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汽车发动机故障灯常亮 经检测为后氧传感器存在问题 请问如何简单有效的排除该故障

一般现在的汽车上都是有两个氧传感器的,如下图所示,把安装在三元催化器前面的称为1号氧传感器(上游氧传感器),把安装在催化器后方的称为2号氧传感器(下游氧传感器)。

当后氧传感器损坏的情况下,除了点亮故障指示灯,还输出相关的故障代码,比如:P0136、P0137、P0138、P0140、P2270和P2271等。下面先对后氧传感器的工作原理进行分析,然后再提出几种检测的方法,通过这几张检测的方法就可以排除故障。

后氧传感器的结构和原理

后氧传感器的结构如下图所示,主要是由二氧化锆元件(固体电解质)、外壳、铂电极和加热器等组成。当发动机工作时,传感器内部与大气是连通的,外部与尾气接触。当内外两侧的氧气浓度不同时,在温度达到300度以上,大气中带负电荷的氧离子就会流向尾气侧,在铂电极上产生电压。

后氧传感器与前氧传感器不同,后氧传感器是把三元催化器转换后的氧含量信号传递给发动机ECU,ECU通过将前后两个氧传感器的输出电压波形进行对比,这个对比来判断三元催化器是否损坏。如下图所示,如果前后氧传感器的输出波形电压一样,说明三元催化器是好的,如果不一样则说明催化器坏了。

后氧传感器损坏的常见故障

  • 氧传感器内部损坏

有的车主接触为了贪图便宜,经常到一些小地方加油站去加油,加的这种油存在很大的质量问题。加入有问题的燃油,会容易腐蚀氧传感器内部结构,堵塞基准侧(内部)和排气侧之间的氧离子流动,是氧传感器失效。

  • 积碳或其他物质是传感器输出电压失效

有不少的车主知道每隔3万公里左右需要清洗节气门,节气门使用一段时间会脏,一样的,氧传感器也会受到积碳的影响。如果传感器外部有积碳或机油,内部进入了油污和灰尘等,这样就会使内外两侧的氧离子流动同样会受到影响。

  • 传感器的加热器损坏

传感器的工作温度在300度以上才起作用,发动机这时候开启的是闭环控制,在传感器内部基本上都安装有一个加热器,用于冷车时给传感器加热。这个加热器类似于电热丝加热原理,如果加热器损坏,发动机ECU也会输出故障代码。

后氧传感器的检修方法

如下图所示是后氧传感器的电路图,从图中我们可以知道,传感器的1和2号端子是加热器端子,其中2号角是+B端子,这个端子是通过主继电器过来的,给传感器提供12伏电压;1号端子通过ECU控制内部负极搭铁。3号端子是传感器信号端,4号端子是搭铁。传感器外部缠绕有屏蔽线,用于屏蔽外界信号的干扰。

从图中我们可以知道,如果发动机亮故障灯,而且输出是后氧传感器的故障代码,这个情况下,可能的故障原因是:氧传感器本身损坏、传感器线路问题、传感器加热器损坏和发动机ECU损坏。

通过对电路图和后氧传感器损坏的原因、常见故障分析,可以按照以下的检修方法进行故障排除。

  • 线检查传感器外观

氧传感器正常的外观颜色是浅灰色的,使用久了会带一点土黄色,这是正常的。如果颜色出现白色,说明是燃烧室有水参与燃烧或安装面使用的劣质的密封胶;如果是黑色,说明混合气过浓或积碳,这个情况下查找具体的原因,而不是更换传感器,不然更换传感器是没有作用的。

  • 检测氧传感器加热器

氧传感器加热器电阻影响到氧传感器是否能尽快达到工作温度,这个电阻值正常是3-16欧姆,测量时需要使用万用表的欧姆档,拔下传感器进行测量。测量这个电阻值是测量传感器本身,而不是测量线束,之后再测量线束有无12V的供电电压。

如果测量的电阻值不在正常范围内,需要更换氧传感器。如果测量没有12V电压,需要检查主继电器和蓄电池。

  • 通过氧传感器的电压变化来判断

当尾气中的氧气浓度发生改变时,氧传感器输出电压也会发生变化,这个电压变化范围在0-1V内。当混合气浓时,输出接近0.9V的电压;当混合气稀时,输出0.1V左右的电压。

对于后氧传感器来说,由于其含氧量已经大幅下降,信号电压变化的频率会慢一点,在低于75mV的电压时间超过150s的情况下才算信号电压低,高于999mV的电压超过105s的时间内才算电压高,超过这个响应范围就可以判断后氧传感器损坏。

测量这个输出电压时不能拔下传感器,可以使用万用表电压档或诊断仪的数据流功能进行检查和数据读取。如果测量的电压不符合标准,需要更换传感器。

  • 通过示波器功能检测

最专业最好的判断方法是使用示波器查看波形,这个方法要比以上的方法省略很多步骤,把示波器的正极接在3号端子(输出电压),示波器负极搭铁,在启动的情况下测量,如下图所示,如果发现波形变化的频率慢或者电压低,那么就是传感器损坏了。

总结

后氧传感器是检测三元催化器好坏的,如果这个传感器坏了,最简单的判断检测方法是根据故障代码来进行检查,有可能是加热器问题、线路问题和传感器问题。除此之外还可以通过检查氧传感器加热器电阻和供电电压、检查传感器外观、电压变化和示波器等方法进行检测。

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