徐州市城市管理行政执法支队三大队 221006
摘要：随着我国国民经济水平的提高，汽车行业的迅速发展，然而汽车尾气的存在严重拉低了人们的生活质量，大气污染状况也越来越严重，汽车氧传感器的出现就是应用于汽车中的控制汽车尾气的装置。氧传感器能得到汽车尾气中污染物的比例，进而控制汽车发动系统调整燃料的用量，把汽车尾气排放量控制在最低水平，有效解决了汽车污染的问题。本文介绍了汽车氧传感器经常出现的故障及产生原因，并提出了几种检修方法。
关键词：汽车发动机；氧传感器；故障维修
前言：汽车氧传感器有氧化锆式、氧化钛式和新型宽带型三种，其工作原理都是通过传感器检测废气中的氧的浓度，并把氧的浓度转化为电信号传给控制系统，控制系统接收信号并调整发动机中的燃料喷射量，进而减少汽车废弃的排放。在我国环境状况堪忧的背景下，氧传感器的出现有重大的意义。
1.汽车氧传感器常见的故障
1.1氧传感器老化
氧传感器的工作原理是把汽车排气管中的废气中的氧气的含量转化为电信号传给汽车控制系统，汽车发动机接收到信号后会对氧传感器进行闭环控制，在氧传感器闭环控制过程中，汽车发动机会把气缸中的混合气的空燃比控制在最优值左右，保证燃料能够充分燃烧。但是在发动机刚开始启动的时候，气缸中的燃油蒸汽会快速预热，在氧传感器的表面燃油蒸汽会发生燃烧，在燃烧表面会形成碳粒堆积，进而会使氧传感器燃烧表面的保护层脱落，另外燃烧表面局部温度迅速变高并与其他位置形成温差， 会加速氧传感器的老化，在发动机突然加大负荷时也会出现上述情况。
1.2氧传感器铅硅中毒
燃油或润滑油燃烧过程中，除了燃烧反应之外还有其他化学反应发生，燃油中的其他成分的反应会产生催化剂铂，当铂的催化功能不能完全发挥时会产生铅中毒的现象，轻微铅中毒可以通过使用无铅汽油去除，消除传感器表面的铅就可以正常工作。当铅侵入固体电解质内部时，排气温度稍高就会导致氧离子扩散受阻碍，进而阻碍氧传感器对氧含量的正常感知，这种情况下必须要更换氧传感器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硅中毒主要是由于所使用的汽油和润滑油中含有硅化合物，高温之下硅化合物发生化学反应生成二氧化硅，二氧化硅是一种既有酸性又有碱性的化合物，一定条件下有腐蚀性和黏性，会阻碍氧传感器的正常使用，另外发动机中的硅橡胶密封圈使用不当会产生有机硅气体，它们具有与二氧化硅相似的化学性质，同样会阻碍传感器的正常使用。要避免氧传感器铅硅中毒，就要使用质量好的燃油和润滑油，维修或更换传感器时，要慎用溶剂和防粘剂，必须用时要选择符合厂家规定的产品，橡胶圈也要选择符合生产标准和汽车型号的并按照使用说明正确安装使用。
1.3氧传感器表面积碳
燃油燃烧不完全不仅会对大气造成污染，还会有一部分不能随废气排出，附着在氧传感器表面形成积碳。如果有油污或尘埃进入传感器内部可能形成沉积物，阻碍内外空气的流通，进而阻碍电信号的传播，使氧传感器输出的电信号不能完整的传输到控制系统，造成控制系统不能按照实际情况调整燃油空气比，进而导致所用燃油大量浪费，排污量上升。出现积炭的明显现象是汽车燃油量大量上升，废气浓度明显增加，维修方法是清理传感器表面的积炭和内部的沉积物。
2.氧传感器的故障检测及维修
2.1测量传感器的反馈电压
首先，在闭环控制中测量反馈电压，利用解码器读取发动机的数据流，把发动机预热后连接解码器和发动机的诊断端口，使发动机匀速转动，转速保持在2500r/min左右，用电压表二两氧传感器端子3与4的输出电压，电压值保持在0.45V，记录发动机平稳运行时10s氧传感器的反馈电压变化曲线。观察曲线，若改变气门开度输出电压无明显变化，则氧传感器已发生故障，若10s内反馈电压变化少于8次，则氧传感器已受损或反馈系统不正常，可以结合发动机耗油量是否明显增长或排出的废气浓度是否增高进一步判断是氧传感器受损还是反馈系统不正常，若上述两个现象出现，则是氧传感器受损，使发动机以2500r/min的转速运转约2min清除氧传感器表面积炭或内部油污，若清除积炭油污之后反馈电压仍然低于8次，则说明监测系统出现故障或氧传感器已经彻底损坏。