帕萨特新领驭宽量程氧传感器原理与检测

王春生，张亚楠

（1．鹤壁市高级技校，河南 鹤壁 458030；2．焦作市职业技术学校，河南 焦作 454150）

帕萨特新领驭宽量程氧传感器原理与检测

王春生1，张亚楠2

（1．鹤壁市高级技校，河南 鹤壁 458030；2．焦作市职业技术学校，河南 焦作 454150）

现在有些轿车采用稀薄燃烧技术，发动机控制单元对燃油的反馈控制愈加精确。然而普通的氧传感器无法满足这一要求。本文详细阐述宽量程氧传感器的工作原理与检测方法。

宽量程氧传感器；检测；故障判断

CLC NO.: U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-98-03

前言

前言帕萨特新领驭2.0LBNL发动机和1.8TCED发动机前氧传感器都采用了6线宽量程新型氧传感器。该宽量程氧传感器的基本控制原理是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。但是它和普通氧传感器又有如下区别：首先测量范围不同。普通的氧化锆型氧传感器氧化锆式和氧化钛式氧传感器相当与一个混合气的浓稀开关，只能判断混合气是浓的还是稀的，不能判断出浓多少还是稀多少，而宽量程氧传感器能在λ从0.7到接近空气成分的很宽的范围内精确地给出连续的特征变化曲线，所以测量范围广。其次宽量程氧传感器缩短进入闭环控制的时间（小于20s）和响应时间（小于100ms）。故而6线宽量程氧传感器在现在稀薄燃烧技术的车上大量应用。

1、六线宽量程氧传感器的工作原理（如图1）

它总体分为两个部分，一个是感应室，它的一面与大气接触而另一面是测试腔与尾气相连和普通氧化锆氧传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势Us，一般的氧化锆传感器将此电压作为控制单元的输入信号来控制空燃比。而宽域型氧传感器与此不同的是：发动机控制单元要使感应室两侧的氧含量保持一致，让电压值维持0.45V。为了维持参考电压在0.45V之间，就需要另一部分泵氧元把排气中的氧泵入测试腔当中，使感应室两侧的电压值维持在0.45V.这个施加在泵氧元上变化的电压，才是我们要的氧含量信号。具体过程如下混合气浓时，尾气中氧含量下降，参考电压升高（而参考电压必须维持0.45v），为了达到平衡，发动机控制单元增加控制电流从而增加泵氧效率，使测试腔的氧含量增加，这样可以使参考电压恢复到0.45v。控制单元根据增加的电流（折算成电压值）减少喷油量。

混合气过稀时，尾气中氧含量增加，参考电压下降（低于0.45v），为了达到平衡，发动机控制单元减少控制电流从而降低泵氧效率，使测试腔的氧含量减少，这样可以使参考电压恢复到0.45v。控制单元根据减少的电流（折算成电压值）增加喷油量。

2、帕萨特1.8TCED发动机前氧六线宽量程传感器实物（图2a,零件编号06F 906 262 AC）和电路（如图2b）

2.1 端子编号

T6t:6针插头，黑色，在发动机舱内排水槽左侧

T6t/3与T6t/4: 为加热电路，其中T6t/3为正极，T6t/4为负极。T6t/2平衡电路，T6t/6泵电流，T6t/1：能斯特电压 （即4.5v参考电压）。T6t/5虚拟接地。这里需要说明的是T6t(T6m公头)的2＃与6＃之间串联了一个微调电阻（传感器侧插头），大约阻值为125Ω。

2.2 检修方法

由于六线宽量程氧传感器将普通氧传感器的输出电压4.5v,送到运算放大器，与发动机控制单元输入传感器的1和5脚（反映在该电路上为T6t/1与T6t/5）比较电压比较后，运算放大器控制泵电流，发动机控制单元根据消耗的泵电流计算出废气当中的氧含量，从而控制喷油量。所以直接测量六线宽量程氧传感器的信号电压是不能的。必须通过诊断仪读取数据流。此外还可以测量氧传感的阻值、电压值。

（1）测量电压与电阻值（图2）

帕萨特1.8TCED发动机六线宽量程传感器T6t/3与T6t/4之间在常温下阻值为3.2Ω，（大众车型一般在2.5-10Ω之间，具体见维修手册）

T6t/2与T6t/6微调电阻大约阻值为125Ω（传感器侧插头）。线束侧2＃与6＃阻值为62Ω。

关闭点火开关，拔下六线宽量程氧传感器插头，在打开点火开关，在线束侧测量各端子静态电压值。1＃与5＃端子之间电压差应为5V。2＃与6＃电压值相等。3＃端子接燃油泵继电器87a，故点火开关打开2s内有电，等于12v。

