淺談氧傳感器引發(fā)的發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障及維修

1、淺談氧傳感器故障引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障診斷摘要：本文介紹了豐田佳美2.2轎車由于氧傳感器故障造成的發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障 ，以及整個故障的分析診斷過程。關(guān)鍵詞：廢氣再循環(huán)（EGR）閥、噴油量失準(zhǔn)、氧化鋯式氧傳感器一、故障描述一輛豐田佳美2.2轎車，該車多年來一直運行狀況良好，近期突然怠速不穩(wěn)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速時高時低，加大油門時，能明顯感覺到有些好轉(zhuǎn)。試車證明，與用戶反映的現(xiàn)象一致。因此故障現(xiàn)象描述為：發(fā)動機怠速不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速時高時低變化。二、故障分析引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因有很多，也有其特定的特點，下面就可能引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因進行分析。 1. 進氣系統(tǒng) (1)進氣歧管或各種閥泄漏 當(dāng)不該進入的空氣、

2、汽油蒸汽、燃燒廢氣進入到進氣歧管，造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機燃燒不正常。當(dāng)漏氣位置只影響個別汽缸時，發(fā)動機會出現(xiàn)較劇烈的抖動，對冷車怠速影響更大。常見原因有：進氣總管卡子松動或膠管破裂；進氣歧管襯墊漏氣；進氣歧管破損或其它機件將進氣歧管磨出孔洞；噴油器O型密封圈漏氣；真空管插頭脫落、破裂；曲軸箱強制通風(fēng)（PCV）閥開度大；活性炭罐閥常開；廢氣再循環(huán)（EGR）閥關(guān)閉不嚴(yán)等。 (2)節(jié)氣門和進氣道積垢過多 節(jié)氣門和周圍進氣道的積炭、污垢過多，空氣通道截面積發(fā)生變化，使得控制單元無法精確控制怠速進氣量，造成混合氣過濃或過稀，使燃燒不正常。常見原因有：節(jié)氣門有油污或積炭；節(jié)氣門周圍的進氣道有油污、

3、積炭；怠速步進電機、占空比電磁閥、旋轉(zhuǎn)電磁閥有油污、積炭。 (3)怠速空氣執(zhí)行元件故障 怠速空氣執(zhí)行元件故障導(dǎo)致怠速空氣控制不準(zhǔn)確。常見原因有：節(jié)氣門電機損壞或發(fā)卡；怠速步進電機、占空比電磁閥、旋轉(zhuǎn)電磁閥損壞或發(fā)卡。 (4)進氣量失準(zhǔn) 控制單元接收錯誤信號而發(fā)出錯誤的指令，引起發(fā)動機怠速進氣量控制失準(zhǔn)，使發(fā)動機燃燒不正常，屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。常見原因有：空氣流量計或其線路故障；進氣壓力傳感器或其線路故障；發(fā)動機控制單元插頭因進水接觸不良或電腦內(nèi)部故障。 2. 燃油系統(tǒng) (1)噴油器故障 噴油器的噴油量不均、霧狀不好，造成各汽缸發(fā)出的功率不平衡。常見原因有：噴油器堵塞、密封不良、噴出的燃油成

4、線狀等。 (2)燃油壓力故障 油壓過低，從噴油器噴出的燃油霧化狀態(tài)不良或者噴出的燃油成線狀，嚴(yán)重時只噴出油滴，噴油量減少使混合氣過??；油壓過高，實際噴油量增加，使混合氣過濃。常見原因有：燃油濾清器堵塞；燃油泵濾網(wǎng)堵塞；燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全閥彈簧彈力過?。贿M油管變形；燃油壓力調(diào)節(jié)器有故障；回油管壓癟堵塞。 (3)噴油量失準(zhǔn) 各傳感器或線路故障，導(dǎo)致控制單元發(fā)出錯誤指令，使噴油量不正確，造成混合氣過濃或過稀，屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。具體原因有：空氣流量計（或進氣歧管壓力傳感器）故障；節(jié)氣門位置傳感器故障；節(jié)氣門怠速開關(guān)故障；冷卻液溫度傳感器故障；進氣溫度傳感器故障；氧傳感器失效；以上傳

