浅谈氧传感器故障的诊断与排除.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date浅谈氧传感器故障的诊断与排除浅谈氧传感器故障的诊断与排除浅谈氧传感器故障的诊断与排除浅谈氧传感器故障的诊断与排除本文主要介绍一辆昌河浪迪车，由于氧传感器的失效,不能准确检测废气中的氧含量，更加反馈错误信号给电脑控制喷油量,使发动机出现怠速不稳,发动机中高速抖动和冒黑烟的诊断与排除的过程。关键词：氧传感器失效 不能正确控制喷油量 诊断与排除在提倡环保节能的今天。世界各国

2、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棒。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。氧传感器是闭环燃油控制系统的一个重要标志性零件，它调整和保持理想的空燃比，使三元催化器达到最佳的转换效率。使得发动机排气中的三种主要有毒成份，碳氢化合物HC，一氧化碳CO和氮氧化合物NOx都能在三元催化器中得到最大的转化和净化。一、故障现象一辆昌河铃木浪迪车，发动机为K14B，YK50BD电控汽油喷射系统。行驶了才三千多公里出现怠速不稳,发动机中高速抖动,冒黑烟。来我厂维修。使用X431解码器检测,没有故障码,细看动态数据流。发现氧传感器数据流不正常。二、氧传感器功用与工

3、作原理氧传感器分为二氧化锆(ZrO2)和二氧化钛(TiO2)两种结构形式。此车的氧传感器为二氧化锆式图1（日立加热式氧传感器）。如图2。图2氧传感器是实现闭环控制的电控汽油喷射系统的主要部件,它用于检测废气中氧含量,实现空燃比的闭环反馈控制。氧传感器通常安装在发动机的排气管上，用来检测排气中氧离子的含量以获得混合气的空燃比信号，并将该信号转换成电压信号输入到燃油喷射系统的控制电脑（ECU）根据氧传感器的信号，对喷油时间进行修正，使喷油量保持在最佳值，令发动机动力性.经济性.排气净化达到最佳状态。 发动机工作时，废气从传感器外表面即工作面流过，因高温使氧分子发生电离，由于锆管内外表面的两个电极之

4、间产生一个微小的电压，正常工作时氧传感器输出电压在0.1V-0.9V之间。当发动机燃烧浓混合气时，废气中含氧量较少，锆管中氧离子移动较快，产生电压约0.8V1V；当燃烧稀混合气时，废气便有一定量的氧分子，使锆管中氧气移动能力减弱，只产生0.1V的电压。即 喷油量偏少空燃比大废气中氧含量大氧传感器产生0.1V电压ECU控制喷油量增大 喷油量偏大空燃比小废气中氧含量少氧传感器产生0.9V电压ECU控制喷油量减少 氧传感器就是将所检测到的电压信号传送（信息反馈）给ECU，ECU根据氧传感器的信号来不断调整喷油脉冲宽度，改变喷油量，使喷油量始终在理想值（14.7：1）附近上下波动，以达到理想空燃比的要

5、求。 计算机根据氧传感器的信号对喷油器的喷油量进行修正。它将氧传感器信号以0.5V为界进行划分,0.5V为混合气过浓，0.5V为混合气过稀。在发动机运转过程中，若混合气较浓，使实际空燃比小于理论空燃比，即反馈电压0.5V，计算机便控制喷油器减少喷油量。使混合气逐渐变稀，空燃比升高；反之则反。其反馈控制过程下图所示： 图3在反馈控制过程中，由于从喷油行程开始，至氧传感器检测排出的氧分子浓度止，要经过进气、压缩、做功、排气及氧传感器响应等过程,需要一定的时间。因此，要准确地保持混合气浓度在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，氧传感器的输出电压也要在0.1V-0.9V间不断变化,通常每10s变化8次

