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氧傳感器測試

www.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：138866886 類別：汽車電器維修時間：2007-12-26

氧傳感器測試
   1.如何測試一個氧傳感器的效率
    首先明確幾個名詞用語。上流動系統(tǒng)指所有的傳感器、執(zhí)行器、發(fā)動機(jī)控制電腦及氧傳感器以上的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。換言之，上流動系統(tǒng)是所有產(chǎn)生排氣及有助于加熱氧傳感器的機(jī)械和電子部件。上流動系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)，連同所有的幫助系統(tǒng)--進(jìn)氣系統(tǒng)，排氣再循環(huán)EGR、空氣等、傳感器、執(zhí)行器、發(fā)動機(jī)控制電腦和(PCM)和電路。下流動系統(tǒng)是指位于氧傳感器后面的不運(yùn)動的廢氣系統(tǒng)部件--也就是催化反應(yīng)及它的內(nèi)部的全部工作內(nèi)容和排氣系統(tǒng)。
    其次，為了區(qū)別當(dāng)今發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)不同的閉環(huán)控制系統(tǒng)，這里不使用一般的閉環(huán)控制系統(tǒng)、怠速控制閉環(huán)系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)等等。一般解碼器顯示的閉環(huán)是燃料反饋的系統(tǒng)閉環(huán)控制，這里所講的閉環(huán)則不是單指燃料反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制。這是因為有一些汽車當(dāng)燃料反饋控制系統(tǒng)不正常時，它的控制電腦(PCM)仍然告訴解碼器說系統(tǒng)是處在閉環(huán)控制狀態(tài)。
    在氧傳感器平衡(O2FB)測試中第一步就是測量氧傳感器的輸出信號。這樣做有幾個原因，首先看原因，然后再看試驗步驟。氧傳感器工作在一個有關(guān)排氣系統(tǒng)通過的極端惡劣的環(huán)境之中，一個不需加熱的氧傳感器壽命為30000至50000英哩，而加熱氧傳感器壽命比不加熱氧感器延長壽命長20000英哩。
    任何一種氧傳感器的時效，都是慢慢地失去的，開始它的響應(yīng)速度變慢，能夠產(chǎn)生的輸出信號幅度變低，在失效的最后階段，它產(chǎn)生一個不變化的信號或根本沒有信號輸出，這時就會出現(xiàn)故障碼，隨后發(fā)動機(jī)檢查燈或故障指示燈就亮了。除了由于使用年限和行駛里程導(dǎo)致氧傳感器正常的失效外，氧傳感器還有可能因汽油中含鉛或冷卻液中的硅膠腐蝕而導(dǎo)致提前失敗，滲漏頭墊破裂也使許多氧傳感器失效。但是，使氧傳感器提前失效的首要原因是發(fā)動機(jī)在較濃的混合比狀態(tài)下運(yùn)行時所造成碳阻塞，還有各種潛在原因都可能成為使氧傳感器失效的禍?zhǔn)�，例如燃油壓力過高，噴油嘴壞損或控制電腦傳感器損壞以及操作不當(dāng)?shù)取?nbsp;
    在把握一件事情的核心以前，為了檢查時能穩(wěn)妥一些，先暫停一下，講一個問題，在診斷燃料反饋控制系統(tǒng)(FFCS)之前，經(jīng)常被告之，應(yīng)起動發(fā)動機(jī)直至它進(jìn)入“閉環(huán)”狀態(tài)。也有許多汽車修理文章也這樣寫到：“起動發(fā)動機(jī)在2500rpm下運(yùn)轉(zhuǎn)2-3分鐘，直到氧傳感器產(chǎn)生可變電壓”，這恐怕是個誤導(dǎo)。許多技術(shù)人員認(rèn)為氧傳感器自己會產(chǎn)生可變電壓，而事實是發(fā)動機(jī)要在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下氧傳感器在讀廢氣及由廢氣導(dǎo)致的電壓信號，發(fā)動機(jī)控制電腦(PCM)通過噴油脈沖寬度變化或混合比控制命令來改變排氣成份。
    氧傳感器安裝在排氣流中報告它的讀數(shù)，它只是一個報告者。如果只是因為氧傳感器電壓偏離，并不意味就必須更換氧傳感器，這只是因為測試氧傳感器只是O2FB試驗的第一步，如果排氣的成份不變化，不管怎樣“運(yùn)轉(zhuǎn)加熱發(fā)動機(jī)”，氧傳感器的電壓也不會變。
    當(dāng)診斷汽車時，如果發(fā)現(xiàn)氧傳感器的輸出電壓不正常或根本不變，那可能有兩個原因，一個是由于氧傳器本身的問題造成的，而不是對排氣成份正確性測量的問題，另一個可能是由于上流動系統(tǒng)故障造成的，而不是混合比改變的問題，這是因為上流動系統(tǒng)中的一些部件有故障。
    現(xiàn)在回到要接觸到的事情的要害，“要害”就是氧傳感器信號在燃料反饋控制系統(tǒng)中的地位，在汽車示波器的顯示屏上，氧傳感波形，就相當(dāng)于醫(yī)院手術(shù)室里的電起搏器(EKG)，事實上，在醫(yī)院的急救室里，最主要的判斷設(shè)備就是起搏器(EKG)，它所以看到病人脈搏的波形。汽車行駛能力和排放診斷的實際任務(wù)就是恢復(fù)汽車的脈搏(FFCS的脈搏)，而這個脈搏是就是氧傳感器波形。觀察傳感器的波形能說明什么樣的燃料反饋控制系統(tǒng)是“進(jìn)入活動”或“進(jìn)入閉環(huán)”狀態(tài)。

