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摘要：汽车氧传感器故障对发动机的工作、汽车的经济性及大气环保造成很大的影响，本文在分析汽油发动机氧传感器的类型、作用及工作过程的基础上，归纳总结了氧传感故障诊断的步骤和方法。
关键词：氧传感器;检测;故障诊断
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-08-267
随着汽车保有量的不断增多，汽车尾气带来的污染问题日趋严重，对人们的健康也造成了严重的影响。因此，有效地控制汽车尾气的排放和对氧传感器的故障分析与检测，与当今汽车发展中的安全、环保、节能三大主题相吻合，具有现实和长远意义。
一、氧传感器的安装位置和作用
现在多数汽车采用两个氧传感器，分别安装在三元催化转换器的前端和后端，如图1所示。主（前）氧传感器的功用是指示发动机中混合气的燃烧是否完全，测定废气中的氧含量，然后将检测的结果及时反馈给发动机的控制系统，以便使发动机控制系统对燃料系统进行调控，把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使三元催化转换器达到最佳的排气净化效果。副（后）氧传感器主要用于检测三元催化器的净化效率。
二、氧传感器的类型及应用
1、氧传感器的类型
氧传感器按安装位置不同分为主氧传感器和副氧传感器;按材料不同分为二氧化锆（ZrO）氧传感器和二氧化钛（TiO2）氧传感器，氧化锆氧傳感器一般在350～400℃才能正常工作，因此有加热型和非热型氧化锆氧传感器。按检测精度分为窄域氧传感器和宽域氧传感器，宽域氧传感器可以检测稀薄混合气状态下的燃烧情况。目前应用最多的是加热型氧传感器。
2、氧传感器的应用
用氧传感器进行空燃比闭环控制，如图2所示，在理论空燃比14.7：1附近，氧气和汽油充分混合燃烧，同时，三元催化转换器的净化率最高。
当混合气浓时（即空燃比小于14.7：1），在燃烧过程中氧气几乎被耗尽，排气中几乎没有氧分子;当混合气稀时（即空燃比大于14.7：1），在燃烧过程中氧气未能全部燃烧，排气中含有氧分子。混合气越稀，排气中的氧分子浓度就越大。因此，氧传感器发出的信号间接地反映了混合气空燃比的高低。ECU根据氧传感器的反馈信号，对喷油量的计算结果进行修正，使混合气的空燃比更接近于理论空燃比。实现空燃比的闭环控制，降低了有害气体排放、节约燃油，保证了三元催化器的正常工作。
[JP2]实际上氧传感器的修正只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1～0.9V不断变化（通常每10s内变化8次以上）。如果氧传感器输出电压变化过缓，电压保持高电位或低电位不变，则表明氧传感器有故障。
三、氧传感器的检测
氧传感器的具体检测方法和标准数据随车型而异，下面以2016款别克威朗L3G（1.6L）发动机为例，说明氧传感器的检测方法和步骤。
（一）氧传感器外观检测
1、关闭点火开关，从排气管上拆下氧传感器，检查传感器壳体上的通气孔有没有堵塞，陶瓷芯有无破损。如果有破损，则应更换氧传感器。
2、拆下氧传感器且观察其顶尖上的颜色，正常的颜色是淡灰色;若呈黑色，说明积炭过多，在排除发动机故障后可进行自动清除;若呈棕色，主要是由铅污染造成的，如果严重，必须更换新的氧传感器;若呈白色，说明受到了硅污染，此时必须更换新的氧传感器。
（二）数据流分析
可使用相关的检测仪进行数据流分析，这样能很准确的判断氧传感器是否存在问题。若数据流不在正常范围内，应进行以下步骤的检查。
（三）氧传感器加热元件的测量
别克威朗L3G（1.6L）发动机使用的是带加热器的氧传感器，这种传感器必须达到工作温度才能提供准确的电压信号，内部的加热元件可在发动机启动后30s 内迅速将氧传感器加热至工作温度，共有四根接线，电路图如图3所示。测量方法如下：
1、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，断开B52加热型氧传感器上的线束连接器。
2、测试控制端子2和点火端子1之间的电阻是否为8—20Ω，如果不在范围内，则更换B52加热型氧传感器。
3、如果在8—20Ω之间，测试各个端子和B52加热型氧传感器壳体/外壳之间的电阻是否为无穷大。如果电阻不是无穷大，更换B52加热型氧传感器。
（四）电路测试
1、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，断开相应B52加热型氧传感器上的线束连接器，再将点火开关置于“ON（打开）”位置。测B52/2—搭铁电压应为电瓶电压;测B52/1—搭铁电压应为3V—3.5V;测B52/4—搭铁电压应为1.5—1.8V。
2、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，测B52/3—搭铁电阻应小于5Ω。
3、若所测量的值不在上述范围内，则断开电瓶负极，断开K20发动机控制模块的线束连接器，测试各电路端对端电阻，电阻应小于2Ω，若电阻大于2Ω，则进一步判断对搭铁短路或对电源短路故障。
（五）波形测量
用示波器检测氧传感器输出的信号波形，可以很直观地判断氧传感器是否良好，正常的氧传感器波形如图4所示。
四、结论
由氧传感电路分析和检测可以看出，在检修发动机传感器和执行器或其他电路故障时，拥有一个清晰的诊断思路非常重要，具备会分析工作过程、识读相关电路图，并能根据需要选取合适的诊断工具和设备的能力是排除电路故障的前提。
参考文献
[1]2016款别克威朗1.6L L3G发动机维修手册
[2]祖国海.汽车构造.第三版.北京：中国劳动社会保障出版社，2013