6、以上。如果没有氧传感器，发动机就不知道混合气的混合情况，在进行修正喷油时也就不知道该修正多少喷油时间才合适，这就会造成混合气过浓或过稀，所以氧传器信号不良常常会造成发动机怠速不稳、加速不良、排气冒黑烟、耗油量大、发动机故障灯亮等故障现象。三、故障的原因分析一般车辆的氧传感器及线路故障，ECU会以故障代码存储记忆并控制故障警告灯闪烁。当故障代码显示为氧传感器问题时，故障原因除了氧传感器损坏外，线路短路、断路或ECU内控制电路有问题也会输出同样的故障代码，因此必须通过全面检测去查出故障的真正原因。在使用氧传感过程中，会因多种因素导致其工作不良或损坏，使发动机出现怠速不稳，缺火、震抖、加速不良和油耗

7、增加等故障。当氧传感器本身发生故障时，我们可以通过观察其顶端工作面的颜色来判断故障。（1）顶端呈棕色。此特征是由铅污染所引起的。现在的汽油已升级没有含铅所以氧传感器铅中毒现象应不会发生。（2）顶端呈白色。此特征大多是由于发动机在维修时使用了硅密封胶所致。当硅污染导致氧传感器失效或损坏时，一般应更换氧传感器。（3）顶端呈黑色。积炭引起顶端呈黑色，属于正常现象。但积炭沉积过多，会影响信息反馈的灵敏度。对此，应定期清除积炭，并按照规定进行更换。根据氧传感器的工作原理分析，氧传感器数据反映的是发动机整个系统燃烧的情况，它的故障代码有两种含义：“自身故障码，”即氧传感器本身损坏或线路短路、断路；“他身故

8、障码”，即混合气过浓或过稀影响到氧传感器的电压反馈。所以有氧传感器故障码存储不一定说明氧传感器就坏了，应进行数据分析。其实氧传感器的数据分析不仅可以分析其本身的故障，用它的动态数据还可以分析发动机混合气的燃烧情况。氧传感器线路故障诊断有如下几方面：（1）氧传感器电压正常。大多数车辆一般都可以通过国产通用型解码器，读出发动机的动态传输数据流，如果动态数据在0.5V左右跳动，在0.10.9V之间变化，且在0.5V上下跳动的频率基本相等，那么氧传感器是正常的，混合气燃烧比较好。（2）氧传感器电压过高。如果氧传感器的动态数据一直在0.5V以上跳动，说明混气太浓，发动机自诊断系统一般输出氧传感器故障或混

9、合气过浓故障码，进入闭环工作时间长，发动机故障警告灯会亮。造成混合气浓的故障原因有：喷油漏油、空气滤清器堵塞、点火正时不良、其他影响混合气变浓的传感器工作不良等。（3）氧传感器电压过低。如果氧传感器的动态数据一直在0.5V以下跳动，说明混合气太稀，发动机自诊断系统一般会输出氧传感器故障码或混合气过稀故障码，发动机故障警告灯亮。此时应检查造成混合气过稀的故障原因，如喷油嘴是否堵塞、进气歧管是否漏气、燃油压力是否过低等。 （4）如果数据为0V。说明氧传感器已损坏或信号线路有问题，应进一步检查氧传感器本身及其线路连接。特别说明，为了防止传感器损坏，有些电喷发动机电脑专门设计了传感器替代信号。传感器的

10、替代信号是中间固定值，它不能反应发动机的实际工况，此时发动机工作于应急状态，即处于非常状态运转。氧传感器替代信号一般为0.5V左右，如果检测电压值为0.45V且不跳动，则说明氧传感器没有信号输入，对氧传感器及其线路进行检查。四、故障的诊断与排除根据氧传感器动态数据流来分析，虽然跳动的频率符合（8次以上/10s）可一直以0.32V左右跳动,电压过低不正常。氧传感器的正常电压应在0.45V0.65为中心跳动,在0.10.9V之间变化且在0.45V0.65V上下跳动的频率基本相等。表明氧传感器的反馈信号不正常。 我反复研究有关氧传感器工作原理和保养资料。为了判断氧传感器是否本身出现问题，还是其他原因

