發布日期：2022-10-09 點擊率：148
上一期我們已經詳細講解后氧傳感器的工作原理，本期我們聊聊后氧傳感器的判斷方法。
點擊查看：談談BMW的氧傳感器原理及案例分析(一)
首先，對后氧傳感器好壞的判斷，必須知道它的正常狀態下的電壓。那么后氧傳感器在理論空燃比的狀態下，通過ISTA進行讀取的電壓是多少呢？
大概是在0.7到0.8V之間。
大于0.8V，即高電壓，代表濃混合氣
小于0.6V，即低電壓，代表稀混合氣
看點擊寶馬 N20發動機數據流，
通過上面的數據流信息，后氧傳感器的標準數據(約0.75V)，問題來了。
方法一：假如后氧傳感器的電壓一直是0.45V不變，說明什么問題？
可能是由于后氧傳感器沒有進入工作狀態，所大家在查看數據流時，一定要在熱車狀態，即氧傳感器均進入工作狀態下查看。
假如氧傳感器已經進入工作狀態，那么它還一直是0.45V不變，說明氧傳感器老化損壞了。
方法二：急加油減速法----觀察ISTA中DME后氧傳感器電壓數據流
急加油后斷油，此時DME會馬上控制斷油，但此時氣缸里面還存在很多空氣，空氣沒有經過燃燒排出，所以混合氣非常稀，極端稀。所以后氧傳感器的電壓會往稀的方向走，被拉到接近0V。如果此時通過這種方法，后氧傳感器電壓不變，或不會拉到接近0V，說明后氧傳感器老化了。
方法三：急加油減速法----波形測量
首先，進行波形測量，必須知道測量哪個針腳。請看下面電路圖
兩個表筆測量X#Pin4和Pin5
當我們用ISTA測量的電壓一直是0.9V，如果采用急加油斷油的方法，電壓能從0.9V變為0.1V，即初步判斷后氧傳感器是正常的。
? 0.9V是濃，需要人為讓混合氣變稀，就是急加油再斷油的一種工況，如果是方波，說明氧傳感器響應正常，如果變化很慢，是一個陡下來的話，說明后氧傳感器老化。
方法四：人為加濃
如果后氧傳感器是0.1V，表示稀混合氣，此時我們可以進行人為加濃，往進氣管噴化清劑。看電壓會不會往濃混合氣的電壓變化，即變到0.9V。如果會說明正常，如果不會，說明氧傳感器老化。
方法五：人為變稀
可以通過打開機油加注該或斷開相應的空氣接口，讓混合氣稀，看電壓會不會往稀的變化，會代表正常，不會代表不正常。
方法六：測量加熱絲
后氧傳感器有加熱絲，經常會遇到報加熱絲斷路的故障，我們可以測量加熱絲的電阻來判斷，也可以測量加熱絲的控制波形，為PWM占空比信號波形，測量及判斷方法比較簡單，這里就不贅述了。
補充一：
如果信號電壓在0.1V不變，除了要考慮氧傳感器，還要考慮發動機混合氣稀的故障
補充二：
如果是在用定速循環，比如定80或100，此時空燃比是1.1左右，混合氣會相對稀，后氧傳感器監測的電壓會比標準低一點(小于0.75V)，即稀一點，是正常現象，不要當故障去修。
補充三：
如果后氧傳感器濃稀的切換頻率(即高低電壓不斷跳躍)與前氧傳感器的切換頻率相同，說明三元催化器老化失效。
? 因為如果三元催化被掏空或活性物被膠質物質稀釋，導致進來的O2很多，而它沒有能力把O2兜住，即失去儲氧能力，導致混合氣被后氧傳感器監測為稀混合氣，反饋給DME，DME進行調濃，混合氣變濃，前后氧監測為濃混合氣反饋給DME，DME就會調稀，所以會導致前后氧電壓不斷濃稀變化，所以這種現象代表三元催化失效了。
補充四：如果后氧傳感器濃稀不斷變，但前氧不變，那又說明說明問題呢？
?此時我們可以斷開前氧傳感器，看后氧傳感器電壓還會不會跳躍，如果還會跳，考慮后氧傳感器和三元催化器。如果不會跳了，說明是前氧傳感器問題這端出問題。
關于躍階型后氧傳感器的判斷方法就先說到這里！
現在接著講解一下寶馬的寬帶型前氧傳感器。
索引
說明
索引
說明
1
寬帶氧傳感器
2
殼體
3
6 芯插頭連接 (5 芯被使用)
通過寬帶氧傳感器可以無級測得一個介于0.65 和空氣之間的空燃比 (穩定的特性線)。寬帶氧傳感器比先前版本LSU 4.9 更快地準備就緒。
為了實現完全而完美的燃燒，需要的空燃比為 1 千克燃油和約 14.7 千克空氣。實際輸送的空氣質量與化學計算的空氣質量之間的比稱為空氣過量系數。在車輛正常運行時空氣過量系數會擺動。發動機在空氣不足 (空氣過量系數約0.9 = 濃混合氣) 時具有最佳功率。
