汽车氧传感器的故障检检测与维修.doc

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1、浅谈现代汽车氧传感器的故障检检测与维修 摘要:汽车氧传感器故障会对发动机的工作、汽车运行的经济性和尾气排放造成很大的影响．叙述现代汽车氧传感器的工作原理，故障现象及检测与维修的基础知识．关键词：汽车排放控制，氧传感器，检测与维修． 随着汽车工业的发展和汽车保有量的急剧增加，汽车排放对大气的污染已经构成了公害．它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展成为严重的社会问题。在有些大城市，汽车废气排放已经接近或超过环境容量。为了保护日益恶化的地球环境，世界各国先后出台了便为严格的汽车污染物排放标准。汽车生产商在汽车的生产设计过程中，加设了减少对空气污染

2、的辅助装置，如在电控燃油喷射技术的基础上，采用三元催化器，就可以获得更高净化率的排放控制，但是为了能最有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接接理论空燃比。因此在排气管上增加了一个氧传感器，经常地检测排气的质量，并将其变换成电信号传给ＥＣＵ。发动机控制单元ＥＣＵ根据氧传感器提供的信号，不断地检测和调整发动机喷油器的喷油量，使发动机在多数情况下都工作在理论空燃比附近，实现了喷油的闭环控制，也有效地的提高发动机性能及整车的经济性，因此氧传感器就起着至关重要的作用。 l      氧传感器的工作原理 氧传感器是排气氧传感器EGO(ExhaustOx

3、ygenSensor)的简称，其功用是通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根据(λ)控制在0.98~1.02之间的范围内。使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。自1976年德国博世公司率先在瑞典沃尔沃（VOLVO）轿车上装用氧传感器之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2） 式两种类型，氧化锆式氧传感器又分为加热型和非加热型两种，氧化钛式一般都为加热型传

4、感器。在实际的维修做业中通常将氧传感器分为1线、2线、3线及4线四种类型，主要有钢质壳体、锆管（或二氧化钛传感器元件）、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。其中1线和2线没有加热元件，只有3线4线才有。加热元件是受电控单元ECU控制的，它的作用是当空气进气量小（排气温度低）的时候，ECU控制加热元件通电加热氧传感器，使其工作在正常的工作温度，从而能够精确地检测排气中氧离子浓度变化。 氧传感器安装在汽车的排气管上，头部装进排气管内，尾部暴露在空气中，空气可以从尾部流入传感器内部（氧化锆式），传感器外部跟废气直接接触，这样当氧离子在锆管中扩散时，锆管

5、内外表面之间的电位差将随可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓差电池，传感器的信号源相当于一个可变电源。当可燃混合气稀时，废气中氧离子含量多，因此传感器内、外氧离子浓度没有多大差别，两个铂电极间的电位差较低，约为0.1V。相反，如果可燃混合气很浓，排气中的氧离子含量很少，传感器内、外氧离子浓度差别很大，两个铂电极间的电位差也大，约为0.9V。发动机ECU根据来自氧传感器的电动势信号判别可燃混合气的浓与稀，并相应地修正喷油时间，控制喷油量使混合气浓度接近理论空燃比。通过闭环控制，再利用三元催化器，从而可以最大限度降低尾气排放，此外发动机性能也可以处于

6、最佳状态，并提高燃烧效率，使汽车更节能，更环保。l      氧传感器的失效原因。氧传感器失效的主要原因是传感元件老化和中毒。氧传感器老化的主要原因是传感元件局部表面温度过高。氧传感器的传感元件受到污染而失效的现象称为中毒。氧传感器中毒主要是指铅中毒、硅中毒、和磷中毒。 1)     氧传感器老化 在发动机利用氧传感器进行闭环控制的过程中，混合气的空燃比总是控制在理论空燃比附近，排气中几乎没有过剩的燃油，但是发动机刚刚起动（特别是冷车起动）之后（或大负荷状态工作时），为了快速预热发动机（或增大发动机输出功率），需要供给足够的燃油，排气中过剩的燃油就会在氧传

7、感器的表面产生燃烧反应，一方面是形成碳粒而造成氧传感器表面的保护剥落，另一方面是使传感元件局部表面温度过高（超过1000oC）而加速传感器老化。 2)     铅中毒 燃油或润滑油添加剂中的铅离子与氧传感器的铂电极发生化学反应，导致催化剂铂的催化性能降低的现象，称为铅中毒。虽然现在都使用无铅汽油，大大减少了氧传感器铅中毒的机率。但是，由于燃油或润滑油的添加剂中含有多种铅化合物，氧传感器的铅中毒也是不可避免的。3)硅中毒发动机上的硅密封胶、硅树脂成型部件、铸件内的硅添加剂等都有硅离子，这些硅离子会污染氧传感器的外侧电极，氧传感器内部端子处密封用的硅橡胶会污染

8、内侧电极。硅离子与氧传感器的铂电极发生化学反应而导致催化剂铂的催化