11、影响氧传感器信号电压过低。只能逐步检查。拔下氧传感器线束插头，测量接线端中加热线正极与负极之间的电阻13 欧（标准为100欧 电压为12V。表示氧传感器正常。拆掉进气歧管上的一条真空管，以此来制造稀混合气状态，发现其信号也没有太多的改变，为0.35V左右，说明氧传感器正常。影响氧传感器信号电压过低的故障原因。喷油器堵塞空气流量计故障燃油压力太低空气流量计和节气门之间的未计量空气排气歧管衬垫处泄漏，有未计量的空气氧传感器加热故障或其本身脏污。我进行过路试，车加速性能良好，发动机只是间隔性抖动，不见喘、抖。理论上讲 ，看 图 分 析 浓 空燃比 稀 图4氧传感器输出特性曲线图0.5V说明含氧量多说

12、明空燃比大说明喷油量偏少，可为什么会冒黑烟？车冒黑烟说明燃烧不完全说明混合气过浓产生0.5V电压。理论与实际产生了矛盾，只好集中影响氧传感器电压信号过高与过低故障的共同点，逐步排除，1从数据流上来讲看。发动机转速749.9rpm,空气流量传感器259.8mv发动机转速2026.3rpm,空气流量传感器334.0mv。看不出空气计流量计有问题。 测量汽油压力，装上汽油压力表，300KPa（标准为285KPa320KPa）说明汽油压力没问题。3拆下喷油嘴，用喷油嘴清冼机清冼，喷油嘴雾化良好，测试喷油嘴泄漏，在300KPa的汽油压力下，5分钟也没漏滴半点。表明喷油嘴良好。4只剩下氧传感器了，拆下了见

13、到氧传感器头黑也没太多积碳，用化清剂清冼一下装上，也没见好转。只好换个新的，装上新的氧传感器一试故障立刻消失，用X431看氧传感器动态数据流一切正常。五、结束语通过上述方法终于排除了，这辆浪迪车怠速发抖中高速发动机发抖的故障。从中得出结论，是氧传感器的失效，反馈错误信号给电脑，误导电脑的修正喷油量错误 氧传感器的检修电喷车在我国出现的时间并不长，所以相应维修方面的参考书籍并不多见，在这方面的成熟经验也很少。下面我们就从氧传感器的基本结构开始，以目前应用最多的氧化锆传感器为例，着重谈谈其常见故障的诊断及修理方法。结构及工作原理电喷发动机通常在排气管上安装有氧传感器，图1所示为氧化锆氧传感器。发动

14、机工作时，废气从传感器外表面即工作面流过，因高温使氧分子发生电离。由于锆管内外表面上氧分子的浓度不同，便使氧分子从浓度大的结管内表面向浓度小的锆管外表面移动，从而在锆管内外表面的两个电极之间产生一个微小的电压，如图2所示。当发动机燃烧浓混合气时，废气中含氧量极少，锆管中氧离子移动较快，产生电压达1V左右；当燃烧稀混合气时，废气中便有一定量的氧分子，使锆管中氧离子移动能力减弱，只产生0-O.1V的电压。氧传感器就是将所检测电压传送(信息反馈)给ECU(微机控制系统)，ECU便将混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使发动机动力性、经济性、排气净化性达到最佳状态。表面特征与故障原因氧传感

15、器在使用中，会因多种因素导致其工作不良或损坏，使发动机出现怠速不稳、缺火、喘抖和油耗增加等故障。一般车型的氧传感器故障或线路问题，ECU会存储记忆并警告。当氧传感器发生故障时，我们可以通过观察其顶端工作面的颜色，来判断故障原因：1、顶端呈棕色。此特征是由铅污染所引起的。资料显示：使用含铅汽油行驶50Okm左右，就会使铅沾附在传感器工作面而发生铅“中毒”，使氧传感器基本丧失信息反馈功能。对此应进一步测量氧传感器的性能，以确定其能否使用。2、顶端呈白色。此特征是发动机在维修时使用了硅密封胶所致。实践表明，任何含有醋酸(起硫化作用)的硅胶都将损害氧传感器。当醋酸硅胶用在有滑润油流动的部位时，醋酸蒸发

