氧傳感器測試22
互聯(lián)網(wǎng) jiaer.qx 汽車構(gòu)造維修 2008-06-04
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1.如何測試一個(gè)氧傳感器的效率 首先明確幾個(gè)名詞用語。上流動(dòng)系統(tǒng)指所有的傳感器、執(zhí)行器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦及氧傳感器以上的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。換言之，上流動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)控制電腦和(PCM)和電路。下流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器后面的不運(yùn)動(dòng)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(dòng)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?yàn)橛幸恍┢嚠?dāng)燃料反饋控制系統(tǒng)不正常時(shí)，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(hào)。這樣做有幾個(gè)原因，首先看原因，然后再看試驗(yàn)步驟。氧傳感器工作在一個(gè)有關(guān)排氣系統(tǒng)通過的極端惡劣的環(huán)境之中，一個(gè)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(shí)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(hào)幅度變低，在失效的最后階段，它產(chǎn)生一個(gè)不變化的信號(hào)或根本沒有信號(hào)輸出，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)故障碼，隨后發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)在較濃的混合比狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)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)祝缛加蛪毫^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? 在把握一件事情的核心以前，為了檢查時(shí)能穩(wěn)妥一些，先暫停一下，講一個(gè)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(dòng)發(fā)動(dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)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(gè)誤導(dǎo)。許多技術(shù)人員認(rèn)為氧傳感器自己會(huì)產(chǎn)生可變電壓，而事實(shí)是發(fā)動(dòng)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(hào)，發(fā)動(dòng)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(bào)告它的讀數(shù)，它只是一個(gè)報(bào)告者。如果只是因?yàn)檠鮽鞲衅麟妷浩x，并不意味就必須更換氧傳感器，這只是因?yàn)闇y試氧傳感器只是O2FB試驗(yàn)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(dòng)機(jī)”，氧傳感器的電壓也不會(huì)變。 當(dāng)診斷汽車時(shí)，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(gè)原因，一個(gè)是由于氧傳器本身的問題造成的，而不是對(duì)排氣成份正確性測量的問題，另一個(gè)可能是由于上流動(dòng)系統(tǒng)故障造成的，而不是混合比改變的問題，這是因?yàn)樯狭鲃?dòng)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(hào)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(shí)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(shí)際任務(wù)就是恢復(fù)汽車的脈搏(FFCS的脈搏)，而這個(gè)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(dòng)”或“進(jìn)入閉環(huán)”狀態(tài)。 波形圖(參見圖2)所示：起動(dòng)時(shí)，傳感器輸出電壓達(dá)到450mV時(shí)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(shí)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(shí)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(gè)壞的氧傳感器，那就會(huì)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(dòng)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(gè)通用的方法可以測試氧傳感器：丙烷法和速動(dòng)油門法。 ①用丙烷法測試氧感器(參見圖3、圖4) 一個(gè)氧傳感器有三個(gè)方面需要檢查，如果在這三個(gè)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(duì)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(shí)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(dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500rpm下運(yùn)轉(zhuǎn)兩三分鐘； d.讓發(fā)動(dòng)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(gè)運(yùn)行正常的系統(tǒng)將在加丙烷的氧傳感器信號(hào)電壓會(huì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降一、二百轉(zhuǎn)，這是因?yàn)榛旌媳葷獾脑颍@個(gè)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(dòng)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(dòng)到示波器屏幕上的中央位置時(shí)，定位波形，這項(xiàng)檢查就完成了。現(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(hào) 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(shí)間。 如果這三項(xiàng)中任何一項(xiàng)不符合上表要求，氧傳感器均不合格，應(yīng)更換新的并對(duì)新氧傳感器采取同樣的方法予以檢查。 一個(gè)好的傳感器必須是三項(xiàng)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(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長，上述測試時(shí)間超過了20-25秒，這可能是由于氧感器溫度太低，可能會(huì)使輸出電壓信號(hào)的幅值降低，并使輸出電壓信號(hào)下降沿的時(shí)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(dòng)機(jī)不能在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)充分長的時(shí)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(gè)或多個(gè)參數(shù)項(xiàng)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(shí)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(shí)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5) 對(duì)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(yàn)是非常困難的，這是因?yàn)檫@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(jì)系統(tǒng)，還有一些汽車裝有質(zhì)量空氣流量計(jì)的系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中氧傳感器信號(hào)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(dòng)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(hào)決不會(huì)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(hào))。有幾個(gè)可能的變通辦法就是在測試氧傳感器的手動(dòng)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(gè)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(dòng)機(jī)和氧傳感器2-6分鐘，讓發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過4000rpm，只要得到一個(gè)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(shí)的波形圖來檢查氧傳感器的最大最小電壓以及響應(yīng)時(shí)間，必要時(shí)可以用游標(biāo)測量，汽車示波器通常會(huì)自動(dòng)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(dòng)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(gè)可變電阻器。這個(gè)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(dòng)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(shí)改變電阻值，而發(fā)動(dòng)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(gè)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(gè)較低的變化電壓，這個(gè)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(hào)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(hào)電壓相反，濃時(shí)輸出電壓低，稀時(shí)輸出電壓高。 氧化鈦和氧化鋯傳感器的響應(yīng)時(shí)間一般是一樣的。 吉普(JEEP)氧化傳感器波形測試?yán)? 氧化鈦傳感器運(yùn)行特征 |
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