《A8-9氧传感器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《A8-9氧传感器.pdf（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 1 第 9 单元 汽车发动机控制系统及检修 氧传感器 A8 2 单元 目标 2 ?了解氧传感器的类型 ?了解氧传感器的工作原理 ?熟悉氧传感器的检测方法 ?掌握氧传感器的数据特点 ?了解后氧传感器的检测方法 3 单元 目录 3 ?氧传感器作用 ?氧传感器类型 ?开闭环控制 ?氧传感器电压分析 ?故障诊断 4 氧传感器作用 为了适应各国的排放法规标 准，现代汽车都安装了三元催化 器和氧传感器。ECM根据氧传感 器的反馈信号控制混合气的浓度 在理想空燃比附近，以保证三元 催化器发挥最佳的净化效果。 前氧传感器（HO2S1） ?安装在三元催化器前方 后氧传感器（HO2S2） ?安装在三元催化器后
2、方 5 氧传感器作用 前氧传感器的作用 ?检测排气中的含氧量空燃比控制在理论空燃比（14.7:1）附近 后氧传感器的作用 ?检测三元催化器的催化效率三元催化器工作正常，后氧传感器的信号电 压高低变化小 6 氧传感器类型 目前常见的氧传感器主要有氧化锆式、氧化钛式和宽带式，它们都是加热型氧传感 器。氧化锆式和氧化钛式氧传感器在理论空燃比附近产生跳跃变化的信号电压；宽带式氧 传感器能够在混合气浓度较宽的范围内输出连续变化的信号电压。 氧化锆式氧传感器 结构 ?二氧化锆（ZrO2）工作介质 ?铂电极 ?加热元件 工作原理 ?管状二氧化锆内侧与大气相通，外侧与发动机排 气相通，内外两侧表面的氧含量不平
3、衡，氧离子 从含氧量高的一侧向含氧量低的一侧扩散，两侧 电极间产生电动势。 ?混合气较浓时，排气中的氧含量极少，氧化锆内 外侧氧的浓度差大，因而产生一个较高的电压 （一般为0.61V） 7 氧传感器类型 氧化锆式氧传感器 工作原理 ?管状二氧化锆内侧与大气相通，外侧与 发动机排气相通，内外两侧表面的氧含 量不平衡，氧离子从含氧量高的一侧向 含氧量低的一侧扩散，两侧电极间产生 电动势 ?混合气较浓排气中的氧含量极少， 氧化锆内外侧氧的浓度差大，产生一个 较高的电压（一般为0.61V） ?混合气较稀排气中含有较多的氧， 氧化锆内外侧氧的浓度差较小，产生的 电压也较低，一般为00.3V ?理论空燃比
4、氧传感器信号电压约为 0.45V 8 氧传感器类型 氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器采用二氧化钛（TiO2）作为工作介质 工作原理 ?TiO2在室温下具有高电阻性，但在高温条件下，如果TiO2周围氧含量少时， TiO2中的氧分子将会逃逸而使其晶格出现缺陷，电阻也随之下降 ?混合气浓度不同，排气中氧气含量也不同， TiO2的电阻也不同，它所分得的 电压也不同 ?电阻型传感器 ?受温度变化影响比较大，必须用温度补偿的方法来提高测量精度 9 氧传感器类型 宽带式 宽带式氧传感器能够在比较 宽的范围内提供更快、更精确的 混合气信息。 ?可以精确地测出混合气浓或 稀的程度 ?能够在宽转速范围内配合实
