汽车氧传感器故障检修.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车氧传感器故障检修.精品文档.吉林大学交通学院自 考 本 科 毕 业 论 文浅谈氧传感器故障检测【摘要】随着汽车技术的发展，世界各国对汽车尾气排放标准要求越来越严格，电喷汽车越来越受市场的追捧。氧传感器是现代汽车控制废气排放、提高燃油经济性的重要传感器之一，发动机的氧传感器是发动机用于调节空燃比信号，氧传感器故障会造成燃油消耗增大，发动机工作异常，不但造成经济损失还会造成大气污染。而氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排放污染增加，发动机怠速不稳、缺火、

2、喘振等故障现象。因此，必须及时的进行故障检测和排除故障或更换。【关键词】汽车排放控制 氧传感器 故障检测目 录前 言1第一章 汽车氧传感器的结构特点21.1氧传感器的组成21.2氧传感器的工作原理31.3氧化锆型氧传感器41.4氧化钛型氧传感器8第二章 汽车氧传感器的技术特点102.1 氧传感器的作用102.2 氧传感器技术特点分析102.2.1 氧传感器是一种热敏电压型传感器102.2.2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法”112.2.3 氧传感器是一种多元故障的“报警器”122.3 简单介绍现在氧传感器技术的发展情况122.3.1 摩擦电极引线方式的氧传感器122.3.2 新型氧传感器1

3、3第三章 氧传感器故障对发动机的影响分析143.1 氧传感器引起的故障现象143.2 电控发动机氧传感器故障分析143.3 氧传感器常见故障153.3.1 氧传感器中毒153.3.2 积碳163.3.3 氧传感器陶瓷碎裂163.3.4 加热器电阻丝烧断163.4 维修氧传感器的注意事项16第四章 汽车氧传感器典型故障分析184.1 故障现象184.2 故障检修与诊断18结 论21参考文献22致 谢23前 言随着汽车工业的发展和汽车保有量的急剧增加，汽车排放对大气的污染已经构成了公害它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展成为严重的社会问题。在有些大城市，汽车废气排放已经接近或超过环

4、境容量。为了保护日益恶化的地球环境，世界各国先后出台了便为严格的汽车污染物排放标准。汽车生产商在汽车的生产设计过程中，加设了减少对空气污染的辅助装置，如在电控燃油喷射技术的基础上，采用三元催化器，就可以获得更高净化率的排放控制，但是为了能最有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接接理论空燃比。因此在排气管上增加了一个氧传感器，经常地检测排气的质量，并将其变换成电信号传给ECU。发动机控制单元ECU根据氧传感器提供的信号，不断地检测和调整发动机喷油器的喷油量，使发动机在多数情况下都工作在理论空燃比附近，实现了喷油的闭环控制，也有效地的提高发动机性能及整车的经济性。汽车行业是目前国际

5、上应用传感器最大市场之一，现在世界上汽车年产量在4000万辆以上，其中日本的年产量达1000万辆以上。从世界各国公布的专利情况来看，各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家，都很重视汽车传感器的研制和生产。而氧传感器的申报专利数，居汽车传感器的首位，这反映了该传感器的技术难度和各国的重视程度。控制汽车空燃比用的氧传感器在日本以每年50-60的速度增长。就我国来说，仅近三年需改加氧传感器的旧车就超过2000万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过200万个。目前，一辆普通家用轿车大约要安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。据报道，2000年汽车传感器的市场为61.7亿

6、美元(9.04亿件产品)，2005年达到84.5亿美元(12.68亿件产品)，增长率为6.5(按美元计)和7.0(按产品件数计)，所以，氧传感器的市场前景非常广阔，对氧传感器的研究也成为热点。第一章 汽车氧传感器的结构特点1.1氧传感器的组成氧传感器利用了Nernst原理 其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2- 离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧(废气侧)，使该电极带负电, 即产生电势差。 当空

