汽車氧傳感器的常見故障及檢查方法研究

馬罡　申榮衛

摘 要：氧傳感器通常安裝在汽車尾氣排放管或者前排氣管內，能夠對汽車尾氣的氧含量進行實時監控，并且將監控信息實時傳輸給電子控制器，通過電子控制器的反饋控制系統可以智能調節發動機燃料的整體噴射量，從而減少能源資源的浪費，避免環境污染，而且還可以使得汽車發動機保持在最佳狀態。

關鍵詞：汽車；氧傳感器；故障；主要問題；檢查方法

在汽車運行的過程中，如果氧傳感器出現故障，則產生的波形無法反映燃油反饋控制系統，沒有辦法控制空燃比，造成汽車耗油量增多汽車尾氣排放量過大。如果情況嚴重時還會造成汽車怠速不穩，排氣管冒煙等情況，嚴重影響汽車的運行功率，為此必須要對氧傳感器存在的故障進行全面分析。

1 氧傳感器工作原理

隨著我國綜合實力不斷提升，人民對于汽車需求也在不斷增多，導致汽車數量大幅度提升，不僅會使得交通堵塞，而且很容易造成環境污染，不利于環境保護的發展。為此必須要加強對汽車尾氣的科學控制。氧傳感器能夠直接將尾氣中的氧含量傳遞給發動機電子控制系統，根據反饋的信號能夠判斷系統是否進入閉環狀態，只有氧傳感器在無故障時，信號波形才能夠反映出燃油反饋的控制狀況。

利用三元催化器的方式可以減少污染物和廢棄的排放，所以氧傳感器是汽車發動機系統重要的構成。一般氧傳感器位于排氣管第一節催化轉換器之前，并且采用二氧化鋯材料制作而成。通過插入到陶瓷保護套中，與排氣管上的傳感器進行連接。陶瓷體暴露在排氣中，并且與外部空間相連接[1]。

氧傳感器由于在低溫狀態下的電阻非常高，所以如果發動機沒有啟動不會出現電流。當發動機打火時溫度會不斷上升，空氣中的廢棄以及氧氣會呈現出明顯的變化。而陽離子能夠通過元件導致電位差白金將電位差不斷放大，所以空燃比會遠遠低于理論空燃比在氧傳感器元件之間會有非常濃的氧氣濃度差，這樣也就會造成氧傳感器的電壓過強，如果混合的大氣比較稀薄，那么大氣與廢氣之前的濃度差就會減少，傳感器所能夠產生的電壓也比較弱。如果空氣中混合的空燃比減少，很可能對一氧化碳氣體等雜質凈化效果產生影響。利用氧傳感器可以直接檢測排氣管中的氧氣濃度，并且發出反饋信號，進一步將空燃比控制在合理的范圍內。

氧傳感器通過安裝在排氣管上，可以實時檢測廢氣的氧氣濃度，如果廢氣中的氧氣百分比過高時，則可以判定空燃比過大，即混合氣比較稀薄，而廢氣中氧氣的百分比很小時則可以判斷空燃比很小，所以混合器非常高。如果溫度在300℃左右時，陶瓷材料能夠直接作為氧化鐵的導體，幫助傳感器的兩側氧平衡。而這種電壓變化還有不同的兩測量值可以直接反饋給控制系統，在排氣中通過對剩余的氧氣含量進行檢測，能夠保證燃燒的有害廢氣明顯降低。

2 汽車氧傳感器常見故障

2.1 汽車氧傳感器老化

在汽車氧傳感器反饋的過程中，通過對空燃比進行全面的分析，可以有效減少汽車尾氣出現汽油過剩的情況。但是在汽車實際運行的過程中，很容易受到燃油蒸汽快速預熱而導致氧傳感器表面溫度異常升高等問題，導致氧傳感器表面的保護層出現碳粒而破損老化等[3]。

2.2 氧傳感器表面積碳問題嚴重

由于氧傳感器位于汽車尾氣排氣管內，所以造成汽車發動機內部沒有充分燃燒的油料會在氧傳感器表面積累大量的碳基，而這些碳基由于含有未燃盡的油漬以及塵埃等飄入到氧傳感器內部也會使得氧傳感器內部受到嚴重污染，不僅會導致信號傳輸受到影響，而且也會造成氧傳感器的反饋不準確。一旦出現氧傳感器表面積碳問題，很有可能造成發電機電子控制系統無法獲得正確的空燃比，而導致尾氣排放量不斷增加。

2.3 加熱電阻絲燒斷

氧傳感器在實際工作的過程中必須通過加熱阻絲來提高傳感器的溫度，如果傳感器加熱阻絲出現燒斷的故障時，很容易造成氧傳感器無法正常工作，也就沒有辦法發出信號。

2.4 氧傳感器鉛硅中毒

在汽車氧傳感器運行的過程中，鉛中毒主要是因為使用了含鉛汽油而造成的，即使是新配置的氧傳感器，也不會超出3000米的工作里程。為了能夠緩解氧傳感器鉛中毒的情況，必須選擇不含鉛的汽油，減少汽車傳感器表面的鉛含量。

而如果排氣溫度過高時導致鉛中毒過深，甚至進入到氧氣傳感器的內部，則必須立即更換氧傳感器。如果存在硅中毒的情況時，氧傳感器也會停止工作，所以必須改用高質量的燃油以及潤滑油，減少尾氣中的硅含量。并且要選擇符合生產標準的橡膠圈避免在傳感器表面涂抹溶劑，因為這些溶劑中很有可能含有鉛合規導致汽車氧傳感器出現故障。