發動機在空氣過量 (空氣過量系數約1.1 = 稀混合氣) 時油耗最低。當混合氣在空氣過量系數 = 1 的范圍內時，廢氣觸媒轉換器可最佳地減少有害物質的排放。轉換率 (即已轉換的有害物質部分) 在先進的廢氣觸媒轉換器上達 98 至幾乎 100 %。油氣混合氣的最佳成分由發動機控制調節。氧傳感器這時提供關于廢氣成分的基本信息。
結構及內部錯接
在泵元件上施加一個電壓。于是很多氧氣被抽送到測量元件中，直到測量元件的電極之間出現一個450 mV 的電壓為止。產生泵電流是空燃比的測量值。空燃比控制于是可在燃燒室內建立每個希望的空燃比。
索引
說明
索引
說明
1
氧傳感器加熱裝置
2
參考元件 (Nernst 元件)
3
測量元件 (Nernst 和泵元件)
線腳布置：
線腳 Pin
說明
PWM
氧傳感器加熱裝置按脈沖寬度調制的控制
Kl. 87
蓄電池電壓，總線端 15 接通
U1
參考元件電壓
總線端 Kl. 31
虛擬接地
U2
泵室電壓
特性線及標準值：
新氧傳感器的特點是自空氣過量系數= 0.65 起擴大的測量范圍。新的調控用傳感器的其他優點是較高的溫度耐受性、響應時間縮短到30 毫秒以下，以及較高的信號精確度。
索引
說明
索引
說明
1
泵電流
2
氧傳感器 LSU 4.9 特性線
3
氧傳感器 LSU ADV 的特性線
4
氧氣濃度 (稀少)
5
氧氣濃度 (濃混合氣) "氧氣當量"
注意寬帶氧傳感器的下列標準值：
參數
值
氧傳感器加熱裝置電壓范圍
10.7 至 16.5 伏
氧傳感器加熱裝置不超過 5 秒鐘的電壓
12 V
氧傳感器加熱裝置不超過 6.5 秒鐘的電壓
9 V
工作溫度
760 °C
20 °C 時的加熱電阻
2.0 至 3.2 Ω
最大空氣泵電流
1,5 mA
診斷提示！部件失靈？
在寬帶氧傳感器失靈時，預計將出現以下情況：
在發動機控制單元中記錄故障代碼
調校值或用替代值的緊急運行
組合儀表中排放警示燈亮起
診斷的下列監控功能檢查發動機和排氣系統的狀態：
氧傳感器調校值
空燃比調校 (混合氣調校) 用于補償影響混合氣的部件公差和老化效應。
廢氣觸媒轉換器診斷
此診斷檢查廢氣觸媒轉換器的氧氣存儲能力。氧氣存儲能力是廢氣觸媒轉換器轉換能力的一個指標。
? 前氧傳感器，顧名思義，就是安裝在三元催化器前的氧傳感器。是調控用的傳感器，此寬帶氧傳感器用來不斷測量廢氣殘余氧含量。殘余含量的擺動值作為電信號繼續傳輸給發動機控制單元DME。DME根據濃稀通過噴射修正混合氣。
傳感器的工作溫度約760(參數|圖片)度，此氧傳感器的加熱功率比常歸氧傳感器低，此外該氧傳感器可更快準備就緒。
而寶馬車的氧傳感器有兩種，一種是早期的LSU4.9通用氧傳感器，是6線氧傳感器，一種是現在常用的LSU ADV寬帶氧傳感器，是5線氧傳感器。
5線和6線的工作原理差不多，只是6線氧傳感器多一個補償公差的電阻，約30-300歐姆。接下來主要講5線氧傳感器
前氧傳感器與后氧傳感器對比，最大的特點就是，前氧傳感器可以知道混合氣多濃或多稀，而后氧傳感器只能知道混合氣是濃還是稀，濃多少，稀多少，它不知道。
那么，前氧傳感器是怎么知道混合氣是多濃還是多稀的呢？接下來，開始講它的工作原理。
先看看6線氧傳感器和5線氧傳感器的電路圖是怎樣的：
6線：
5線：
通過電路圖不難發現，6線和5線前氧傳感器都有加熱絲，占了其中兩根線，加熱絲工作原理和后氧傳感器一樣，這里不做贅述。
而6線和5線相比，就是多了一根I-LSVP導線，其它一樣，該導線用來連接補償電阻，補償電阻安裝在氧傳感器的插頭上。所以如果該插頭被機油腐蝕，會導致氧傳感器報故障。后來這些5線的前氧傳感器，由于設計精密，也就無需該補償電阻來補償部件公差了。所以變成5線的寬帶前氧傳感器。
而其它出加熱絲的線代表什么，我們到時再說，先說前氧傳感器是怎么知道混合氣多濃還是多稀的。
先看一張原理圖：