7、燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；当空燃比等于14.7时，此时陶瓷观内外两侧产生的电动势为0.4V0.5V， 该电动势为基准电动势；当空燃比较高时（稀混合气），废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近为零。 加热型氧传感器：如图1-1所示。加热型氧传感器抗铅能力强；对排气温度依赖少，能在负荷低、废气温度较低的情况下照常发挥作用；起动后迅速进入闭环控制。图1-1 加热型管式氧传感器核心元件1.2氧传感器的工作原理氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，

8、达到监测和控制炉内燃烧空燃比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气分测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源，如图1-2所示 。图1-2 氧传感器氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下(高温和铂催化)，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成

9、的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压(0。61V)，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300以上)其特性才能充分体现，才

10、能输出电压。它在约800时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。1.3氧化锆型氧传感器氧化锆型氧传感器的基本元件是专用陶瓷体，即氧化锆(ZrO2 )：固体电解质，如图1-3所示。陶瓷体制成管状，称为锆管。锆管内表面与大气相通，外表面与废气相通。锆管内外表面覆盖一层多孔性铂膜作为电极 ，允许氧渗入该固体电解质内，温度较高时它工作时的温度较高，氧气发生电离 。1、导管排气孔罩；2、锆管；3、电极；4、弹簧；5、线头支架（绝缘）；6导管；7、排气管图1-3 氧化锆型氧传感器的结构图若陶瓷体内(大气)外(废气)侧氧含量不一致，固体电解质内部氧离子 自大气一侧向排气一侧扩散，锆管便

11、成了一个微电池，在锆管两铂极间产生电压， 1.陶瓷体; 2.铂金体；3、4.电极引线点；5.排气管；6.陶瓷防护层；7.排气；8大气图1-4 氧传感器在排气管中的布置如图1-4所示。当混合气稀时，排气中氧含量多，两侧氧浓度差小，只产生小的电压；相反，混合气浓时电压增大。氧传感器电压在过量空气系数等于一时产生突变，大于一时输出电压几乎为零，小于一时输出电压接近一伏，如图1-5所示。在发动机混合气空燃比闭环控制的过程中，氧传感器相当于一个浓稀开关，根据混合气空燃比变化向电脑输送脉冲宽度变化的电压脉冲信号，如图1-6所示 。氧化锆型氧传感器输出信号的强弱与工作温度有关(正常工作温度在400900)，

12、有些氧传感器采用加热的方式来保证其正常工作温度，称之为加热式氧传感器，它与不加热式的区别仅在于增加了一个陶瓷加热元件。加热式氧传感器安装灵活性大，不受极端温升的影响，同时扩大了混合气闭环控制的工作范围。图1-5 氧传感器的电压特性图1-6 氧传感器电压脉冲信号变化其核心部件是一个试管型ZrO2：固体电解质元件，在管的内、外表面涂敷一层金属铂作为电极，并用金属线与传感器信号输出端子连接。 为防止废气中的杂质腐蚀铂膜，ZrO2：传感元件的铂膜上覆盖一层多孔陶瓷作为涂层。 将传感器插入汽车 的尾气中，固体电解质管的内侧通人参比气体(通常采用空气)，参比氧分 压固定为； 外表面与尾气接触， 排气氧分压

13、为 ，且随着可燃混合气浓度的变化而变化。这样由于内 、外侧氧分压不同 ，氧离子从浓度高的一 侧穿过ZrO2固体电解质向浓度低的一侧扩散，从而在固体电解质两侧电极上 产生氧浓差电势，且该氧浓差电势随着可燃混合气浓度的变化而变化，形 成“氧浓差电池”，传感器的信号相当于一个可变电源 。其工作特性。当供给的可燃混合气较浓时(空燃t：EAF147)， 因尾气中氧离子含量比较多，和很接近， 氧浓差很小，产生的电动势很小(约 01 V)。在混合气接近理论空燃比时，输出045 V电压。因此 ，在理论空燃比附近，固 体电解质两边的氧分压之比的急剧变化将引起输出电压的急剧变化，表现 为工作曲线非常陡峭。这种特性