波形圖(參見圖2 <http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t2.htm>)所示：起動時，傳感器輸出電壓達(dá)到450mV時開始進(jìn)入濃和稀的循環(huán)。圖2與醫(yī)院的電起搏器相似，氧傳感器波形只有當(dāng)氧傳感器是好的時才是可信的，如果裝在病人皮膚上的電起搏器的傳感器不好，那么實在不能相信它產(chǎn)生的波形，但是由于氧傳感器所處的環(huán)境要比電脈搏的傳感器在衛(wèi)生的病房里所處的環(huán)境差得多。所以在開始依靠氧傳感器工作之前，必須測試氧傳感器本身，如果將氧傳感器波形用于診斷目的，必須十分確信它的精確性。如果用一個壞的氧傳感器，那就會既不能進(jìn)行有效地進(jìn)行氧反饋平衡診斷，也不能讓發(fā)動機(jī)控制電腦(PCM)正常運(yùn)行。這就是為什么診斷工序的第一步就要測試它的原因。
    2.測試氧傳感器的具體方法
    由兩個通用的方法可以測試氧傳感器：丙烷法和速動油門法。
①用丙烷法測試氧感器(參見圖<http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t3.htm>、圖 <http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t4.htm><http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t4.htm>)
    一個氧傳感器有三個方面需要檢查，如果在這三個方面中任何一方面發(fā)生故障，都需要更換新的氧傳感器，并對新的氧傳感器進(jìn)行檢查。
    這些步驟和規(guī)格適用于由世界最大的氧傳感器制造廠生產(chǎn)出來的氧化鈦傳感器，同時它也適用于汽車生產(chǎn)廠的OBD-II 診斷儀所顯示的氧化鋯傳感器規(guī)格。
    a.連接和設(shè)置加濃丙烷工具；
    把加濃的丙烷接到真空管入口處(有曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)或制動助力系統(tǒng)應(yīng)連接完好的條件下工作)；
    b.接上并設(shè)置好汽車示波器；
    c.起動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在2500rpm下運(yùn)轉(zhuǎn)兩三分鐘；
    d.讓發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，注意必須在30秒內(nèi)完成準(zhǔn)確的振幅和反應(yīng)結(jié)果；
    e.慢慢加丙烷，直至氧傳感器輸出電壓升高(變濃)，一個運(yùn)行正常的系統(tǒng)將在加丙烷的氧傳感器信號電壓會繼續(xù)緩慢地加注丙烷直到系統(tǒng)失去反饋過濃混合比的能力，然后繼續(xù)加注丙烷直至發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降一、二百轉(zhuǎn)，這是因為混合比濃的原因，這個步驟如果操作正確應(yīng)該在20-5秒內(nèi)完成；
    f．迅速把丙烷從真空管處移開，造成極大的真空，如果發(fā)動機(jī)失速是正常的，它并不影響檢測，然后關(guān)閉丙烷開關(guān)閥；
    g.等到波形移動到示波器屏幕上的中央位置時，定位波形，這項檢查就完成了�，F(xiàn)在通過分析波形來判斷氧傳感器是否合格了。
    如果氧傳感器是好的應(yīng)符合下面的結(jié)果：
表 1
檢測參測序號測量參數(shù)描述允許范圍
1 最高電壓(左側(cè)波形) 大于850mV
2 最低電壓(右側(cè)波形) 75mV-175mV
3 從濃到稀的允許響應(yīng)中間(允許下降值) 小于100Ms(波形垂直下降300-600mV應(yīng)該垂直下降)
    氧傳感器測試--可以從顯示屏上直接讀取最大或最小電壓，并用示波器游標(biāo)讀出延遲時間。
    如果這三項中任何一項不符合上表要求，氧傳感器均不合格，應(yīng)更換新的并對新氧傳感器采取同樣的方法予以檢查。
    一個好的傳感器必須是三項要求全部符合，如果在關(guān)閉丙烷開關(guān)閥并產(chǎn)生較大真空度之前，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時間過長，上述測試時間超過了20-25秒，這可能是由于氧感器溫度太低，可能會使輸出電壓信號的幅值降低，并使輸出電壓信號下降沿的時間延長，這就造成氧傳感器不合格的假象。如果在關(guān)閉丙烷開關(guān)閥并造成最大真空度之前，發(fā)動機(jī)不能在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)充分長的時間。那么氧傳感器保持燃料反饋閉環(huán)控制的能力就不能適當(dāng)?shù)販y試出來，檢測氧傳感器應(yīng)充分預(yù)熱(在2500rpm運(yùn)轉(zhuǎn)2-3分鐘)，如果只做5秒鐘的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的話，那么就可能有一個或多個參數(shù)項不合格。這就是為什么要使丙烷加濃20-25秒的原因。
    有些汽車用真空降稀的辦法來控制氧傳感器是非常困難的，甚至是不可能的，這時就應(yīng)該換一種方法來檢測氧傳感器，這就是油門急加速方式測試氧傳感器。
    如果從波形上還無法準(zhǔn)確斷定氧傳感器的好壞，可以用示波器上的游標(biāo)讀出最大最小電壓和響應(yīng)時間，大多數(shù)壞的氧傳感器都可以從波形明顯地分辨出來。
    ②用急加速油門方法測試氧傳感器(參見圖 <http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t5.htm><http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t5.htm>)