測量室的O2和大氣的O2始終要保持在0.45V的電壓差，而大氣的O2是固定不變的，但測量室的O2是連接廢氣，廢氣的O2根據濃稀會變多變少，那么為了保證0.45V的電壓差，必須對測量室繼續泵氧，多O2，需要泵出去，少O2，需要泵進來，而泵進多少泵出多少就代表混合氣濃多少，稀多少。
注：尾氣和大氣怎么進入前氧傳感器的，和后氧傳感器一樣，這里不做贅述。
如果是稀混合氣，氧傳感器是如何監測的呢？
混合氣稀，也就是O2多，需要正電流將氧離子向排氣側泵出。電流的大小即為稀多少。
那么混合氣濃，又是怎樣的呢？
混合氣濃，O2少，負電流將氧離子向參考室泵送，電流的大小代表濃多少。
好了前氧傳感器如何知道多濃多稀我們已經有了詳細的了解，那么現在問題回到之前的5線電路圖，出了兩根加熱絲控制線，還有三跟線，分別是什么含義，前面我們知道前氧傳感器有泵氧原件，參考室(測量室)，虛擬地，與電路圖的三跟線息息相關。
先看一張原理圖
A-LSVR:參考室(測量室)
M-LSV：虛擬地
A-LSVP：泵氧(泵流導線)
I-LSVP：匹配導線(補償導線)
那么他們對于的測量電壓是多少呢？
6線(對車身測量)
5線(對車身測量)
好了，關于5線和6線的測量電壓已經和大家說明了，那么5線和6線在ISTA讀出的數據流是多少呢？
PS:B系列發動機雖然也采用5線的氧傳感器，但它的ISTA不再顯示電壓值，而是用空燃比1來表示，1代表理論空燃比，小于1代表濃混合氣，大于一代表稀混合氣。
而測量的電壓也有所不同
混合氣過稀有那些可能原因？
真空軟管是否開裂，連接是否正常。
燃油壓力過低，噴油嘴故障。
在進氣支管，節氣門和噴油器O型圈存在真空泄漏。
進氣系統和進氣管泄漏或空氣濾清器濾芯缺失。
蒸發排放碳罐開裂，蒸發排放管堵塞或泄漏。
曲軸箱通風系統泄漏。
加熱型氧傳感器，前端排氣不見缺失，松動或泄漏。
進氣流量，溫度，壓力，氧傳感器等各個傳感器的輸出。
等等.......
混合氣過濃有那些可能原因？
真空軟管是否開裂，連接是否正常。
燃油壓力過高，由于噴油器的泄漏致使曲軸箱中燃油過多。
進氣支管塌陷或堵塞，異物堵塞節氣門體。
空氣濾芯過臟或堵塞。
蒸發排放控制系統工作異常。
曲軸箱通風系統故障導致機油吸入進氣道。
進氣流量，溫度，壓力，氧傳感器等各個傳感器的輸出。
等等.......
本次關于前氧傳感器的工作原理就聊到這，下期講我們講前氧傳感器好壞判斷方法。
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歡迎參加2020第八屆上海國際物聯網展覽會, 本屆展會是覆蓋物聯網完整產業鏈的一個專業盛會，包括有：RFID（無線射頻識別）技術、傳感網技術、工業物聯網技術、自動識別技術、無線通訊技術、最新移動支付技術、電子標簽生產解決方案、讀寫器開發最新技術及物聯網技術在：智能交通、智能電網、智慧城市、智慧工業、智慧醫療、智慧停車、智能三表、智能家居、工業4.0、新零售、倉儲、物流、節能環保、石油、天然氣、智慧
1、氧傳感器故障的影響
當氧傳感器或線路有故障時，容易產生下列故障：
a.廢氣排放超標；
b.怠速不穩；
c.空燃比不正確；
d.油耗上升。
氧傳感器失效后，會使發動機怠速運轉不穩，油耗增加，排氣管冒黑煙。常見故障是氧傳感器因堵塞中毒而失效。
產生上述故障的原因:
a.氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強烈氣流吹洗都可能使其碎裂而失效。處理時要特別小心，發現問題要及時更換。
b.氧傳感器內部進入油污或塵埃等沉積物時，阻礙外部空氣進入氧傳感器內部，會使傳感器的輸出信號改變，不能正確修正空燃比。表現為油耗上升，排放濃度明顯增加，此時將沉積物除凈就會使其恢復正常工作。
c.氧傳感器中毒，尤其是在以前使用加鉛汽油，使氧傳感器鉛中毒而失效。另外，氧傳感器發生硅中毒也是常有的事。汽油和潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當散發出的有機硅氣體，都會使傳感器失效。因此，要使用質量高的燃油和潤滑油。修理時要正常選用和安裝橡膠膠墊，傳感器上涂制造廠規定使用的溶劑和防粘劑等。