检测反馈电压的具体方法，先断开氧传感器的线束插头，连接低量程和高阻抗的万用表或电压表，电表正表笔连接０Ｘ１或０Ｘ２插孔，或不断开插头直接把正表笔插入氧传感器的线束插头，负表笔连接ＥＩ插孔或蓄电池负极，使发动机以2500r/min的转速匀速旋转，观察并记录反馈电压的变化。检查氧传感器是否损坏时，先断开氧传感器与检测电脑的连接，使反应控制系统出于开环状态，用低量程和高阻抗的万用表或电压表的正表笔连接氧传感器反馈电压的输出接线柱，负表笔连接导电性良好的金属，启动发动机，当发动机以2500r/min转速匀速运转时，检测反馈电压。脱开节气门体下真空软管，使外部空气进入气缸稀释燃气，稀释过程中观察并记录电压表或万能表的指针变化，若指针下降，则氧传感器正常，然后接上软管，用大电阻代替水温传感器，在燃气和空气的比例变化过程中，观察并记录电压表或万能表的指针变化，若电压表读数上升，则传感器正常如果两次检测电压均没有变化或电压有反向变化，则氧传感器已经损坏。
2.2检查氧传感器的颜色
观察氧传感器顶端的颜色可以判断传感器是否出现故障以及故障出现的原因和区域。首先将氧传感器拆下来，先观察传感器的外壳是否有异，通气孔是否被堵塞、表面保护层是否有脱落、陶瓷芯有无破损，若有上述现象出现，则应更换氧传感器。观察氧传感器的顶端的颜色是否有异常，正常的传感器顶端颜色是保护层的颜色浅灰色；如果传感器顶端显示为黑色，表示传感器表面有积炭，需及时清除积炭、排出气缸内过剩的汽油并清除气缸内部油污，排除控制系统不灵敏故障，此时氧传感器还可以继续使用；如果氧传感器顶端出现白色，则说明氧传感器产生硅中毒现象，出现这种情况要及时更换氧传感器，更换氧传感器时要慎用溶剂和防粘剂，橡胶圈也要按照厂家标准选择；如果氧传感器顶端出现棕色，则说明氧传感器发生了铅污染，若是轻微铅污染，连续使用两箱无铅汽油即可消除，若是铅已经侵入固体电解质内部，则必须要更换氧传感器，铅污染是不可避免的，即使使用无铅汽油也不能避免铅污染的发生，所以在平时使用中必须要定时检测氧传感器是否产生了铅污染并在污染尚不严重时解决，燃料也要选用质量好的燃油和润滑剂，尽量使用质量高的无铅汽油以减少铅污染。
2.3检测传感器加热器的电阻
应用电阻法之前要通过观察电路图了解氧传感器各个接口的位置以便于准确的连接并测量各个端口。首先断开氧传感器的导线连接器，把万能表或欧姆表的正负电极分别与氧传感器电阻两端相连接，先在常温下测量加热器的电阻，若电阻值为无穷大，则传感器正常，再启动发动机，使发动机以2500r/min的转速匀速运行，氧传感器正常时的电阻值参考汽车维修手册，一般电阻值在300Kω左右，若测量电阻值与额定电阻差距较大，则氧传感器已经损坏，应及时更换。
3.结语
氧传感器不仅能有效的减少汽车尾气的排放，还能通过控制燃料喷射量节约汽车燃料的使用量，对环境保护有很大的意义。氧传感器故障的原因主要有表面氧化、铅硅中毒和表面积炭，检测氧传感器故障可用检测电阻法、检测电压法和表面观察法。氧传感器出现故障会给发动机和汽车带来很大的影响，所以要定时对传感器进行检修，及时发现传感器出现的问题并及时修理，避免更大的经济损失也减少汽车尾气的排放。
参考文献
[1]许文强.自制传感器模型在汽车运用与维修专业教学中的应用[J].教育教学论坛,2016(06).
[2]赵岩,李晓红，侯兰青.我国汽车维修业对信息资源的需求及存在问题[J].现代情报,2006(12).
论文作者:李松
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/5
标签：传感器论文; 电压论文; 发动机论文; 汽车论文; 燃油论文; 表面论文; 反馈论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;