寬頻氧傳感器的工作原理及檢修-

1、通過(guò)上述分析,使用信號(hào)模擬法不僅可以診斷AFE 型發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的故障,只要掌握其檢測(cè)原理,還可以檢查采用分電器式(霍爾式點(diǎn)火系統(tǒng)的各類車型,更快、更準(zhǔn)確地檢查出故障部位。(作者單位:江蘇汽車技師學(xué)院表1快速診斷一覽表信號(hào)模擬時(shí)的故障現(xiàn)象故障部位可能的故障點(diǎn)有火無(wú)油油泵繼電器(167號(hào)繼電器;油泵保險(xiǎn)絲(5號(hào)保險(xiǎn)絲;油泵油泵繼電器(167號(hào)繼電器;油泵保險(xiǎn)絲(5號(hào)保險(xiǎn)絲;油泵相關(guān)電路無(wú)火有油點(diǎn)火線圈;點(diǎn)火線路無(wú)火無(wú)油EFI 保險(xiǎn)絲(中央繼電板左側(cè)1號(hào)位置;霍爾傳感器2號(hào)端子線路斷路ECU有火有油噴油器保險(xiǎn)絲(中央繼電板左側(cè)2號(hào)位置;霍爾傳感器霍爾傳感器線路!氧傳感器的作用是監(jiān)測(cè)尾氣中氧的濃度,

2、并將信息反饋給控制單元修正噴油量,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制,減少有害氣體的排放。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展,普通的4線制氧傳感器由于其檢測(cè)范圍的局限性,已不能滿足汽車工況的需求,因而寬頻氧傳感器在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是,由于對(duì)這類傳感器的使用或維護(hù)不當(dāng),容易出現(xiàn)故障,導(dǎo)致汽車運(yùn)轉(zhuǎn)不良、排放超標(biāo)。為了快速檢修此類故障,必須從普通氧傳感器的工作特點(diǎn)入手,分析寬頻氧傳感器的工作機(jī)理及檢修要領(lǐng),以便準(zhǔn)確、方便地排除故障。1.普通氧化鋯式氧傳感器(ZrO 2的工作特性氧化鋯式氧傳感器為4線制,屬于主動(dòng)、平面型氧傳感器,僅適用于標(biāo)準(zhǔn)空燃比附近范圍。在350或更高的溫度下能傳導(dǎo)氧離子,傳感器兩側(cè)氧氣的濃度差

3、使兩個(gè)表面之間產(chǎn)生電位差,且工作曲線非常陡峭?；旌蠚庠诮咏鼧?biāo)準(zhǔn)空然比時(shí),輸出0.45V 電壓;混合氣偏濃時(shí),輸出0.60.9V 電壓;混合氣偏稀時(shí),輸出0.10.3V 電壓。由于該氧傳感器只能在比較狹窄的范圍內(nèi)(0.10.9V 工作,當(dāng)尾氣過(guò)濃或過(guò)稀時(shí)無(wú)法檢測(cè),因此有一定的局限性。2.寬頻氧傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及控制原理1結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)為了克服普通氧傳感器的上述缺陷,人們開(kāi)發(fā)出了新一代氧傳感器寬頻氧傳感器。寬頻氧傳感器為6線制,屬于線性、電流型氧傳感器,在全空燃比范圍內(nèi)(=0.74.0起作用。它由1個(gè)普通窄范圍濃度差電壓型氧傳感器ZrO 2(能斯特元件、氧氣泵單元(ZrO 2、加熱線圈、傳感器控制

4、器及擴(kuò)散小孔、擴(kuò)散室等構(gòu)成(見(jiàn)圖1。當(dāng)排氣管廢氣中的氧離子通過(guò)擴(kuò)散通道進(jìn)入測(cè)量區(qū)時(shí),氧氣泵單元泵入或泵出氧離子,并使氧濃度達(dá)到=1,以使其電壓值控制在0.45V 附近,即將普通氧傳感器的輸出電壓(能斯特電壓為0.45V 送到傳感器內(nèi)的運(yùn)算放大器,通過(guò)與ECU 輸入傳感器的1-5腳比較電壓比較后,運(yùn)算放大器控制泵電流Ip ,ECU 可以通過(guò)消耗的泵電流Ip 計(jì)算出排氣管中實(shí)際的氧濃度,進(jìn)而控制噴油量。2控制原理混合氣過(guò)稀時(shí):氧氣泵在原來(lái)的轉(zhuǎn)速(相同泵電流Ip 的泵氧量與通過(guò)擴(kuò)散通道進(jìn)入測(cè)量室的氧量疊加后,使得測(cè)量室中氧的含量較多,O 2信號(hào)電壓值下降,富氧的稀混合氣產(chǎn)生低于參考電壓Uref 的電