5、感器的線路有斷路、短路、接地故障；發(fā)動機控制單元插頭因進水接觸不良或電腦內(nèi)部故障。 3. 點火系統(tǒng) (1)點火模塊與點火線圈 近些年各車型多將點火模塊與點火線圈制成一體，點火模塊或點火線圈有故障主要表現(xiàn)為高壓火花弱或火花塞不點火。常見原因有：點火觸發(fā)信號缺失；點火模塊有故障；點火模塊供電或接地線的連接松動、接觸不良；初級線圈或次級線圈有故障等。 (2)火花塞與高壓線 火花塞、高壓線故障導(dǎo)致火花能量下降或失火。常見原因有：火花塞間隙不正確；火花塞電極燒蝕或損壞；火花塞電極有積炭；火花塞磁絕緣體有裂紋；高壓線電阻過大；高壓線絕緣外皮或插頭漏電；分火頭電極燒蝕或絕緣不良。 (3)點火提前角失準(zhǔn) 由于

6、傳感器及線路故障屬于引起怠速不穩(wěn)的間接原因，控制單元發(fā)出錯誤指令，使點火提前角不正確，或造成點火提前角大范圍波動。常見原因有：空氣流量計或進氣壓力信號故障；霍爾傳感器故障；冷卻液溫度傳感器故障；進氣溫度傳感器故障；爆震傳感器故障；以上傳感器的線路有斷路、短路、接地故障；發(fā)動機控制單元因進水引起插頭接觸不良或內(nèi)部電路損壞。 (4)其它原因 三元凈化催化器堵塞引起怠速不穩(wěn)，這種故障在高速行駛時最易發(fā)現(xiàn)。自動變速器、空調(diào)、轉(zhuǎn)向助力器有故障會增加怠速負荷，引起怠速不穩(wěn)。發(fā)動機控制單元與空調(diào)、自動變速器控制單元之間的怠速提升信號中斷，在安裝CAN-BUS的車輛存在總線系統(tǒng)故障。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的增加，

7、引起怠速不穩(wěn)的因素會更多，診斷者必須全面考慮問題。 4. 機械結(jié)構(gòu) (1)配氣機構(gòu) 配氣機構(gòu)故障導(dǎo)致個別汽缸的功率下降過多，從而使各汽缸功率不平衡。常見原因有：正時皮帶安裝位置錯誤，使各缸氣門的開閉時間發(fā)生變化，導(dǎo)致配氣相位失準(zhǔn)，各汽缸燃燒不正常。氣門工作面與氣門座圈積炭過多，氣門密封不嚴(yán)，使各汽缸壓縮壓力不一致。凸輪軸的凸輪磨損，各缸凸輪的磨損不一致導(dǎo)致各汽缸進入空氣量不一致。氣門相關(guān)件有故障，如氣門推桿磨損或彎曲，搖臂磨損，氣門卡住或漏氣，氣門彈簧折斷等。 另外，裝有液壓挺桿的發(fā)動機，在通往汽缸蓋的機油道上安裝一個泄壓閥，當(dāng)壓力高于300kPa，打開該閥。如果該閥堵塞，由于壓力過高會使液壓

8、挺桿伸長過多，導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)。進氣門背部存在大量積炭，使冷車時吸附剛噴入的燃油，而不能進入汽缸，由于混合氣過稀導(dǎo)致冷車快怠速不穩(wěn)。 (2)發(fā)動機體、活塞連桿機構(gòu) 這些故障都會使個別汽缸功率下降過多，從而使各汽缸功率不平衡。常見原因有：汽缸襯墊燒蝕或損壞，造成單缸漏氣或兩缸之間漏氣；活塞環(huán)端隙過大、對口或斷裂，活塞環(huán)失去彈性；活塞環(huán)槽內(nèi)積炭過多；活塞與汽缸磨損，汽缸圓度、圓柱度超差；因汽缸進水后導(dǎo)致的連桿彎曲，改變壓縮比；燃燒室積炭會改變壓縮比，積炭嚴(yán)重導(dǎo)致怠速不穩(wěn)。 (3)其它原因 曲軸、飛輪、曲軸皮帶輪等轉(zhuǎn)動部件動平衡不合格，發(fā)動機支腳墊斷裂損壞，發(fā)動機底護板因變形與油底殼相撞擊等，這些原

