车相关人士大多数人对传统的氧传感器都已十分了解并且觉得在故障判断时没什么问题,这一话题已是老生常谈,现在我们要谈的是比氧化器更加复杂更加年轻的表亲——空燃比(A/F)传感器。空燃比(A/F)传感器的种类有很多,但本文只讨论丰田车用的空燃比传感器,因为丰田公司很早就采用了这种技术并应用于旗下许多车型。空燃比传感器只用于催化转化器的上游,催化转化器的下游仍然采用传统的氧传感器。
怎样才能知道车上装的是氧传器还是空燃比传感器呢?并不是所有的丰田车都装有空燃比传感器,但使用空燃比传感器的丰田车会越来越多。第一个要看的地方就是贴在发动机舱盖下的车辆排放控制标签(VECl),如图1所示。当然有时我们会遇到这种情况,有些车的发动机舱盖已不是原车的,或者车辆排放控制标签已经没有了,这时我们就要请当地的经销商根据车辆识别代码(VIN)查一下。不过有时根据车辆识别代码还是查不出该车是否使用了空燃比传感器,这时通过传感器接头处线束的标也能确定该车是否使用了空燃比传感器。
首先来看一下空燃比传感器出问题时几个常见的故障码,随后再就几种高级的诊断技术和数据流分析进行深入探讨。
绝大多数情况下,空燃比传感器最常见的故障码是P1135和P1155,其含义分别是第一列缸或第二列缸空燃比传感器加热电路故障,这些是双行驶循环故障码。传统的氧传感器温度达到650~850(1 =0.5℃)就可以正常工作了,但为了计量准确,丰田车空燃比传感器的工作温度要达到1200 。
诊断空燃比传感器加热电路的故障不难,与检查氧传感器加热电路故障的步骤相似。有些车型的空燃比传感器加热电路有单独的保险丝,这些车装备的通常都是V6发动机,不过也有些车装备的是双列4缸发动机。大多数用4缸直列发动机的车都没有单独的加热电路保险丝,这时如果汽车能够发动,就可以确定空燃比传感器的加热电路保险丝没有问题,因为喷油嘴也是通过此保险丝进行供电,如图2所示。
丰田车空燃比传感器的额定功率在75W左右(电流约为5~7A),不过实际的工作电流会随占空比的变化而变化。用低电流电流钳能快速测出加热电路实际的工作电流,如图3所示。标准的控制程序在发动机启动后20s的时间内为加热电路提供全负荷所需的电流,然后再根据需要来调整电流的占空比。排气量小,控制程序会提供较大的电流,如怠速。空燃比传感器的加热电路也有线路短路或开路这样的单行驶循环故障码,但相对来说这种单行驶循环的故障很少出现。
P1130和P1150也是双行驶循环故障码,其含义是空燃比传感器的量程或性能有问题,这两个故障码有可会伴随P1135或P1155故障码一起出现。如果多个故障一起出现并且有加热电路故障码,应该首先解决加热电路的故障。实际工作中,即使只有量程和性能方面的故障出现,也应当首先检查加热电路实际的工作情况,因为加热电路对空燃比传感器的正常工作起着至关重要的作用。丰田车空燃比传感器的标准工作温度在1200 左右,因此单靠排气温度把它加热到1200 是不够的。
不 管 检 测 到 的 是 什 么 故 障码,首先都要查看一下跟该故障码有关的技术服务通报(TSB)。举例来说:技术服务通报上说,有些车型(例如排量为2.4L的凯美瑞)出现P0031和/或P2238故障码时,需要更换空燃比传感器并将电脑重新标定(丰田公司称之为给电脑重做闪存)。
专门对丰田车空燃比传感器定义的故障有P1133和P1153,其含义是空燃比传感器反应速度过慢。监测功能对这种故障码进行主动测试,其目的是检查空燃比传感器能否最长在1.1s内做出反应。这些故障码也是双行驶循环故障码。
另外,还有一个经常会遇到的单行驶循环故障码P0125,其含义是闭环运行时冷却液温度低,
这很容易误导人。不过不要上当,实际的情况是:在特定的条件下,空燃比传感器的电压变化情况受到监测。如果汽车在非怠速工况的90s内或在高于1500r/min,车速为25~62m/h(1m/h=1.6km/h)情况下行驶并且启动后至少过去了140s(在90s内电压变化监测之前),空燃比传感器的输出电压没有进行有效地变化,那么,故障码P0125就会生成。