2.5 氧傳感器陶瓷體破損

盡管汽車的氧傳感器陶瓷體硬度非常高但是卻有明顯的脆性，如果陶瓷體撞擊硬物之后，就很容易出現碎裂的問題，而且如果在強氣流沖洗的過程中，也會導致陶瓷體出現破損問題。

3 汽車氧傳感器故障的檢查

3.1 加入電阻氣檢查

在汽車氧傳感器故障檢查的過程中，通過斷開汽車點火裝置的方式，快速找到氧傳感器并且拔下線束插頭，通過萬用表對接線端加熱器以及搭鐵之間的電阻進行全面的分析，如果阻值不斷升高，則說明內部線路存在短路的情況，所以必須立即更換氧傳感器。

3.2 定期測量氧傳感器

在測量氧傳感器的過程中，首先要將線束接口拔下，并且按照車型電路圖以及氧傳感器的饋線接線柱導出導線，并且插好線束口，保證發動機能夠正常運轉，通過對導線進行全面的測量，可以保證汽車反饋電壓的整體效果，如果氧傳感器可以正常運轉，則必須保證反饋電壓在0.45V左右。此外還可以加速踩下踏板并且立即松開的方式，保證混合氣體的濃度發生變化，如果在加速踩下踏板的情況下，發動機的油料噴射口油料增加，導致混合氣體的濃度增大，則反饋電壓會持續上升，如果松開加速踏板，油料噴射量會降低混合氣體的濃度也會減少反饋，電壓會明顯下降。利用電壓表對反饋電壓的數值進行監測，如果沒有發現指針跳動的情況，則說明氧傳感器出現了故障[4]。

拔下氧傳感器的線束插頭，保證氧傳感器與電腦斷開反饋控制系統也處于開環狀態，通過利用萬用表電壓檔的正表比與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱相連接，負表筆搭鐵。在發動機運轉過程中，通過對反饋電壓進行測量，脫開進氣管上的曲線箱，并且強制通風管或者其他真空軟管，通過人為的形成混合氣觀看電壓表以及指針讀數下降的情況，然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器。通過利用4-8kΩ的電阻來代替水溫傳感器，并且人為形成濃混合氣判斷電壓表的運動狀態，如果指針讀數往上升，則可以突然踩單或者松開加速踏板，改變混合氣體濃度。

3.3 檢查氧傳感器外觀顏色

在氧傳感器外觀顏色檢測的過程中，首先應該拆下氧傳感器，判斷氧傳感器的外殼氣孔是否出現損壞的問題，如果發現損壞必須立即更換氧傳感器，此外也應該及時觀察氧傳感器頂端顏色是否出現變化，通過恰當的方式能夠判斷故障的存在其中氧傳感器的頂端是淡灰色的，則屬于正常，如果氧傳感器的頂端呈現白色，則說明氧傳感器出現硅中毒，如果氧傳感器的頂端變成棕色，則說明是鉛中毒。如果頂端變成黑色，則可以說明氧傳感器出現了積碳問題。

3.4 示波器的方式對波形進行判斷

由于氧傳感器在工作的過程中可以直接通過示波器的方式判斷波形，如果波形出現異常，則可以直接判斷波形故障，例如征服雜波就是指氧傳感器整體的信號電壓波形在300mV至600mV左右，出現不重要的雜波，如果征服雜波。過多也會引起氧傳感器的化學變化，而不是發動機的故障所引起的，由此可見增幅雜波就是指在600mV以上以及300mV以下的雜波中等雜波則是指信號電壓波形高壓段部分向下沖的尖峰，而且中等雜波尖峰幅度一般在150mV左右，如果氧氣傳感器的波形在400mV時，則中等雜波會在200mV左右，中等雜波可能對特定的故障產生一定的效果，并且能夠對燃油反饋系統類型，發動機運行方式以及發動機系列或氧傳感器的類型具有非常重要的影響，而嚴重雜波則是指在200mV的雜波.通過波形測試顯示主要以氧傳感器的信號電壓波形向下沖的尖峰，并且在發動機持續運轉過程中覆蓋整個氧傳感器的電信范圍，所以發動機會處于穩定的狀態下，例如在每分鐘2500鉆石嚴重雜波可能存在幾秒左右，則意味著發動機出現了故障，通常是因為點火不良或者缸噴油氣噴油量不一致而造成的[5]。

4 結論

本文通過對汽車氧傳感器的常見故障，進行全面的分析與判斷總結了汽車氧傳感器故障檢測的具體方法，包括判斷氧傳感器外觀顏色變化、加熱電阻器的變化以及氧傳感器電壓變化等，通過這些手段可以及時發現汽車氧傳感器的故障，保證汽車的穩定運行。

參考文獻：

[1]史志華.汽車氧傳感器的結構與檢測方法[J].內燃機與配件，2018（23）：68-70.

[2]胡建峰.淺談汽車氧傳感器的故障及檢查方法[J].中外企業家，2018（01）：196.

[3]劉子強，邵晗，李全.氧傳感器OBD系統診斷原理及故障分析[J].農機使用與維修，2018（01）：39-43.

[4]王曉林.波形診斷技術在K3發動機故障判斷上的應用研究[D].吉林大學，2016.

[5]段剛.汽車氧傳感器的常見故障及檢查方法[J].山東工業技術，2016（10）：25.