5、现更为精确的燃油修正控制 ?启动时更快地进入闭环运行 模式，从而减少冷车排放污 染 10 氧传感器类型 9 测氧单元 宽带式氧传感器 组成 ?测氧单元 检测测量室中的氧含量，其工作原理与氧化锆式氧传感器的相 似 ?泵氧单元往测量室中泵入或泵出氧气 ?加热器使传感器工作在最佳温度 ?调节电阻通常位于宽带氧传感器线束连接器内部（图中未标出），它用 于对传感器进行校准，将传感器的输出调节到合适的水平 11 氧传感器类型 宽带式氧传感器 组成 ?宽带氧传感器泵单元电流信号 ?宽带氧传感器公共端 ?宽带氧传感器加热器低电平控制 ?宽带氧传感器加热器电瓶电压 ?宽带氧氧传感器测氧单元信号 ?宽带氧氧传感器
6、泵氧单元信号 更换宽带氧传感器时，必须 同时更换线束与线束连接器。 TIP 12 氧传感器类型 宽带式氧传感器 工作原理 排气中的氧从扩散孔进入测量 室，测氧单元像传统氧化锆式氧传 感器一样检测测量室中的含氧量， 并产生一个信号电压输送给ECM， ECM根据此电压控制泵氧单元的 电流（通常称为泵氧电流）大小和 方向，使测量室中的氧含量保持恒 定。测量室中的氧含量保持恒定时， 测氧单元输出的信号电压稳定在 0.45V。ECM通过测量泵氧电流的 方向和数值确定排气中氧的精确浓 度。 13 氧传感器类型 混合气偏浓 混合气偏稀 宽带式氧传感器 工作原理 ?理论空燃比，测氧单元输出的电压为0.45V，
7、泵氧电流为0mA ?混合气偏浓，测氧单元输出的电压大于0.45V，泵氧电流一般为02mA的负 电流 ?混合气偏稀，测氧单元输出的电压小于0.45V，泵氧电流一般为01.5mA的 正电流 14 氧传感器类型 宽带式氧传感器 工作原理 宽带氧传感器以值显示混合气浓度信号。 ?值为1相当于理论空燃比，为14.7:1，在正常运行状态下，值保持在1左右 ?当混合气偏稀时，排气中氧含量较高，值大于1 ?当混合气偏浓时，排气中氧含量较低，值小于1 15 氧传感器类型 开闭环控制 16 氧传感器电压分析 氧传感器信号电压高通常表示排气中的氧含量低，混合气浓；信号电压低表示排 气中的氧含量高，混合气稀。但是，氧
8、传感器的信号电压高低并不一定说明混合气的浓 度大小。 ?氧传感器信号电压高于0.45V 混合气过浓原因 ?燃油压力过高 ?喷油器泄漏 ?燃油压力调节器故障 非混合气过浓原因 ?氧传感器被冷却液中的添加剂污染或硅中毒 ?点火系统的高压线与氧传感器信号线路过于靠近，造成氧传感器信号电压受到干扰 而向ECM发送错误的混合气过浓的信号 ?氧传感器信号搭铁线松动，造成信号电压过高 ?EGR阀卡在开启位置（尤其在怠速时） 17 氧传感器电压分析 氧传感器信号电压低于0.45V 混合气原因 ?真空泄漏 ?燃油泵油压低 ?喷油器堵塞 非混合气稀原因 ?发动机缺火 ?火花塞短路、高压线脱落、点火线圈失效等原因造
9、成的缺火会导致没有燃 烧的混合气经过氧传感器 ?氧传感器前部排气系统泄漏 ?氧传感器前方的排气管路泄漏将导致空气被吸入排气并通过氧传感器 18 氧传感器电压分析 电压低于0V 在测试氧传感器波形时，有些氧传感器的信号电压会出现负电压（可以被 接受的负电压为-0.75mV）。如果测试氧传感器时，其信号电压出现负值，应 考虑以下原因： ?传感器元件被化学材料污染（油、硅等） ?发动机过热 ?更换氧传感器操作不当（跌落或撞击造成绝缘体裂纹） ?氧传感器接地不良 19 故障诊断 氧传感器外观故障常见原因 黑色沉积混合气过浓 燃油压力过高、喷油器泄漏、氧传感器损坏等 白色沉积硅污染 燃油原因或维修发动机