14、使它非常适合应用于三元催化转化系统进 行理论空燃比的控制。而在整个稀薄燃烧区内(AF17)，只有很低的电压 信号，且信号变化很小、 曲线平滑。由此看来，氧浓差电池型传感器只能 在比较狭窄的范围内对尾气含氧量进行检测，也只有用于理论空燃比附近 的反馈控制才具有较高的准确性 。1.4氧化钛型氧传感器TiO2式氧传感器是利用TiO2 材料的电阻值随排气中的氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器 。TiO2式 氧传感器的外形和 ZrO2 式氧传感器相似 ，在传感器前端的护罩内是一个 TiO2厚膜元件 (图 1-7)。纯TiO2在常温下是一种高电阻的半导体，但表面一旦缺氧，其晶格便出现缺陷

15、，电阻随之减少。由于TiO2的电阻也随温度不同而变化，因此 ，在TiO2式氧传感器内部也有一个电加热器 ，以保持TiO2式氧传感器在发动机工作过程中的温度恒定不变 。如图3-6所示，ECU2 端子将一个恒定的 1 V电压加在 TiO2式氧传感器的一端上，传感器的另一端与ECU4接。当排出的废气中氧浓度随发动机混合气浓度变化而变化时，氧传感器的电阻随之改变， ECU 4端子上的电压降也随着变化。当4端子上的电压高于参考 电压时 ，ECU判定混合气过浓；当4端子上的电压低于参考电压时，ECU判定混合气过稀 。通过 ECU 的反馈控制，可保持混合气的浓度在理论空燃比附近。在实际的反馈控制过 程中，T

16、iO2式与ECU连接的4 端子上的电压也是在 0109V之问不断变化，这一点与 Zr02氧传感器式氧传感器是相似的。1.氧化钛式氧传感器；2.电压端子；3.ECU；4.输出电压端子；图1-7 氧化钛式氧传感器工作原理第二章 汽车氧传感器的技术特点2.1 氧传感器的作用在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。电喷车为获得高排气净化率

17、，降低排气中（CO）一氧化碳、（HC）碳氢化合物和（NOx）氮氧化合物成份，必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性，在理论空燃比（14.7：1）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态（小电动势：OV）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1V）通知（ECU）电脑。ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并

18、相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。2.2氧传感器技术特点分析2.2.1氧传感器是一种热敏电压型传感器氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单元（ECU）的，因此判断氧传感器性能的主要方法是检测氧传感器输出的信号电压值及其波动的范围和波动的频率。另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此，检测氧传感器前，必须对发动机充分预热，在氧传感器达到正常工作温度300350以后才

19、能进行检测，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号；若发动机的排气温度超过800，氧传感器的控制也将中断。目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传感器不带加热器，要依靠废气预热，温度超过300才能正常工作。对于加热型氧传感器，其加热电阻的阻值一般为57。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。2.2.2氧传感器的故障确认采取“时域判定法”所谓“时域判定法”，是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的范围、频率是否符合标准值，如果不发生这种变化，自诊断系统即确认其

20、有故障。氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V1.0V，并且在这个范围内快速波动，其波动频率标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V 0.3V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏稀；当氧传感器的信号电压在0.6 V 0.9V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏浓；当信号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有0.45V 左右的基准信号电压输出，或者信号电压波动的频率不符合标准，即确认氧传感器已经失效。正因为如此，检测氧传感器的反馈信号，目前没有其他设备比示波器更加快捷和有效。2.2.3.氧传感器是一种多元故障的“报警器”氧传感器及其线路发生的故障会被电

21、控单元（ECU）存储并且报警。一旦氧传感器输入ECU 的信号电压0.45 V，或者信号电压波动的频率20 次/min 时，ECU 就判定为可燃混合气太稀，并且增加喷油量，使油耗增大，故障灯点亮，同时存储故障代码。这种故障属于氧传感器的“自生性故障”。事实上，不仅氧传感器发生自生性故障时会报警，而且发生他生性故障也会报警。所谓“他生性故障”，是指电控组件本身没有故障，是相关组件工作不良的影响而引起控制系统报警。例如电动燃油泵、燃油滤清器、喷油器、三效催化转化器等发生了脏堵，严重影响了空燃比（A / F）的大小，故障灯也点亮，故障码显示为“氧传感器故障”，此时氧传感器本身其实并没有损坏。从这个意义