[3]黎亚洲.汽车发动机电控技术.第一版.北京：中国劳动社会保障出版社，2014
[4][JP3]卢红阳.浅析汽车传感器[J].科技信息，2008，2（4）：28-29
关键词：氧传感器;检测;故障诊断
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-08-267
随着汽车保有量的不断增多，汽车尾气带来的污染问题日趋严重，对人们的健康也造成了严重的影响。因此，有效地控制汽车尾气的排放和对氧传感器的故障分析与检测，与当今汽车发展中的安全、环保、节能三大主题相吻合，具有现实和长远意义。
一、氧传感器的安装位置和作用
现在多数汽车采用两个氧传感器，分别安装在三元催化转换器的前端和后端，如图1所示。主（前）氧传感器的功用是指示发动机中混合气的燃烧是否完全，测定废气中的氧含量，然后将检测的结果及时反馈给发动机的控制系统，以便使发动机控制系统对燃料系统进行调控，把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使三元催化转换器达到最佳的排气净化效果。副（后）氧传感器主要用于检测三元催化器的净化效率。
二、氧传感器的类型及应用
1、氧传感器的类型
氧传感器按安装位置不同分为主氧传感器和副氧传感器;按材料不同分为二氧化锆（ZrO）氧传感器和二氧化钛（TiO2）氧传感器，氧化锆氧傳感器一般在350～400℃才能正常工作，因此有加热型和非热型氧化锆氧传感器。按检测精度分为窄域氧传感器和宽域氧传感器，宽域氧传感器可以检测稀薄混合气状态下的燃烧情况。目前应用最多的是加热型氧传感器。
2、氧传感器的应用
用氧传感器进行空燃比闭环控制，如图2所示，在理论空燃比14.7：1附近，氧气和汽油充分混合燃烧，同时，三元催化转换器的净化率最高。
当混合气浓时（即空燃比小于14.7：1），在燃烧过程中氧气几乎被耗尽，排气中几乎没有氧分子;当混合气稀时（即空燃比大于14.7：1），在燃烧过程中氧气未能全部燃烧，排气中含有氧分子。混合气越稀，排气中的氧分子浓度就越大。因此，氧传感器发出的信号间接地反映了混合气空燃比的高低。ECU根据氧传感器的反馈信号，对喷油量的计算结果进行修正，使混合气的空燃比更接近于理论空燃比。实现空燃比的闭环控制，降低了有害气体排放、节约燃油，保证了三元催化器的正常工作。
[JP2]实际上氧传感器的修正只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1～0.9V不断变化（通常每10s内变化8次以上）。如果氧传感器输出电压变化过缓，电压保持高电位或低电位不变，则表明氧传感器有故障。
三、氧传感器的检测
氧传感器的具体检测方法和标准数据随车型而异，下面以2016款别克威朗L3G（1.6L）发动机为例，说明氧传感器的检测方法和步骤。
（一）氧传感器外观检测
1、关闭点火开关，从排气管上拆下氧传感器，检查传感器壳体上的通气孔有没有堵塞，陶瓷芯有无破损。如果有破损，则应更换氧传感器。
2、拆下氧传感器且观察其顶尖上的颜色，正常的颜色是淡灰色;若呈黑色，说明积炭过多，在排除发动机故障后可进行自动清除;若呈棕色，主要是由铅污染造成的，如果严重，必须更换新的氧传感器;若呈白色，说明受到了硅污染，此时必须更换新的氧传感器。
（二）数据流分析
可使用相关的检测仪进行数据流分析，这样能很准确的判断氧传感器是否存在问题。若数据流不在正常范围内，应进行以下步骤的检查。
（三）氧传感器加热元件的测量
别克威朗L3G（1.6L）发动机使用的是带加热器的氧传感器，这种传感器必须达到工作温度才能提供准确的电压信号，内部的加热元件可在发动机启动后30s 内迅速将氧传感器加热至工作温度，共有四根接线，电路图如图3所示。测量方法如下：
1、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，断开B52加热型氧传感器上的线束连接器。
2、测试控制端子2和点火端子1之间的电阻是否为8—20Ω，如果不在范围内，则更换B52加热型氧传感器。
3、如果在8—20Ω之间，测试各个端子和B52加热型氧传感器壳体/外壳之间的电阻是否为无穷大。如果电阻不是无穷大，更换B52加热型氧传感器。
（四）电路测试
1、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，断开相应B52加热型氧传感器上的线束连接器，再将点火开关置于“ON（打开）”位置。测B52/2—搭铁电压应为电瓶电压;测B52/1—搭铁电压应为3V—3.5V;测B52/4—搭铁电压应为1.5—1.8V。
2、将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，测B52/3—搭铁电阻应小于5Ω。
3、若所测量的值不在上述范围内，则断开电瓶负极，断开K20发动机控制模块的线束连接器，测试各电路端对端电阻，电阻应小于2Ω，若电阻大于2Ω，则进一步判断对搭铁短路或对电源短路故障。
（五）波形测量
用示波器检测氧传感器输出的信号波形，可以很直观地判断氧传感器是否良好，正常的氧传感器波形如图4所示。
四、结论
由氧传感电路分析和检测可以看出，在检修发动机传感器和执行器或其他电路故障时，拥有一个清晰的诊断思路非常重要，具备会分析工作过程、识读相关电路图，并能根据需要选取合适的诊断工具和设备的能力是排除电路故障的前提。
参考文献
[1]2016款别克威朗1.6L L3G发动机维修手册
[2]祖国海.汽车构造.第三版.北京：中国劳动社会保障出版社，2013
[3]黎亚洲.汽车发动机电控技术.第一版.北京：中国劳动社会保障出版社，2014
[4][JP3]卢红阳.浅析汽车传感器[J].科技信息，2008，2（4）：28-29