10、时使用了错误的硅密封胶 白色砂粒状沉积 防冻液（乙二 醇）污染 气缸盖和进气歧管密封垫失效导致，或者气缸体或气缸 盖裂纹造成（如果防冻液内添入染色剂，也可能造成氧 传感器变绿） 深棕色沉积机油污染 PCV系统失效或发动机机械系统问题，如气门油封或活 塞环失效 外观检查 20 故障诊断 前氧传感器检测 ?万用表检测 电压检测 ?关闭发动机，将万用表红色表笔和黑色表笔分别连接到氧传感器的信号线上 ?起动发动机，等待发动机进入闭环 ?在闭环状态下，观察在不同混合气浓度时，记录氧传感器信号电压值 ?数据结果分析 ?如果传感器没有反应，电压保持在0.45V左右，则说明传感器有可能失效，需要 更换 ?如果
11、信号一直处于高值（大于0.55V），则说明混合气过浓或传感器被污染 ?如果信号一直处于低值（小于0.35V），则说明混合气过稀。应检查真空是否泄 漏或喷油器是否有堵塞现象 21 故障诊断 最小电压(V)最大电压(V)平均电压(V)测试结果 低于0.2高于0.80.40.5氧传感器正常 高于0.2任意读数0.40.5氧传感器失效 任意读数低于0.80.40.5氧传感器失效 低于0.2高于0.8低于0.4混合气过稀 低于0.2低于0.8低于0.4 混合气过稀（向进气管道内喷入化油器清洗剂观察氧传感 器变化，如果没有反应，说明氧传感器失效） 低于0.2高于0.8高于0.5混合气过浓 高于0.2高于0
12、.8高于0.5 混合气过浓（拔下一个真空管，观察氧传感器变化，如果 没有反应，说明氧传感器失效） 前氧传感器检测 万用表检测 ?最大值/最小值检测 ?正常的读数应该在0.3V到0.8V之间。如果高于0.8V或低于0.3V，则需要更换氧传 感器 22 故障诊断 前氧传感器检测 诊断仪检测 可以用氧传感器电压的切变数来诊断氧传感器 的好坏。切变数是指1秒钟内氧传感器电压从高到 低变化（从低到高的不需要计算在内）的次数。发 动机转速在2000转/分钟时，氧传感器信号电压的 切变数通常为8到10次。 ?连接诊断仪到车辆诊断接口（DLC）上，起动 发动机 ?保持发动机转速在2500转/分钟，预热氧传感
13、器两分钟 ?通过诊断仪确定氧传感器工作在“闭环”状态， 然后在发动机数据流中读取氧传感器数据，记 录1秒钟内氧传感器电压变化次数 ?如果1秒钟内氧传感器电压变化次数少于8次， 应更换氧传感器 示波器检测 在发动机闭环工作状态下，氧传 感器的信号电压波形应该连续切变。 混合气在稀、浓之间变化时，氧传感 器信号每两秒种变化110次（0.5到 5.0HZ）。 23 故障诊断 使用电压表测量后氧传 感器的信号电压，其正常值 约为0.60.7V，使用示波器 检查后氧传感器的信号波形， 其切变数远低于前氧传感器。 如果后氧传感器信号与前氧 传感器信号相似，则说明三 元催化器已经失效。 后氧传感器检测 24 故障诊断 故障码描述可能的原因 P0131前氧传感器接地 ?前氧传感器处排气泄漏 ?混合气过稀 ?氧传感器失效或被污染 ?氧传感器信号线对地短路 P0132前氧传感器短路 ?前氧传感器短路 ?氧传感器失效 ?氧传感器被汽油污染 P0133前氧传感器低参考 ?氧传感器加热器线路开路或短路 ?氧传感器失效或被汽油污染 ?EGR或燃油系统故障 氧传感器诊断故障码 25 单元总结 26 谢谢谢谢 谢谢 26