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氧传感器的工作原理及常见故障检测维修

分类:技术中心 1691人浏览 2018-09-12
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传感器主要用来检测发动机排气中的氧的含量,电控单元根据氧传感器的电信号判断当前混合气浓度,并对喷油器的喷射时间进行修正控制,把混合气浓度控制在理论空燃比附近。


氧传感器工作原理

氧传感器是汽车上的标准配置,它是利用陶瓷敏感元件测量汽车排气管道中的氧电势,由化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制燃烧空燃比,以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。氧传感器广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制,它是目前最佳的燃烧气氛测量方式,具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量,又可缩短生产周期,节约能源。

汽车上的氧传感器工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下,利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。大气中氧的含量为21%,浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。

当汽车套管废气一侧的氧浓度低时,在氧传感器电极之间产生一个高电压(0.6~1V),这个电压信号被送到汽车ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800°C时,对混合气的变化反应最快,而在低温时这种特性会发生很大变化。

氧传感器故障处理

氧传感器这个部件对汽车正常行驶是十分重要的,假如氧传感器出现故障,发动机将会出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象,更有甚者,汽车会出现加速迟缓、排气管冒黑烟等现象。


在修理氧传感器之前,我们需要了解它的“症状”。当氧传感器出现故障的时候,发动机故障灯将会亮起,伴随而来的是排气管会发出“突突”的声音以及呛鼻的气味,这时候汽修师傅需要使用故障诊断仪检测电压,假如0.1电压0.5,说明混合气浓度很低,假如0.5电压1,说明混合气浓度很高,假如电压在0.4-0.5之间徘徊不动,这就说明氧传感器已经损坏了。


关于氧传感器,最好的解决办法就是检查它的信号电压,因为它的信号电压可以直接反映空燃比。通常情况下,这需要师傅使用示波器或者电控检测仪进行检查。然而这些器材都需要在大型维修厂才会有,那么当汽修门店里没有这些器材,我们又该怎么检测呢?这时候就需要用到发光的二极管了。


我们可以把发光的二极管搭到信号输出端和搭铁上,在氧传感器正常工作的时候,发光二极管会有规律地闪亮;当混合气浓度过低,发光二极管不会亮起;当混合气浓度过高的时候,发光二极管会持续亮起!因此我们可以得出结论:假如氧传感器已经损坏,发光二极管会出现常亮或不亮的状态。


在知道如何测量氧传感器的好坏之后,我们就可以动手进行维修了。


首先,我们需要准备一支氧焊枪。将氧传感器拆卸,并用准备好的氧焊枪对准,直至我们把氧传感器烧白为止,这是因为氧传感器在长期使用的过程中“中毒”的原因,我们可以根据拆卸下来的氧传感器顶尖部位的颜色进行判断:


当氧传感器的顶尖为黑色,这说明氧传感器的故障是由积碳造成的,因此,在清除掉氧传感器上的积碳后,我们还需要对发动机是否有积碳故障进行排查。


当氧传感器的顶尖为白色的时候,这说明氧传感器是被硅元素污染而造成故障的,这时候已经不能进行简单维修了,只能更换氧传感器!


当氧传感器的顶尖是棕色的时候,这说明氧传感器已经被铅元素污染了,如果颜色不深,可以使用上述方法进行解决,如果颜色较深,这说明情况严重,就必须更换氧传感器了。


当氧传感器的顶尖是淡灰色的时候,恭喜你,你的传感器一切正常!


以上就是关于氧传感器故障的检测和维修的方法,掌握多一种方法,可以快速地判断问题的成因、解决问题。

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