配件不齐全的汽车上要经常应用，这样可以减少误诊的可能，提高诊断的水平。