汽车氧传感器波形分析在检修中的应用

摘 要：汽车的故障诊断以及维修对于汽车维修行业的发展有着重要的意义，而氧传感器波形分析是常用的一种汽车故障检修手段。氧传感器信号电压波形能够在一定程度上反映汽车的空燃比，通过待检修汽车与标准汽车之间的氧传感器信号电压波形之间的比较，可以得出空燃比是否符合理论要求，从而对汽车发动机是否存在故障进行基本的检测。由此，氧传感器波形分析可以有效监测汽车发动机的运行状况，本文将对汽车氧传感器波形分析在检修中的应用进行探讨。

关键词：汽车检修;氧传感器;波形分析;故障诊断

随着汽车行业的不斷发展与进步，发动机也一直在更新换代，而电子控制发动机能够实现工作过程的闭环控制，其中应用到的技术便为氧传感器，氧传感器可以实现发动机工作过程的有效控制，同时与三元催化转换器有效配合，使得汽车排出的尾气得以净化。与此同时，氧传感器能够使得汽车故障检测效率提升，通过氧传感器波形分析可以将汽车发动机的机械部分、燃油供给部分以及控制部分的工作状态进行基本的反映，借助于氧传感器波形分析的对比，可以分析待检测汽车与标准汽车发动机之间的运行状态差别，因此氧传感器波形分析在汽车故障检测中应用较为广泛。

1 氧传感器波形分析工作原理

汽车发动机的氧传感器其信号电压通常在0V到1V之间波动，平均值在0.45V左右，而氧传感器波形分析主要反映的便是实际空燃比与理论空燃比之间的差距。当燃油混合气过浓时，即实际空燃比小于理论空燃比，氧传感器的信号电压会相应的变大至0.9V左右;与之相反，当燃油混合气过稀，即实际空燃比大于理论空燃比，会造成氧传感器信号电压的降低，约为0.1V。在实际工作过程中，氧传感器能够起到检测排气管排放气体氧浓度的作用，从而使得汽油发动机在理论空燃比（14.7：1）附近工作，这也是环境保护的相关要求，能够保证发动机空燃比符合汽车行驶的需要，同时维持三元催化转换器内的氧化还原反应进行。如果在检测中发现混合气的实际空燃比与理论空燃比之间差距过大，就会使得三元催化转换器不能够有效的进行有害气体的处理，使得尾气排放对空气造成的污染加剧。在汽车发动机运行过程中，如果燃油喷油量过多会导致排放的碳氢化合物和一氧化碳的数量上升，一氧化碳是一种有毒有害气体，会对空气造成污染，影响人们的身体健康，而如果空气过量则会导致排放的氮氧化合物上升，例如一氧化氮、二氧化氮等都对人体健康有害，为了解决空燃比变化带来的危害，采用闭环控制调整喷油量的方式来解决上述问题，当混合气浓度较高时，减少喷油时间;相反，混合气浓度较低时则延长喷油时间，使得空燃比能够维持得相对稳定。如下图所示为上述基本过程。

2 氧传感器波形分析用于汽车故障检测分析

2.1 出现较多杂波

如果在汽车故障检测中发现氧传感器波形在示波器上显示的杂波较多，且改变发动机转速、负荷等不会得到改善，氧传感器信号电压波形始终显示严重的杂波。这时可以判断发动机出现了怠速不稳、加速迟缓、动力不足等症状，闭环控制效果下降。这时需要对发动机的点火系统、气缸压缩状况以及真空度进行检查，排除上述问题之后，问题归结为喷油器损坏，更换全新的高质量喷油器解决问题，氧传感器信号电压显示的波形也恢复正常。

2.2 波形两端正常，中段存在杂波

在进行汽车发动机故障检测时，会发现氧传感器信号电压波形出现两端显示正常，但是中段出现杂波的现象，这表明燃料控制反馈系统没有出现问题，但燃烧室的燃烧情况不正常。这是因为缺火时，缸内的氧气还没有消耗就排出气缸外，尽管进入气缸的混合气空燃比没有任何问题，还是会导致氧传感器信号电压低压尖峰的出现，最终出现杂波。究其原因，是机械原因导致的压缩泄露，从而导致压缩比超出正常值范围。

2.3 上升沿、下降沿波形异常

在对汽车发动机在转速2500r/min时进行氧传感器波形分析时，发现信号电压波形显示的持续浓混合气信号不正常，即上升沿波形异常，但是下降沿波形即微机控制系统发出的喷油稀释指令正常。这样的氧传感器波形说明燃料反馈控制系统没有故障发生，而可能的故障区域为燃油压力过高或者喷油器卡在开的位置。相应的，如果上述两种波形显示相反，即持续稀混合气信号电压不正常而微机系统能够有效发出的喷油时间指令变长，同样说明燃料反馈系统没有问题，问题出在燃油压力过低或者喷油器被堵塞等。而如果两种波形都存在错误，且存在方向性错误，即浓混合气信号反而对应加浓喷油指令，这反映出燃料反馈控制系统内部出现了故障，要及时进行空气流量计和冷却液温度传感器的检查。

2.4 低电压尖峰导致的杂波

当示波器显示氧传感器信号电压存在低电压尖峰且由于这些低电压尖峰导致波形中存在很多杂波，则说明某些气缸的进气歧管出现了真空泄露，使得混合气被稀释，这样气缸在进行排气时会导致低电压尖峰的出现。但是平均信号电压保持在较高的水准，表示燃料反馈控制系统运行正常，能够在氧传感器反馈低电压信号时，对气缸进行混合气的加浓，从而导致排气时的氧传感器信号电压较高。

3 结语

综上所述，在汽车的故障检测中，利用氧传感器进行波形分析，能够提高我们对故障车的检修效率，促进维修工作的顺利开展。氧传感器信号电压可以有效反映汽车发动机实际空燃比与理论空燃比之间的差异，当待检测发动机的氧传感器信号电压出现异常时，我们可以通过氧传感器波形分析来判断燃料控制反馈系统、气缸真空度、喷油系统是否完好，降低检修成本，提升检修效率，促进我国汽车维修行业的进一步发展。

参考文献：

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