d.對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻燒蝕，很難使傳感器達到正常工作溫度而失去作用。一般加熱電阻的阻值為5～7Ω，如果電阻值為無窮大，則應更換傳感器。
2、氧傳感器的就車檢查
①外觀法
通過觀察氧傳感器的顏色，可簡易判斷氧傳感器的故障。
a.淡灰色頂尖，是氧傳感器的正常顏色。
b.白色頂尖，由硅污染造成的，此時必須更換氧傳感器。
c.棕色頂尖，由鉛污染所致。
d.黑色頂尖，由積炭造成。在排除發動機積炭故障后，一般可以自動清除氧傳感器上的積炭。
氧傳感器有加熱式（三線式）和非加熱式（單線式）兩種。對于加熱式，應檢查其加熱器電阻。
②氧傳感器電阻的檢查。
其檢查方法是：拔下氧傳感器的線束插頭，用萬用表測量其接線端中加熱器的兩根接線柱之間的電阻，其值應為4～40Ω。否則應更換氧傳感器。
③氧傳感器電壓的檢查。
在接線良好時，使發動機處于工作溫度并高怠速運轉，用內阻大于10MΩ的數字式萬用表測量氧傳感器的輸出電壓。良好的傳感器，電壓應在0～0.9V之間切換。如果電壓保持0V和0.9V不變，則反復使發動機轉速升高或下降，此時若測得的電壓仍為0V，則傳感器已壞。若測得電壓為0.9V左右但不切換，可拆去制動器的真空助力軟管，真空大量泄漏后混合氣變稀，此時若產生電壓切換則傳感器良好，否則，說明氧傳感器發生中毒，應予以更換。
氧化鈦式氧傳感器會發生中毒等故障，在采用上述方法檢測時，良好的氧傳感器輸出端的電壓應以2.5V為中心上下波動，否則可拆下氧傳感器并暴露在空氣中，冷卻后測量其電阻值。若電阻值很大，說明傳感器是好的；否則，傳感器已損壞，應予以更換。
舉報/反饋
氧傳感器作用是什么？
氧傳感器用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。
氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監測和控制燃燒空燃比，以保證產品質量及尾氣排放達標的測量元件。
氧傳感器工作狀態參數是什么？
氧傳感器工作狀態參數表示由發動機排氣管上的氧傳感器所測得的排氣的濃稀狀況。有些雙排氣管的汽車將這一參數顯示為左氧傳感器工作狀態和右氧傳感器工作狀態2種參數。排氣中的氧氣含量取決于進氣中混合氣的空燃比。
氧傳感器是測量發動機混合氣濃稀狀態的主要傳感器。氧傳感器必須被加熱至300°C以上才能向微機提供正確的信號。而發動機微機必須處于閉環控制狀態才能對氧傳感器的信號做出反應。
氧傳感器工作狀態參數的類型依車型而不同，有些車型以狀態參數的形式顯示出來，其變化為濃或稀；也有些車型將它以數值參數的形式顯示出來，其數字單位為mV。濃或稀表示排氣的總體狀態，mV表示氧傳感器的輸出電壓。該參數在發動機熱車后以中速(1500?2000 r/min)運轉時，呈現濃稀的交替變化或輸出電壓在100?900 mV之間來回變化，每10s內的變化次數應大于8次(0.8Hz)。若該參數變化緩慢或不變化 或數值異常，則說明氧傳感器或微機內的反饋控制系統有故障。
氧傳感器工作電壓過低表示什么含義？
氧傳感器工作電壓過低，一直顯示在0.3V以下，其主要原因如下：
(1)噴油器泄漏；
(2)燃油壓力過高；
(3)活性炭罐的電磁閥常開；
(4)空氣質量計有故障；
(5)傳感器加熱故障或氧傳感器臟污。
氧傳感器工作電壓過高表示什么含義？
氧傳感器工作電壓過高，即一直顯示在0.6V以上，其主要原因如
(1)噴油器堵塞；
(2)空氣質量傳感器故障；
(3)燃油壓力過低；
(4)空氣質量計和節氣門之間的未計量的空氣；
(5)在排氣歧管墊片處的未計量的空氣；
(6)氧傳感器加熱故障或氧傳感器臟污。
氧傳感器的工作電壓不正常可能引起的主要故障如下：
(1)發動機加速不良；
(2)發動機發沖；
(3)發動機冒黑煙；
(4)發動機有時熄火。
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