5、壓值,傳感器控制器就會(huì)產(chǎn)生泵電流,自動(dòng)減小單元泵的工作電流Ip (使泵入測(cè)試室的氧量減少,使O 2信號(hào)盡快恢復(fù)到0.45V 的電壓值。ECU 接收到單元泵的工作電流Ip (控制單元將其折算成電壓值信號(hào),根據(jù)減少的泵電流Ip ,ECU 加大噴油量?；旌蠚膺^(guò)濃時(shí):氧氣泵在原來(lái)的轉(zhuǎn)速(相同泵電流Ip 的泵氧量與通過(guò)擴(kuò)散通道進(jìn)入測(cè)量室的氧量疊加后,使得測(cè)量室中氧的含量較少,O 2信號(hào)電壓值上升,稀氧的濃混合氣產(chǎn)生高于參考電壓Uref 的電壓值,傳感器控制器就會(huì)產(chǎn)生泵電流,自動(dòng)增加單元泵的工作電流Ip (使泵入測(cè)試室的氧量增加,使O 2信號(hào)盡快恢復(fù)到0.45V 的電壓值。ECU 接收到單元泵的工作電流I

6、p(控制單元將其折算成電壓值信號(hào),根據(jù)增加的泵電流Ip ,ECU 減少噴油量。寬頻氧傳感器的工作過(guò)程可以模擬成圖2,電路圖如3所示(新甲殼蟲(chóng)轎車氧傳感器電路。3.檢修方法寬頻氧傳感器性能的檢查分為三種情況,一是檢測(cè)氧傳感器電阻;二是測(cè)量氧傳感器電壓輸出信號(hào);三是觀察氧傳感器外觀的顏色。1檢查氧傳感器電阻當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到正常后,拔下氧傳感器的導(dǎo)線連接器,用電阻表檢測(cè)傳感器端子之間的電阻值,電阻值應(yīng)符合具體車型標(biāo)準(zhǔn)值的要求。前氧傳感器3-4針腳的電阻為2.510,寬頻氧傳感器的工作原理及檢修浙江/吳君AUTOMOBILE MAINTENANCE汽車診所18汽車維修2008.8圖2寬頻氧傳感器的工作

7、過(guò)程圖1寬頻氧傳感器結(jié)構(gòu)尾氣單元泵擴(kuò)散通道涂層的極板測(cè)量室單元泵電流02S 信號(hào)O 2空氣排氣管廢氣入口泵工作區(qū)域測(cè)量對(duì)比區(qū)域外界新鮮空氣6針插頭Bombin外接電阻300mV50350mV 450Deseado500Real1P50Ts 6215后氧傳感器1-2針腳的電阻為6.447.5,否則應(yīng)更換氧傳感器。注:后氧傳感器只負(fù)責(zé)校驗(yàn),當(dāng)前氧傳感器出現(xiàn)故障時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入開(kāi)環(huán)緊急運(yùn)行狀態(tài)。2檢查氧傳感器輸出電壓以寶來(lái)轎車為例,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度,并維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。不能用萬(wàn)用表直接測(cè)量氧傳感器信號(hào)端子的輸出電壓,而應(yīng)通過(guò)專用解碼器讀取數(shù)據(jù)流。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將寬頻氧傳感器的電流

8、信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓值顯示出來(lái),其規(guī)定電壓值為1.02.0V 。電壓值大于1.5V 時(shí)表示混合氣過(guò)稀;電壓值小于1.5V 時(shí),表示混合氣過(guò)濃。當(dāng)電壓值為0V 、1.5V 、4.9V 的恒定值時(shí),表明氧傳感器本身或其線路有故障。也可用示波器觀察其電壓峰值,當(dāng)拔掉某個(gè)氣缸的高壓分火線(斷火后,排氣中的含氧量將下降,如果其指示的峰值電壓有所升高,說(shuō)明氧傳感器性能良好(其變化范圍在0.45V 左右。3外觀顏色檢查通過(guò)觀察氧傳感器頂部的顏色,可以判斷故障的原因。氧傳感器頂部的正常顏色為淡灰色,如果發(fā)現(xiàn)氧傳感器頂部顏色發(fā)生變化,則預(yù)示著氧傳感器存在故障或故障隱患。氧傳感器頂部呈黑色,是由于積碳污染造成的,可拆下氧傳感器后清除其上的積碳。氧傳感器頂部呈紅棕色,說(shuō)明氧傳感器受鉛污染,此時(shí)