9、因只會造成發(fā)動機振動而不影響轉(zhuǎn)速。三、故障檢查與處理通過以上分析，可知引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因除了一些電控方面的系統(tǒng)出現(xiàn)故障引起之外，還有可能是機械方面引起的故障。針對先簡后繁的原則，可利用汽車本身的故障診斷系統(tǒng)診斷出由于電控系統(tǒng)引起的故障原因，而后再進行機械方面的診斷。在此，采用了元征X431故障診斷儀進行故障初步診斷。采用OBD接口連接好診斷儀，打開點火開關(guān)，并打開診斷儀電源，進入發(fā)動機診斷系統(tǒng)，讀取故障代碼，故障代碼顯示氧傳感器故障。于是關(guān)閉診斷儀電源，關(guān)閉點火開關(guān)。準(zhǔn)備對氧傳感器作進一步檢測。導(dǎo)致氧傳感器出現(xiàn)故障的原因如下：氧傳感器破碎失效；氧傳感器內(nèi)部進入油污或塵埃等沉積物，使傳感器

10、信號失真；使用含鉛汽油使傳感器中毒，而使其失效；此外，傳感器橡膠墊及涂劑也會使傳感器失效；電加熱器故障也可能造成傳感器在發(fā)動機起動及低溫時不工作。圖1為四線氧化鋯式氧傳感器與ECU的連接電路圖。從圖4 我們可以清楚看出氧傳感器的連接方式，方便作進一步的檢查。四線氧傳感器的加熱器負極和信號負極分別各用一根線，加熱器正極和信號正極分別各用一根線。1、 氧傳感器加熱電阻絲電阻的檢測點火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下氧傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表的檔測量氧傳感器接線端中加熱器端子和搭鐵端子間的電阻，應(yīng)為440，若過大或過小，表示加熱元件已損壞，應(yīng)更換傳感器。檢查結(jié)果加熱器電阻為13.6，該加熱器正常。2

11、、 氧傳感器反饋電壓的檢測拔下氧傳感器插頭。使發(fā)動機以2500rmin轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。如圖2，電壓應(yīng)在01V變換(頻率約50次min)如電壓保持在0V或1V不變，可用改變油門開度的辦法人為地改變混合氣濃度：突然踏下油門踏板時產(chǎn)生濃混合氣，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開油門時產(chǎn)生稀混合氣，反饋電壓應(yīng)下降。如果沒有變化，說明氧傳感器已損壞，應(yīng)更換。在檢測氧傳感器的反饋電壓時，最好使用指針式萬用表，以便直觀地反應(yīng)出反饋電壓的變化情況，此外，電壓表應(yīng)是低量程和高阻抗的(阻抗太低會損壞傳感器)。通過電壓檢測，該傳感器提供的電壓值為0.01V，基本可以斷定氧傳感器損壞，更換新件，故障排除。氧傳感器是否損壞，還可用簡易

12、方法判斷：拔下氧傳感器的插頭，從插頭處（連接發(fā)動機電腦處）引入2根導(dǎo)線，一根接線路的信號線電路，另一根接控制單元供應(yīng)電壓，兩只手分別拿住線路兩頭，如果發(fā)動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化即為氧傳感器損壞，否則，為其它部位故障。四、維修效果：通過把有故障的氧傳感器更換后，故障排除，狀況良好。采用氧化鋯式氧傳感器的發(fā)動機，由于氧化鋯式氧傳感器在排氣管外有氣孔，使能檢測大氣中的氧濃度，并與排氣管中廢氣的氧濃度進行比校，如果氣孔被阻塞也是可能造成氧傳感器失準(zhǔn)，所以在檢查時需對氧化鋯式氧傳感器的氣孔進行檢查，確保不堵塞。五、結(jié)束語造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因有很多,有進氣系統(tǒng)的故障,也有燃油系統(tǒng)的故障,而相關(guān)傳感器故障引起的發(fā)動機怠速不穩(wěn)也是比校多見的，比如氧傳感器故障、節(jié)氣門位置傳感器故障等。只有充分分析造成故障原因，同時結(jié)合汽