内容发布更新时间 : 2024/5/20 7:38:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

氧传感器故障分析与排除

摘要：汽车中普遍装有氧传感器，也是汽车传感器中的易损件。依据氧传感器的特性，能及时合理的找出故障所在。BOSCH公司所生产的氧传感器被广泛用在国内外很多车型上，其氧传感器有四引线和六引线等多种类型。依据不同类型的氧传感器，其检测方法也略有差异，文章主要对氧传感器的故障分析及故障排除进行探讨。

关键词：四引线氧传感器；双氧传感器；故障；检查 目前，汽车上普遍装有氧传感器。氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气口的氧含量。因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，形成闭环控制，来微调燃料的喷射量，使A/F控制在最佳状态，既大大降低了污染，又节省了能源。而现在国内汽车大多数使用为单双线、三线单氧传感器，而四、六线氧传感器及双氧传感器在国外汽车中已普遍采用。文章主要介绍比较少见四线、双氧传感器的故障分析与排除。

1 故障现象

一辆2005年产型号为DC7164D 标致307轿车，行驶98 000 km，其发动机排放故障灯常亮，且日常行车油耗过高，加速无力。

2 故障分析

接车后，连接标致专用故障诊断仪，调取发动机故障代码，显示为氧传感器故障。客户反映，曾经在80 000 km时，更换过氧传感器，但是行驶18 000 km后，故障依旧。

查看标致307电喷系统资料得知：307轿车采用双氧传感器系统。其氧传感器编号：上游氧传感器为LSF4.2（BOSCH），如图1所示，下游氧传感器也为LSF4.2（BOSCH），两者皆为加热型氧化锆式氧传感器。

上游氧传感器置于排气歧管上，催化器入口处，它持续向计算机发出电压信号，该信号代表排放气体的氧含量。计算机分析这个电压值并借此调整喷射时间。

浓混合气：传感器电压从0.6～0.9 V。 稀混合气：传感器电压从0.1～0.3 V。

内部再加热装置可使其快速达到工作温度，即通常情况下为350℃以上，该温度可在15 s达到。

加热电阻是由计算机借助氧传感器温度控制终端中的进位信号末端控制的。 为使排气温度达到800℃以上，氧传感器的调控临时中断。 下游氧传感器位于催化器之后，并用于校核催化器的效能。

下游氧传感器的各项特性及其再加热装置与上游氧传感器相同，如图2所示。

计算机负责分析由下游氧传感器发出的电压信号，这个电压值反映了从催化器出口排出气体的氧含量。

由上游氧传感器和下游氧传感器发出的电压信号有所错开，是因为排放气体在抵达下游氧传感器之前要通过催化器。

对于另一个新的催化器，其化学反应在理论上是完全充分的，氧在化学反应中被充分利用，而从催化器出口排出的微量氧转换成电压值在0.5～0.7 V为下游氧传感器临界值，以上值发动机热态。

实际情况是：尽管催化器状态良好其表现出的信号仍会有轻度波动，而后随

时间推移催化器功能下降。根据该电压信号计算机分析催化器的功效和燃烧质量，既此推断是否需要调整混合气来改善上述情况。

标致307所采用的氧传感器为四引线加热型氧化锆式，其接线定义分别为： ①内部加热元件电源，只要点火开关接通，就会持续施加12 V电压。 ②加热元件接地。发动机控制模块（ECM）向加热型氧传感器的加热器控制电路提供脉宽调制（PWM）的接地电压，以此控制传感器的预热速度。

③发送给发动机控制模块（ECM）的传感器信号。 ④传感器接地。

LSF4.2氧传感器测量是采用能斯脱（Nernst）原理，通过将排气中的氧含量与参考气体（外部空气）的氧含量进行比较来测量。排气中的氧分子聚积在外电极上，参考气体中的氧分子聚积在内电极上。从而，在能斯脱单元两端的两个电极之间形成一个电压差，该电压差就是提供给发动机控制模块（ECM）的信号电压。

分别拔下上游及下游氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中1～4间电阻，发现两个氧传感器电阻均在标准范围之内（标准范围为4～40 Ω）。从上游氧传感器3端子处引出一条细导线，然后插好线束插头，将发动机热车至正常工作温度，将万用表负表笔接蓄电池负极，正表笔接氧传感器线束插头上的引出线，让发动机以2500 r/min左右的转速保持运转，同时检查电压表指针摆动情况。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.45 V上下不断变化，且10 s内反馈电压的变化次数应不少于8次。测得上游氧传感器反馈电压变化次数明显过少，而用同样方法测得下游氧传感器则工作正常。

通过以上分析可知，上游氧传感器工作异常。而由于标致307是采用双氧传感器，须根据上游及下游氧传感器传回的参数对比分析，给出闭环控制信号，并且由上、下游氧传感器的参数差检测控制三元催化器的工作状态，所以出现了文章开头所提的发动机排放故障灯常亮和油耗明显增高，加速无力的现象。

从排气管上拆下上游氧传感器，发现上游氧传感器顶尖为黑色（见图3），因此判断为发动机积碳所造成。但是，该款BOSCH LSF4.2氧传感器带自加热，正常使用很少出现积碳情况。

再次询问车主得知，车主由于前几天出差外地，路上停车加油发现加油站无93#汽车，于是加了90#汽油。而标致307规定用油为93#以上，且由于该车行驶里程数较长，从未做过发动机积碳清理工作所导致。

3 故障排除

将该车做了次发动机积碳清理，重新装上两个氧传感器，热车10 min后，故障排除，各项性能恢复正常。

综上所述，在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和氮氧化合物的净化能力将急剧下降，造成发动机排放控制灯报警。故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。而且氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能正确得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振、加速不良、油耗增加等故障现象。因此，必须及时地排除故障或更换。

参考文献：

[1] 董辉.汽车电子技术与传感器[M].北京：北京理工大学出版社，1995. [2] 关文达，王耀斌.汽车修理工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.