氧傳感器的類型

汽車上安裝的氧傳感器一般可分為以下三類：

01 氧化锆式氧傳感器

空燃比值為14.7∶1時，氧化锆式氧傳感器電壓在0.45V 左右。這類氧傳感器信号電壓範圍是0.1~0.9V，信号電壓小于0.45V 時，氧傳感器反饋給ECU 的信号是混合氣稀；信号電壓大于0.45V 時，反饋信号表示混合氣濃。

在新型的發動機控制系統中，給氧傳感器加裝了加熱線圈，以提高它在發動機怠速運轉時的工作溫度，使氧傳感器在發動機低溫和怠速時也能正常工作。所以，此類氧傳感器為3線或4線。它常安裝在排氣總管三元催化轉化器前，用于混合氣的短時調節。

02 氧化钛式氧傳感器

氧化钛式氧化傳感器與氧化锆式氧傳感器不同。氧化钛式氧傳感器工作原理與發動機冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器類似，它包含一個可變電阻，可變電阻值根據條件改變。

但與冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器不同的是，氧化钛式氧傳感器是根據周圍的空燃比變化而改變電阻值的。發動機PCM 讀取電阻兩端的電壓降，通常PCM 提供給氧化钛式氧傳感器一個工作電壓，一般采用5V 電源電壓，信号電壓一般為0~5V，基本輸出電壓為2~3V。與氧化锆式氧傳感器的輸出信号電壓相反，混合氣濃時輸出電壓低，混合氣稀時輸出電壓高。也有用1V 的電源電壓。

03 新型寬帶氧傳感器

新型寬帶氧傳感器是一種主動氧傳感器，它有6根線：2根加熱線，2根氧信号線，2根輸出電流線。ECU 根據輸出的電流計算混合氣的濃度，從而可使混合氣控制範圍更寬，氧傳感器信号電壓在0~5V 之間變化，λ =1時電壓為2~3V，其信号波形通常為一條不動的直線。

氧傳感器的檢測與廢氣分析

目前最常見的氧傳感器為加熱型氧化锆式氧傳感器，檢測它時最好是用示波器檢測信号電壓波形。

在空燃比控制适當時，氧傳感器信号是計算機系統的最好指示。一般來說，一個工作良好的電控燃油發動機在閉環工作狀态下，怠速時，氧傳感器在10s内應有不少于8個濃/稀振幅；轉速為2500r/min時，10s内應有10~40個濃/稀振幅。當空燃比由稀變到濃時，氧傳感器的響應時間應小于100ms；當空燃比由濃變到稀時，氧傳感器的響應時間應小于125ms。

評定氧傳感器信号的第一步是證明該傳感器處于良好的狀況。用數字存儲示波器測試氧傳感器的響應時間。用丙烷使空燃比變濃，而用真空大量洩漏使空燃比變稀。在正确的時間内，将開關從濃切換到稀，再從稀切換到濃，應符合上述要求。

汽車的三元催化轉化器前有一個主氧傳感器，三元催化轉化器後還有一個副氧傳感器，這個副氧傳感器用來監測三元催化轉化器的轉換效率。下圖（a）、（b）、（c）所示分别是失效的三元催化轉化器、舊的三元催化轉化器和新的三元催化轉化器前、後氧傳感器的波形比較。

（a）失效TWC時EGO波形 ▼

（b）舊TWC時EGO波形 ▼

（c）新TWC時EGO波形 ▼

用示波器進行氧傳感器波形分析，同時結合使用五氣分析儀，對診斷特定故障會大有幫助。例如，如果氧傳感器波形有大量的稀/濃過渡段，而且HC的排放量比正常值高出很多，則氣缸缺火可能是由點火或機械故障引起的。由于燃油進入氣缸而沒有發生燃燒，所有未燃的HC會從排氣系統中排出。如果氧傳感器波形有大量的過渡段而HC的排放量良好，則氣缸缺火可能是由噴油器故障引起的。在噴油器有故障時，由于燃油沒有進入氣缸，HC的排放量沒有增加。