22、上说，氧传感器是发动机多元故障的“代言人”。因此，当电喷发动机出现怠速不稳、缺火、喘抖或者油耗增加等故障时，都应当调取并解读故障代码，很可能显示“氧传感器故障”。但是，显示“氧传感器故障”故障代码并不一定就是氧传感器本身损坏，线路短路、断路或者ECU 内部控制电路有问题也会输出同样的故障代码。因此，当显示“氧传感器损坏”故障码时，应当进行综合分析和判断，辨明是氧传感器的自生性故障还是他生性故障，以确定故障的具体部位。2.3简单介绍现在氧传感器技术的发展情况2.3.1.摩擦电极引线方式的氧传感器其主要技术特点是在内电极冷端的绝缘隔套内安装有一导电铜套，在该导电铜套与内电极之间紧配合镶装有一内电极

23、铜套，该导电铜套在内电极端部安装有一顶装该内电极的压紧螺母。本实用新型涉及的氧传感器中的不锈钢内电极弹簧与内电极、该弹簧与内电极铜套、内电极铜套与导电铜套之间都有比较好的电接触，并可用导线连接接线螺丝与航空插座，实现了信号的完美输出。经长时间的现场应用测试和实验室检测证明，采用本摩擦电极引线方式的氧传感器，其输出信号稳定、信号衰减小于0.5，完全符合产品质量标准。2.3.2.新型氧传感器其主要技术特点是基座与接线盒为同轴一体制作，在该基座后部的接线盒部位径向安装有一工作气导入嘴及一航空插座，在基座前部的密封圈也前安装一工作气导入嘴。本实用新型针对三种不同结构的氧传感器可采用基座与接线盒一体制作

24、的统一基座，该基座系一次加工成型，提高了同心度，保证了装配质量，使氧传感器的工作气(空气)通路变得极为简单，减少了气路在接线盒和基座之间的过渡环节，客户可自己组装和维修，使用成本大大降低，且外型大方美观。第三章 氧传感器故障对发动机的影响分析3.1氧传感器引起的故障现象氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机，如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障，那么极有可能是氧传感器

25、及相关线路出了问题。大多数发动机的电控系统都有自检功能，当氧传感器或相关部位发生故障时，电脑会自动记下故障内容，维修人员只需用专门的解码器读出故障代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢？这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的，检修时只需拔下氧传感器接头，如果发动机的故障消失，则说明氧传感器已经损坏，必须更换，如果发动机故障依旧，那么还要从其他地方找原因。利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端，正常情况下，电压应在01V之间变化，中值在500MV左右，如果输出电压长时间保持某一数值而无变化，则表

26、明氧传感器已经损坏。实际上，氧传感器是一个相当耐用的部件，只要燃油质量过关，它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。这一点，驾驶装有三元催化装置汽车的司机务必要加以重视.。3.2电控发动机氧传感器故障分析氧传感器的检测方法：1.分工况检测：1).氧传感器输出的信号电压(指ECU导线侧连接器端子对地的电压)应当符合下面的要求m点火开关位于ON位置时。信号电压大约为0V；2).发动机冷机怠速运转时，信号电压大约为OV；3).发动机顶热后怠速运转时，信号电压大约为OV1.0V；4)发动机预热后加速运转时，信号电压大约为0.5V1.0V；5)发动机预热后减速运

27、转时。信号电压大约为0V0.4V。2灵敏度检测：启动发动机，让发动机以2500rmin的转速运转3min，使氧传感器达到工作温度。发动机继续以2500rmin的转速运转，同时测壁氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.1V一1.0V之间波动的次数为10s内大于8次，说明氧传感器的灵敏度正常。否则，应当更换氧传感器。3模拟检测：拔下一根发动机的真空软管，模拟混合气变稀，若氧传感器的信号电压下降到0.1V一0.3V；堵住空气滤清器的进气口，模拟混合气变浓若氧传感器的信号电压上升到0.8 V1.0V，说明氧传感器工作正常。如果氧传感器的信号电压不发生上述变化，说明氧传感器有故障，应该予以更换。3.3氧