一定要检查一下有没有待定故障码,因为它们可能提供重要的线索。(因为类似的原因,使用传统氧传感器的丰田车也会出现这个故障码。)许多时候,故障并不在传感器本身而在进气系统,极有可能是由真空泄漏造成的。
另一个让人意识不到的常见问题是故障码P0171和/或P0174的出现,这是人们所熟悉的混合汽稀的故障码。在冻结帧(冻结帧是OBDⅡ的一个术语,指第一个故障出现时所存储下来的发动机当时工作情况的一组关键数据。OBDⅡ规定只需要一幅冻结帧,如果后出现的故障码具有更高的优先权,那么前一幅冻结帧就会被覆盖。)中会发现长效燃油修正和短效燃油修正的数值都超过了50%或更多。这些故障码又经常是由空燃比传感器加热电路的问题造成的,但如果客户反映或维修记录显示这辆车最近修过,那么就要检查一下,看看是否有人错把传统的四线加热型氧传感器换上去了,尽管接头略有偏差,但这两种不同类型的传感器都能装
到同一辆车上去。有疑问时,核对一下件号。所有丰田车空燃比传感器的件号都是以数字“89467”开头的,而丰田原厂的氧传感器是以数字“89465”开头的。
在上述故障出现的情况下,一旦确定加热电路没有问题(一定要检查加热电路有没有待定故障码)且没有错换传感器,这时就可以进行更为细致的诊断。同平时一样,首先一定要查看和记录存储的冻结帧数据,然后看看监测功能完成的情况。如果近期有人消过故障码或断过可保持记忆存储器(KAM)的电,有些监测功能可能仍然会显示未完成,这就无法得到可能的有用信息。但记住,监测功能的完成并不意味就完事了,这只是表明测试程序已经进行过一次。幸运的是大多数情况下对空燃比传感器和加热电路运行的监测功能相对来说要快和容易,所以,为了检查有没有待定故障码,只需将车开一会就可使监测功能完成。
接下来就是数据流的检查了。在这里相关的参数是空燃比传感器1、短效燃油修正1和当量系数。当然,如果是多列缸的发动机,还要有空燃比传感器2、短效燃油修正2的参数。数据流检查时遇到的第一个问题有可能是能否获取空燃比传感器的参数。某些通用型的检测电脑可能会显示出这些参数,但这些参数看上去不一定正确,具体原因请参照文末所附的“关于通用型检测电脑”。
如果用符合厂家规定的检测电脑,就有可能读取空燃比传感器的实际工作参数。使用时在用户自定义或扩展数据功能里就能查空燃比传感器的工作参数,如果不到,可根据所用的检测电脑,试试看有没有空燃比传感器O2或燃油和排放系统数据标题。一些通用型的检测电脑可能显示与之相关的参数,但却以WRAF(宽量程空燃比传感器)来表示。另外,也并不是所有的通用型检测电脑都能读取空燃比传感器的工作参数。
一旦检测电脑能读取空燃比传感器的工作参数,为使数据更新足够快,可将电脑上显示的其它参数取消,只保留以上所述的参数。如果检测电脑无法读取空燃比传感器的工作参数,别放弃,下面会提到一些替代的检测方法。
你可能会试着连接示波器对空燃比传感器的输出电压进行检测,这样就太麻烦了,也没什么用。空燃比传感器的这个“电压”是测不出来的,其响应方式是根据流经空燃比传感器电流的大小和电流方向,动力控制模块内部产生一个电压,然后经过动力控制模块编码后就变成可供显示的数据流。
由于试车时通常包括一些急加速和急减速,这时可以让一位助手来开车,以便于观察检测数据。或者更好的做法是,检测人员亲自开车,使用检测电脑的记录功能,一些所需的数据如
图4所示。
急加速时,如果检测电脑显示空燃比传感器的电压已经下降到低于2.8V,这表明混合汽在加浓。急收油门减速时,电压上升到高于4.0V,这表明处于燃油切断状态,混合汽很稀。这种电压变化的趋势与传统氧传感器的变化正好相反,从图4中可以看出,实际的数值可能远远高出这个电压变化范围。笔者所记录的电压变化范围为2.312~4.997。如果所检测的电压变化范围略小,请参照附表“关于通用型检测电脑”。
如果路试时电压没有达到规定值,先检查线路有没有问题。断开空燃比传感器的插头,打开点火开关,不启动发动机,从万用表测量线束一侧接头的对地电压,AF+线(通常为白)的电压应为3.0V,AF-线(通常为蓝)的电压应为3.3V。如果这两处没有电压,检查导线,导线没问题,然后更换动力控制模块。
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