故 障 分 析

1

有些車輛在出現故障時，CO 的排放量會高于1.5%，HC的排放量會高于0.02%。

當遇到這種故障時，首先應檢查氧傳感器電壓的變化情況。因為如果氧傳感器電壓在0.7~0.9V 以上變化且CO 超标，則說明故障不在氧傳感器，應重點檢查空氣流量計信号及燃油系統壓力，同時還應檢查發動機冷卻液溫度傳感器。因為當空氣流量信号值過大、燃油壓力過高及冷卻液溫度傳感器溫度過低時，都會造成CO 排放值過高。若氧傳感器信号電壓在0.1~0.3V 之間變化且CO、HC超标時，應重點檢查排氣管及排氣歧管是否漏氣。

在發動機怠速運轉時，若HC超标，應重點檢查氧傳感器加熱電壓、點火提前角以及三元催化轉化器溫度。首先應檢查點火失火率，即對點火系統高壓線及火花塞進行檢查。當上述檢查正常時，應更換氧傳感器。

如果氧傳感器電壓在0.2~0.8V 之間變化，且發動機控制信号處于閉環，則應重點檢查三元催化轉化器溫度。如果三元催化轉化器溫度過低（280℃以下時），則其不能工作。如果三元催化轉化器進、出口溫度差過低（三元催化轉化器進、出口溫度差正常應大于38℃，實測某車進口溫度為323℃，出口溫度為445℃，相差122℃），應更換三元催化轉化器。

2

氣門積炭也會影響發動機的尾氣排放，使混合氣的調節明顯偏慢，從而導緻CO 及HC數值變化過大，有時甚至超标。當用故障診斷儀讀取氧傳感器數據時，氧傳感器信号電壓會在0.1~0.9V 之間變化（正常時在0.3~0.7V 之間變化）。

當發動機出現怠速不穩、遊車、加速不良及氧傳感器信号電壓在0.1~0.9V 之間變化時，不應急于更換相關傳感器，而應首先清潔進氣門、氣缸和進氣歧管等。對于積炭的清除，可采用免拆清洗設備進行，也可進行人工清潔。

3

在維修中可能遇到這種情況：用故障診斷儀檢測氧傳感器信号電壓，電壓始終在0.5~0.9V之間變化，實際進行發動機排放檢測，CO 過低、HC略高，再用簡易工況檢測尾氣，CO偏低、HC及NOx 偏高。可為什麼排放中CO偏低，即為什麼在混合氣偏稀的情況下，傳感器信号電壓偏高呢?

故障原因在于發動機接地不良或氧傳感器接地線開路。因為發動機接地不良後，在發動機外殼與接地之間會産生0.3~0.4V 電壓，而氧傳感器産生的實際電壓為0.2~0.7V。ECU實際接收氧傳感器信号電壓疊加了發動機外殼電位，并始終維持在濃信号電壓，ECU在接收到濃信号後，會根據程序進行減稀控制，這樣實際進入發動機的混合氣也就會始終偏稀，造成怠速工作不穩。由于混合氣偏稀，發動機用簡易工況檢測有大量氧氣存在，排放中的NOx 極易超标。

所以，當發動機尾氣中的CO偏低，HC、NOx 偏高時，應認真檢查發動機接地電位及氧傳感器接地線電壓，因為消除了接地不良的問題也就排除了故障。

4

NOx 排放過高往往不一定就是EGR系統故障導緻的。凡是能增加發動機工作溫度的冷卻系統故障、過度提前的點火正時和三元催化轉化器失效，都将造成更多的NOx 的形成。甚至會因為修理好了另一種不同的排放問題，又可能造成NOx 排放值的提高。混合氣過濃使燃燒室内形成積炭，這将導緻氣缸壓縮壓力的提高。解決了混合氣過濃的故障會使混合氣變稀，但遺留的因積炭而導緻的高壓縮壓力會引起NOx 排放值的上升。在這種情況下，建議在重新測試排放之前對發動機進行清除積炭處理。這種情況已經引起排放試驗的重新測試的失敗。在開始診斷時用五氣分析儀測出汽車的排放問題，在修理後反複檢測以便确認修理的效果，這樣做對避免汽車重新測試出現失敗是必要的。

氧傳感器信号不正常不一定是氧傳感器本身的故障，氧傳感器信号故障，往往會表現出看似是氧傳感器損壞的現象，但一定要認真檢查與氧信号相關的諸多因素，逐一排除，才能準确判斷故障因素。否則，将會錯誤地換掉配件，造成不必要的損失。

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