28、传感器常见故障3.3.1.氧传感器中毒氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用

29、以外的溶剂和防粘剂等。3.3.2.积碳由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。3.3.3.氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。3.3.4.加热器电阻丝烧断对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。3.4 维修氧传感器的注意事项1ECU对氧

30、传感器“混合气过稀”信号的修正范围是有限的(标准系数为14-20)，不能克服点火时刻偏晚带来的危害。因此，对“空燃比”的凋整不能过分依赖氧传感器，还需要对相关的系统进行检查。2由F氧传感器所形成的电动势的能量非常小所以用普通的万用表是无法测定的，必须使用示波器或者高阻抗的数字式万用表才行。3一部分老车型的电控单元(ECU)在怠速状态下会忽略氧传感器的信号，只有在发动机转速达到1800rmin时ECU才对混合气进行闭环控槲。因此，对这类汽车必须先将转速提高到1800rmin。然后再对氧传感器进行检测：4由于氧传感器始终处在高温废气之中，与其他传感器相比，它的故障率较高，使用寿命较短(普通型氧传感

31、器的寿命为58万Km，加热型氧传感器的寿命大约lO万Km)。氧传感器损坏后应当及时更换，采取将氧传感器断路或者短路的办法是不口r取的，因为此时实行的是“开路控制”，对空燃比的调节不精确，会带来动力性、经济性和排气净化性的恶化。5氧传感器柄部套下有通气孔，外界空气由此进入氧传感器的内腔。作为“参考气”因此应该检查该通气孔是否畅通。一目油污或者其他沉积物进入氧传感器内腔。或者堵塞了该通气孔，会使氧传感器的输出信号失真。6不要在氧传感器的插头上涂抹制造厂未规定使用的溶剂、清净液、防粘剂、油性液体或者挥发性固体。7氧传感器的拧紧扭矩为5060NM。注意：在安装时不要对氧传感器侧的电缆金属扣环不适当地加

32、热。第四章 汽车氧传感器典型故障分析4.1故障现象一辆丰田凌志400轿车，已经跑了10多万千米。车主在用车过程中觉得踏油门没有以前顺畅收油时怠速有轻微的振动发动机故障灯时亮时不亮的，油耗也增多厂。车主一开始由于没有时间就没有进行检测：但有一次在遇到交管部门检测废气，CO和HC两项指标都严重超标，罚款后才发现问题的严重性，于是才来进行检测、维修。4.2故障检修与诊断首先，进行自诊断。凌志400轿车使用电子燃油控制系统备有自诊功能。如果发动机电控部分出现故障或传感器及线路有故障，就会记录下来，并储存在控制单元内。使用专用诊断连接线连接检查插座上的El和TEl端子，将点火开关转到ON位置，组合仪表内

33、的发动机故障灯就会一闪一闪地以代码的形式表示出来，告诉故障的部位。经检查，对照故障代码故障碌示为混合气过浓或过稀从而得到大概的故障部位在进气系统，燃油供给系统、空气流量计、水温传感器、节气门位置传感器、点火系统及氧传感器。根据正常的操作方法，先易后难地逐一进行检测，推断故障所在。因为空气流量计、水温传感器、符气门位置传感器都有一个很确定的故障代码，如有问题，都会被控制单元记录下来，根据故障自诊断情况，这些部件都正常。氧传感器是受其他因素影响较多的元件，应该先检查其他的元件，最后检查氧传感器。1进气系统进气系统中最常见的故障是进气格堵塞，它一堵塞就会引起进气不足，使空气和燃油混合气过浓而引起种种

34、副作用。拆开检查后，发现有点脏，但不太严重，把它清干净后装回，启动发动机，测量进气气管真空度，测得为62kPa，符合要求。2燃油供给系统如果燃油压力过高或过低，喷油器工作不良，都会引起上述故障。用汽油压力表测得此车汽油压力：怠速为225kPa，短接检查端子FP和+B6为304kPa，停机后油压保持在196kPa，工作正常。拆下喷油器台试，喷油量和喷油状况都没问题，故障也不在此。3点火系统点火系统工作不好会引起燃烧不充分，也是上述故障的原因之一。把火花塞、分火线、分火头、高压线圈拆下检查，发现除铂金火花塞有点黑和电极烧蚀外。其它的都在技术要求的范围之内。车辆行驶了lO多万千米，火花塞烧蚀不足为奇