（2）读取数据流

直接测量六线宽量程氧传感器的信号电压是不能的，我们只能利用诊断仪读取该数据流。连接诊断仪VAS5052，进入发动机（01），数据流（08）组号30，则第一区规定值显为111,111分别表示氧传感器加热器工作，氧传感器运行状态就绪，氧调节有效。若其中一条达不到则该条显示显示为0。如110，则代表传感器加热器工作，氧传感器运行状态就绪，而氧调节无效，则要检查加热电路。

若正常则进入32组，第一区标准值（该区含义为发动机在怠速工况下六线宽量程氧传感器的自适应值）：-10.0---10.0%。第二区标准值（含义为发动机部分负荷工况下六线宽量程氧传感器的自适值）：-10.0---10.0%。如图3第一区在怠速负荷下显示-9.8%，符合标准值，故而该六线宽量程氧传感器正常。再如图4第二区在部分负荷工况下显示值为3.0%，符合标准值，故而该六线宽量程氧传感器正常。

若显示组32-自适应值低（负值），则可能是因为：（混合气浓），有可能是以下原因造成，需进一步检查，喷油嘴关闭不严而泄漏或燃油压力过高或活性碳罐电磁阀常开或空气流量计有故障或氧传感器过脏或其加热器损坏。

若显示组32-自适应值高：则可能是因为：（混合气稀）有以下原因造成，需检查诊断出具体故障原因，空气流量计故障或其与节流阀体间管路密封不好或排气岐管密封性不好或喷油嘴打不开或燃油压力过低或氧传感器过脏或其加热器损坏。

若达到规定数值则进入33组，标准值第一区为-10.0---10.0%，该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭。第二区标准值为1.0---2.0V ，应以20次/min波动。若第二区电压值0.7-1.0v变化，表明混合气太浓。若第二区电压值0.000—0.30v变化，表明混合气太稀。若该值恒为1.0v，对正极短路。该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为0.00V,对地短路。则需要进一步检查线路。例如，如上图5，诊断仪第二区显示数值为0.8，则六线宽量程氧传感器显示该混合气太浓，需要进一步检查相关燃油供给系统，查出具体故障。

[1] 帕萨特2009款电路图[z].

[2] 大众维修资料[Z].

4.3 优化方案的实验验证

为了进一步验证模拟计算结果与实际结果的差异，我们根据优化后的排气歧管垫、排气歧管和增加缸盖螺栓数量，装配一台试验机，进行深度冷热冲击试验，对试验后的零件进行检测和评估。从试验得到结果显示，优化方案达到了设计的要求，模拟计算结果与实际试验结果向符合。

5、结论

由于排气歧管与缸盖连接部位温度变化大，零件热变形大，排气歧管密封垫需在发动机各种工况下产生足够的密封效果。为了达到设计要求，解决排气歧管垫漏气的失效模式，通过Hypemesh9.0、Patran2010、Abaqus6.8-1软件对发动机排气密封位置进行分析计算，进而对排气侧零件的设计优化进行指导。最终通过台架试验与优化后的模拟分析结果进行合理性对比验证，模拟计算优化后的结果完全满足设计的要求，解决了排气歧管垫漏气的失效模式，既节省了设计优化成本，又缩短了解决问题的周期，提高了工作效率。

参考文献

[1] 周龙保，内燃机学，机械工业出版社，1999.5.

[2] 陈家瑞，汽车构造（上），机械工业出版社，2009.2.

[3] 袁兆成，内燃机设计，机械工业出版社，2008.7.

[4] MSC.PATRAN&MSC.NASTRAN 使用指南.

[5] Abaqus6.8-1 Abaqus Analysis User's manual.

The principle and detection of Passat new Lingyu wide range oxygen sensor

Wang Chunsheng1, Zhang Yanan2

（1.Hebi senior technical school, Henan Hebi 458030; 2. Jiaozuo city occupation technical school, Henan Jiaozuo 454150）

now some car adopts the lean combustion technology, the engine control unit for fuel more accuratefeedback control. However, the oxygen sensor can not meet the requirements of ordinary. This paper expoundsthe working principle and testing method of wide rangeoxygen sensor.

wide range oxygen sensor; detection; fault judgment

U463.2

A

1671-7988(2015)02-98-03

王春生，技师，就职于鹤壁市高级技校，主要从事汽车电器教学与维修。