    對有些1988年或更新的汽車，用丙烷加濃和真空泄漏變稀法來做氧傳感器試驗是非常困難的，這是因為這里汽車已經(jīng)寫了快速補(bǔ)償真空泄露的功能，在一些新的汽車上安裝有速度--密度方式空氣流量計系統(tǒng)，還有一些汽車裝有質(zhì)量空氣流量計的系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中氧傳感器信號想要足夠的下降(變稀)是非常困難，甚至是不可能的。透常，比較新的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)能夠非常快的補(bǔ)償比較大的真空，所以氧傳感器信號決不會變稀(在排放中氧的不同部分壓強(qiáng)，不足產(chǎn)生在最大的氧傳感器響應(yīng)信號)。有幾個可能的變通辦法就是在測試氧傳感器的手動真空泵使傳進(jìn)壓力傳感器(MAP)的真空壓力穩(wěn)定，是用急加油門的辦法來測試氧傳感器的。
    用急加速油門的方法有三個步驟(示波器設(shè)定方法與丙烷測試方法相同)：
    a.以2500rpm預(yù)熱發(fā)動機(jī)和氧傳感器2-6分鐘，讓發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)20秒鐘；
    b.在兩秒內(nèi)將油門從怠速加至節(jié)氣門完全打開5-6次，注意，不要超速，沒有必要讓發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過4000rpm，只要得到一個節(jié)氣門急加速和全減速就可以了；
    c.定住屏幕上的波形以便檢查，按照丙烷測試方法時的波形圖來檢查氧傳感器的最大最小電壓以及響應(yīng)時間，必要時可以用游標(biāo)測量，汽車示波器通常會自動顯示最大值和最小電壓值。
    d.5V氧化鈦傳感器系統(tǒng)
    配置氧化鈦傳感器系統(tǒng)--5V或1V可變電阻。氧化鈦傳感器與氧化鋯不同。氧化鈦傳感器的工作原理與發(fā)動要冷卻液溫度傳感器(ECT)和進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器一樣，它們包含一個可變電阻器。這個可變電阻根據(jù)條件的改變(例如：溫度)來改變電阻值。但是與發(fā)動機(jī)冷卻水溫度或進(jìn)氣溫度不同的是，氧化鈦傳感器在傳感器四周空氣/燃油混合比變化時改變電阻值，而發(fā)動機(jī)控制電腦(PCM)則是讀取電阻兩端電壓降，通常要提供給氧化鈦傳感器一個工作電壓(一般是1V，但吉普4.0L直到1991年用的是5V)。然后傳感器送回一個較低的變化電壓，這個電壓是根據(jù)空氣/燃油混合比的情況回送的。
    大多數(shù)氧化鈦傳感器系統(tǒng)是在多點(diǎn)噴油系統(tǒng)中使用，在4.0L切諾基和wsanglers(1991年以前)吉普，一些3.0L的克萊斯勒Eahie，Summit，1986年以后的日產(chǎn)300ZX和Stanza 4WD，1982年以后日產(chǎn)千里馬和Sentre，1983年和以后日產(chǎn)D21卡車和一些1988年更新的豐田汽車，例如4-Runner，4.0L的吉普系統(tǒng)(1991年以前)用5V電壓電源，其它用1V電壓電源。并不是所有的吉普5V氧化鈦傳感器系統(tǒng)與氧化鋯傳感器的性能相同。在吉普公司4.0L轎車上有一些統(tǒng)一差別。
    a.傳感器信號從0-5V變化，而不是0-1V；
    b.傳感器與其它傳感器的輸出信號電壓相反，濃時輸出電壓低，稀時輸出電壓高。
    氧化鈦和氧化鋯傳感器的響應(yīng)時間一般是一樣的。
    吉普(JEEP)氧化傳感器波形測試?yán)?nbsp;
    氧化鈦傳感器運(yùn)行特征
    怠速參見圖 <http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t6.htm><http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t6.htm>

    在2500RPM時參見圖 <http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t7.htm><http://www.qclt.com/wego/wavform/krbxt/t7