35、，但发黑则显示气体燃烧不好，再进一步检查发现，8个火花塞都是一样。很均匀，这就可能是控制不好引起的副作用问题了。4氧传感器首先根据资料提供的电路图，拆下发动机ECU对车上的氧传感器进行检测，测左右两边的主氧传感器加热棒的电阻，都在51-63欧之间，没问题：接着测量ECU端于HTL和HTR对搭铁电压在914V之间，也没问题，看来要查看氧传感器的工作情况了。把发动机拆下的部件按要求装回去，启动发动机，并且热车到正常工作温度，连接检查连接器的端子El和TEl，用万用表的正极表棒连接到检查连接器的端子VFI和VF2负极表棒连接到E1高怠速(2500 rmin停转2min加热氧传感器，然后使发动机转速保

36、持2500rmin，分别计算电压表指针有多少次在05V之间波动(正常应在每lOs内指针波动8次)，测得指针一动也不动，保持在0 V。问题可能是氧传感器信号问题。再测量端子OXl、OX2的电压，将发动机突然加速到节气门全开，发现OXl、OX2端子跟El之间的电压在05 V以下，只轻微地动了动大概只有0.10.2 V(正常应在05 V以上)这就是问题所在，由于氧传感器不能正常地把信号反馈给发动机ECU，不能对喷油器的喷油时间进行控制和修正，产生混合气过稀、过浓现象，导致一系列问题的出现；最后和车主商量。更换2个主氧传感器和火花塞，试车完全正常后满意地离开。氧传感器出现故障后。对发动机工作、汽车的经

37、济性及对环境的影响很大，当发现有问题时要及早修理，通过以上事例的检查和分析体会到要不断提高自身的素质，跟上汽车技术服务行业的发展需求。结 论为了节能和防止汽车污染，西方发达国家大都装有氧传感器，对我国来说装汽车用氧传感器势在必行。我国汽车工业同国外的主要差距之一，也表现在汽车传感器方面。因此，可得出氧传感器推广应用的前景十分乐观。氧传感器具有一种特性，在理论空燃比（14.7：1）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态（小电动势：0V）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧

38、气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1V）通知（ECU）电脑。ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。氧传感器常见的故障现象有怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等。氧传感器常见故障有：氧传感器中毒、积碳、氧传感器陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、氧传感器内部线路断脱。氧传感器的检测方法有：分工况检测、灵敏度检测、模拟检测。参考文献1 孙志刚. 氧传感器在电控汽车故障检修中的应用J. 科教文汇.安徽：科教文汇杂志社. 2009年11期2 李艳丽. 汽车氧传感器的常见故障及检

39、查J. 中国新技术新产品.北京：中国新技术新产品杂志出版社. 2009年6期3 尹学杨. 氧传感器常见故障与检查方法J. 中国科技信息.北京：中国科技信息北京杂志出版社. 2008年23期4 宋志宏.李骕. 氧传感器J. 科技信息.北京：科技信息杂志出版社. 2008年26期5 李忠友. 氧传感器的结构原理与检测J.实用汽车技术.四川：实用汽车技术杂志出版社. 2008年3期6 陈天耀. 浅谈汽车氧传感器故障检修J. 汽车电器.湖南：汽车电器杂志出版社. 2008年6期7 徐支华. 车用氧传感器的构造原理及故障诊断N. 南宁职业技术学院学报.南宁：南宁职业技术学院学报出版社. 2008年2期8

40、 张亚军. 电控发动机氧传感器的检查J. 机械管理开发.北京：机械管理开发杂志出版社. 2007年S1期9 李寿林. 电喷发动机氧传感器的检测J. 天津汽车.天津：天津汽车杂志社. 2007年6期10 刘建鲲. 氧传感器的结构与工作原理J. 交通科技与经济.黑龙江：交通科技与经济杂志出版社. 2007年4期致 谢本文是在乔国春老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!