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p0141故障用换氧传感器吗(氧传感器p0141故障处理)

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EOBD(European On—Board Diagnostics),简称OBD,即“车载诊断技术”或简称“车载诊断”。欧I和欧II排放法规阶段的发动机管理系统都带有车载故障诊断功能,但是在欧III排放法规中,OBD隐含着专门用于排放控制的意思,美国加利福尼亚州率先于1994年以立法的形式提出了利用车载诊断技术对排放控制装置实行故障监测的要求,称为OBDⅡ。其软件主要内容包括以下几点:

1.所有车辆必须装备OBD系统,其设计、制造和安装应能确保车辆在整个生命期内识别劣化类型和故障类型。

2.当排放控制系统失效导致排放超过规定的极限值时,OBD系统必须及时识别。

3.汽油发动机OBD系统必须监测下列项目:三效催化转化器;发动机在一定工况区域内出现的缺火;氧传感器劣化;排放控制系统中传感器和执行器电路是否接通;对于蒸发排放物控制系统中的炭罐控制阀,至少应监测其电路是否接通。

4.OBD系统带有能让驾驶者感知故障存在的故障指示器,该器件只能用于指示启动了紧急程序或跛行回家程序。

5.OBD系统必须记录指示排放控制系统状态的代码。使用各种专设的状态代码来标识正常工作的排放控制系统,以及那些需要进一步运转车辆才能全面评价的排放控制系统。必须将由于劣化或故障或永久性排放失效模式引起故障指示器激活的失效代码储存起来,该失效代码必须标识故障的类型。

6.如果在至少40个发动机暖机循环中没有出现相同的故障码,那么OBD系统可以擦除失效代码、行驶过的距离和冻结帧信息。

7.OBD系统在下列情况可以自动地临时停止工作:OBD系统的监测能力因燃油箱液位过低而受到影响,但是只要燃油量超过燃油箱额定容量的20%,OBD系统就不得停止工作;发动机启动时环境温度低于-7℃,或海拔高于2 500m时,制造商可以让OBD系统停止工作。

OBD在控制排放的硬件方面,对发动机管理系统的要求主要包括:

1.将发动机转速传感器安装在发动机离合器侧,以通过发动机转速的细微波动监测发动机缺火时避免受到曲轴扭振的影响;

2.车身垂直的加速度传感器(允许跟ABS系统的加速度传感器共用)用于在道路十分差的条件下关闭EOBD功能;

3.在三元催化器的后面增添一个氧传感器,以便用“浓”和“稀”混合气交替的方法监测三元催化器的转化能力;对氧传感器监测其信号电压是否超出限定的范围、响应速度是否过低、跳变时间之比是否超出规定范围、波动频率是否过低、氧传感器是否活性不足、氧传感器加热器是否加热过慢;

4.采用废气再循环系统的场合,要在进气岐管内安装压力传感器,以便进行对废气再循环率的控制,并在海拔高度超过2 500m时关闭OBD功能;

5.在炭罐新鲜空气入口处安装截止阀作为执行器,在密闭燃油箱内加设压差传感器,以监测蒸发排放物控制系统的密封性。

大众迈腾发动机管理系统上,发动机故障报警(发动机故障灯)和排放相关故障报警(废气报警灯)共用一个指示灯,这个指示灯就是我们常说的发动机故障灯,如图1所示。影响迈腾“废气报警灯”点亮的因素有多种,但与废气排放相关的主要有三元催化系统、曲轴箱通风系统、EVAP系统等。

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图1 迈腾车上的OBD报警灯

一、三元催化系统

三元催化器的工作原理:当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的催化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。所以,其作用就是让三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化,如图2所示。迈腾三元催化系统一旦失效就会储存故障码P0420(效率低于临界值),引发的故障现象是发动机启动困难、怠速抖动、加速无力和油耗加大。

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图2 三元催化器结构和原理

导致三元催化器失效原因有:

1.汽车行驶过程中很容易受到路面的反作用力,产生托底或强烈振动,造成催化转化器载体破裂,如图3所示。

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图3 破损的三元催化器

2.三元催化器长期在高温条件下,会造成高温失活。三元催化器产生高温的原因有:发动机失火过多,使未燃混合气在催化器中燃烧发生剧烈氧化放热反应;汽车连续高速大负荷运行。高温条件下还容易烧毁三元催化器,如图4所示。

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图4 高温烧毁的三元催化器

3.燃油和润滑油中的硫、磷,抗爆剂中的锰、铅,燃油不完全燃烧产生的一氧化炭都会造成三元催化剂化学中毒失效,毒物主要是吸附在催化剂活性表面上,并形成一种化学吸附络合物,如图5所示。其中铅中毒往往是不可逆的,而对硫、磷、一氧化炭中毒,催化剂的活性则在一定条件下可以得到恢复。

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图5 化学中毒的三元催化器

4.因积炭覆盖在三元催化剂和涂层表面而造成三元催化器失效为积炭失活,如图6所示。覆盖在涂层表面的积炭往往是一种含有炭、氢、硫、氮、氧、重金属等多种元素的混合物,积炭失活是目前导致三元催化器失效的主要原因之一。

