氧傳感器的波形分析

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目前最常見的氧傳感器為加熱型氧化鋯式氧傳感器，檢測它時最好是用示波器檢測信號電壓波形。

在空燃比控制適當時，氧傳感器信號是計算機系統的最好指示。

一般來說，一個工作良好的電控燃油發動機在閉環工作狀態下，怠速時，氧傳感器在10s內應有不少于8個濃/稀振幅；

轉速為2500r/min時，10s內應有10~40個濃/稀振幅。當空燃比由稀變到濃時，氧傳感器的響應時間應小于100ms；

當空燃比由濃變到稀時，氧傳感器的響應時間應小于125ms。

評定氧傳感器信號的第一步是證明該傳感器處于良好的狀況。用數字存儲示波器測試氧傳感器的響應時間。用丙烷使空燃比變濃，而用真空大量泄漏使空燃比變稀。在正確的時間內，將開關從濃切換到稀，再從稀切換到濃，應符合上述要求。

汽車的三元催化轉化器前有一個主氧傳感器，三元催化轉化器后還有一個副氧傳感器，這個副氧傳感器用來監測三元催化轉化器的轉換效率。

下圖（a）、（b）、（c）所示分別是失效的三元催化轉化器、舊的三元催化轉化器和新的三元催化轉化器前、后氧傳感器的波形比較。

（a）失效TWC時EGO波形 ▼

（b）舊TWC時EGO波形 ▼

（c）新TWC時EGO波形 ▼

用示波器進行氧傳感器波形分析，同時結合使用五氣分析儀，對診斷特定故障會大有幫助。例如，如果氧傳感器波形有大量的稀/濃過渡段，而且HC的排放量比正常值高出很多，則氣缸缺火可能是由點火或機械故障引起的。由于燃油進入氣缸而沒有發生燃燒，所有未燃的HC會從排氣系統中排出。如果氧傳感器波形有大量的過渡段而HC的排放量良好，則氣缸缺火可能是由噴油器故障引起的。在噴油器有故障時，由于燃油沒有進入氣缸，HC的排放量沒有增加。

氧傳感器故障分析

1有些車輛在出現故障時，CO 的排放量會高于1.5%，HC的排放量會高于0.02%。

當遇到這種故障時，首先應檢查氧傳感器電壓的變化情況。因為如果氧傳感器電壓在0.7~0.9V 以上變化且CO 超標，則說明故障不在氧傳感器，應重點檢查空氣流量計信號及燃油系統壓力，同時還應檢查發動機冷卻液溫度傳感器。因為當空氣流量信號值過大、燃油壓力過高及冷卻液溫度傳感器溫度過低時，都會造成CO 排放值過高。若氧傳感器信號電壓在0.1~0.3V 之間變化且CO、HC超標時，應重點檢查排氣管及排氣歧管是否漏氣。

在發動機怠速運轉時，若HC超標，應重點檢查氧傳感器加熱電壓、點火提前角以及三元催化轉化器溫度。首先應檢查點火失火率，即對點火系統高壓線及火花塞進行檢查。當上述檢查正常時，應更換氧傳感器。

如果氧傳感器電壓在0.2~0.8V 之間變化，且發動機控制信號處于閉環，則應重點檢查三元催化轉化器溫度。如果三元催化轉化器溫度過低（280℃以下時），則其不能工作。如果三元催化轉化器進、出口溫度差過低（三元催化轉化器進、出口溫度差正常應大于38℃，實測某車進口溫度為323℃，出口溫度為445℃，相差122℃），應更換三元催化轉化器。

2氣門積炭也會影響發動機的尾氣排放，使混合氣的調節明顯偏慢，從而導致CO 及HC數值變化過大，有時甚至超標。當用故障診斷儀讀取氧傳感器數據時，氧傳感器信號電壓會在0.1~0.9V 之間變化（正常時在0.3~0.7V 之間變化）。

當發動機出現怠速不穩、游車、加速不良及氧傳感器信號電壓在0.1~0.9V 之間變化時，不應急于更換相關傳感器，而應首先清潔進氣門、氣缸和進氣歧管等。對于積炭的清除，可采用免拆清洗設備進行，也可進行人工清潔。

3在維修中可能遇到這種情況：用故障診斷儀檢測氧傳感器信號電壓，電壓始終在0.5~0.9V之間變化，實際進行發動機排放檢測，CO 過低、HC略高，再用簡易工況檢測尾氣，CO偏低、HC及NOx 偏高。可為什么排放中CO偏低，即為什么在混合氣偏稀的情況下，傳感器信號電壓偏高呢?

故障原因在于發動機接地不良或氧傳感器接地線開路。因為發動機接地不良后，在發動機外殼與接地之間會產生0.3~0.4V 電壓，而氧傳感器產生的實際電壓為0.2~0.7V。ECU實際接收氧傳感器信號電壓疊加了發動機外殼電位，并始終維持在濃信號電壓，ECU在接收到濃信號后，會根據程序進行減稀控制，這樣實際進入發動機的混合氣也就會始終偏稀，造成怠速工作不穩。由于混合氣偏稀，發動機用簡易工況檢測有大量氧氣存在，排放中的NOx 極易超標。

所以，當發動機尾氣中的CO偏低，HC、NOx 偏高時，應認真檢查發動機接地電位及氧傳感器接地線電壓，因為消除了接地不良的問題也就排除了故障。

4NOx 排放過高往往不一定就是EGR系統故障導致的。凡是能增加發動機工作溫度的冷卻系統故障、過度提前的點火正時和三元催化轉化器失效，都將造成更多的NOx 的形成。甚至會因為修理好了另一種不同的排放問題，又可能造成NOx 排放值的提高。混合氣過濃使燃燒室內形成積炭，這將導致氣缸壓縮壓力的提高。解決了混合氣過濃的故障會使混合氣變稀，但遺留的因積炭而導致的高壓縮壓力會引起NOx 排放值的上升。在這種情況下，建議在重新測試排放之前對發動機進行清除積炭處理。這種情況已經引起排放試驗的重新測試的失敗。在開始診斷時用五氣分析儀測出汽車的排放問題，在修理后反復檢測以便確認修理的效果，這樣做對避免汽車重新測試出現失敗是必要的。

氧傳感器信號不正常不一定是氧傳感器本身的故障，氧傳感器信號故障，往往會表現出看似是氧傳感器損壞的現象，但一定要認真檢查與氧信號相關的諸多因素，逐一排除，才能準確判斷故障因素。否則，將會錯誤地換掉配件，造成不必要的損失。