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图6 积炭失活的三元催化器

5.三元催化器因堵塞失效造成发动机工作不正常是目前环保发动机很普遍的问题,如图7所示。三元催化器堵塞是逐步形成的,堵塞是可逆的,可通过化学过程如氧化、气化而疏通,也可以通过物理过程如解吸、挥发组分、气相组分蒸发来疏通。

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图7 堵塞的三元催化器

以上5种情况都会导致故障灯点亮,且发动机控制模块会储存故障码P0420。我们在读取到故障码P0420后,应该读取后氧传感器数据流,在发动机运行时,正常情况下后氧传感器信号电压应在0.46V左右不变,一旦三元催化失活,后氧传感器数据值一般会高于0.60V以上。解决此故障的方法只有清洗三元催化器或更换三元催化器。除三元催化器破碎或铅中毒需要直接更换外,其他情况均可通过清洗来恢复三元催化器。清洗三元催化器方法有很多种,可以用“吊瓶法”清洗,也可以拆下三元催化器用弱酸(草酸、洁厕灵等)浸泡三元催化器1h以上。图8所示为浸泡法清洗三元催化器。

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图8 浸泡法清洗三元催化器

二、曲轴箱通风系统

大众迈腾发动机采用了双级油气分离器的设计,该发动机的曲轴箱气体首先通过缸体下部缸壁上的通道被吸入到缸体下部的粗油气分离器,经过粗油气分离器的处理后,曲轴箱气体中的机油被分离出来,回流到油底壳里,而被分离出来的蒸汽则通过缸体内预先设计好的专用通道输送到气门室盖上部的精油气分离器处。由于该专用通道与缸体被做成一体,就使得流过的蒸汽始终保持一定的温度,从而避免低温时蒸汽发生凝结。通过专用通道的蒸汽到达气门室盖后,直接进入精油气分离器,以进行第二阶段的油气分离。

在油气分离器(如图9所示)内,蒸汽经过旋风式油气分离机构的处理,会凝结出机油液滴,这些机油通过缸盖上的专用油道回流到油底壳,而再一次被分离出来的蒸汽则到达了油气分离器内的调压阀中。

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图9 油气分离器总成

调压阀用于调节进入燃烧室内的蒸汽流量,在发动机工作时,它使曲轴箱内保持一定的真空度,并确保曲轴箱通风的通风效果良好。经油气分离机构分离出的蒸汽经过油气分离器内的调压阀的调节后,再经过油气分离器内的一个单向阀的调控,最终进入燃烧室。其原理如图10所示。

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图10 迈腾曲轴箱通风系统原理

迈腾曲轴箱通风系统出现故障会引起发动机怠速不稳,同时OBD会设置故障码P0171(汽缸列1混合气过稀)或故障码P0300(多缸失火)。如果调压阀一直卡滞在全开位置,用诊断仪器会读到故障码P0171,还会导致发动机在怠速时,曲轴箱内的蒸汽一直在进入进气歧管。而这部分进入进气歧管的气体是没有经过空气流量计计量的,就会导致发动机混合气在怠速时过稀。但加速时,进气量多,又由于涡轮增压器增压明显,从曲轴箱漏进来的气体对发动机影响就会明显减少。这就是为什么调压阀一直卡滞在全开位置只影响怠速的原因。解决此类故障的最好方法就是读取发动机控制模块中的空气流量计数据流,通过数据流就能找到故障部位。

如果出现油气分离器膜片破裂故障,空气流量计检测到进气量就会变小,ECU相应减少喷油,与实际进气量无法形成正确空燃比,混合气会偏稀,会造成怠速不稳。中高速时进气量变大,油气分离器处漏气

量就会被忽略,ECU在这种故障中通过曲轴位置传感器判定多缸缺缸而储存故障码P0300(多缸失火)。判断此类故障最快捷方法是:将曲轴箱通风装置油气分离器通往进气歧管的管道拔出来堵住,看发动机运转是否变得平稳。若发动机平稳,更换油气分离器就可排除故障。

三、EVAP系统

迈腾EVAP系统中包括ECU、炭罐电磁阀和炭罐。炭罐电磁阀是被ECU控制的,当水温上来并且发动机处于中高负荷运行时,根据发动机转速和轮速比对后由ECU控制着电磁阀,在必要时轮番周期性开启和闭;待发动机在高转速或者高轮速时,ECU又会发出闭合电磁阀的指令。

迈腾E V AP系统常见故障是:炭罐电磁阀(图11)故障和炭罐堵塞。其中炭罐电磁阀故障可能会设置故障码08583(汽缸列1怠速时混合气过稀,静态);故障码01089(EVAP错误清污气流,静态)。特别是炭罐电磁卡滞在常开位置时,会导致发动机怠速抖动,有时甚至熄火故障。在检查此类故障时,可以拔掉活性炭罐连接到燃油箱通气管之间的插头,检查是否能感觉到有漏气。并触摸活性炭罐电磁阀感觉电磁阀有没有工作。若拔掉活性炭罐电磁阀的插接器后,活性炭罐电磁阀管路还是有漏气,就可说明电磁阀不能关闭,直接更换电磁阀即可。

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图11 炭罐电磁阀

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原文详见2017年第1期杂志维修实例栏目:p64

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