16、，进入曲轴箱，经过废气再循环系统进入气缸，最终经排气管排出而损坏氧传感器。另外，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成二氧化硅；发动机使用硅橡胶密封圈也将散发出有机硅气体，这些都将使氧传感器产生中毒而失效。当硅污染导致氧传感器失效或损坏时，一般应更换氧传感器。3、顶端呈黑色。积炭引起顶端呈黑色，属正常现象。但积炭沉积过多，会影响其信息反馈的灵敏度。对此，应定期清除积炭，并按规定进行更换。故障检测我们在故障检修实践中发现，当故障代码显示为氧传感器问题时，故障原因除了氧传感器损坏外，线路短路、断路或ECU内控制电路有问题也会输出同样的故障代码。因此，必须通过检测查出故障所在。下面以应用最多的氧化锆

17、传感器为例，叙述其检测方法。1、氧传感器反馈电压的测量。现在大部分汽车使用带加热器的氧传感器。若加热器损坏，将很难使氧传感器达到正常的工作温度而失去作用。测量时，可拆下氧传感器线束插头，测量氧传感器接线端中加热器接柱与措铁接柱之间的电阻，如图3所示，其阻值通常为4-40k。如不符合标准，应更换氧传感器，若正常，应将插头接好，以便进一步检测。2、氧传感器反馈电压的测量。先拆下氧传感器线束插头，对照车型电路图，从其中的反馈电压端引出一细导线，再将插头接好。在发动机运转中从引出线上测量反馈电压。有的车型如丰田电喷发动机，可从故障检测插座的OX1或OX2插孔内直接测反馈电压。检测时，要求万用表或电压表

18、应具有低量程(2V)和高阻抗档位。检测方法如下：a.发动机起动后以2500r/min的转速运转2min。不带加热器的氧传感器需预热至正常工作温度。b.万用表负极搭铁，正极接氧传感器插头上的引出线(反馈控制系统在正常的闭环控制状态，即ECU根据氧传感器的反馈信息控制混合气的空燃比)；c.让发动机保持2500r/min转速，察看万用表指针应在0-1V间摆动，1Os内摆动次数应在8次以上为正常；d.若万用表指示电压为0，应反复使发动机的转速升高、下降，若电压仍指。不动，为氧传感器损坏；e.若在1Os内摆动的次数少于8次，可将氧传感器插头脱开，使氧传感器不与ECU连接(反馈控制系统进入开环控制状态)，

19、如图4所示，测氧传感器反馈电压。当电压大于0.45V时(电压小于0.45V的检测见f)，可使混合气变稀(如脱开进气管上的制动真空助力软管)，再观察万用表。若电压仍大于0.45V为氧传感器损坏；若电压小于0.45V，为氧传感器正常。故障存在于燃油系统、进气系统或ECU系统。f.若氧传感器插头脱开后，反馈电压小于0.45V，可使混合气变浓(如拆下水温传感器线束插头，接上一个4-8k的电阻搭铁)，电压仍小于0.45V，为氧传感器损坏。若电压大于0.45V，为氧传感器正常。故障存在于燃油系统、进气系统或ECU系统。对于采用主、副氧传感器的车型，主氧传感器通常带加热器，有三根导线，一根通ECU，另两根分

20、别搭铁和接电加热器元件(做为12V电源)。副氧传感器，通常不带加热器，只有一根导线与ECU连接，该传感器要靠废气加热，超过300时，才能进行正常的工作。氧传感器在使用中，应按厂家说明定期更换，一般普通型氧传感器寿命为5-8万km ，加热型氧传感器使用寿命可达10万km。另外，为保持发动机良好的动力性、经济性和排气的净化性，应杜绝使用含铅汽油，维修时不使用硅密封胶和硅橡胶密封圈，同时还应尽可能减少积炭对其灵敏度的影响。返回用试灯判断电子点火器故障如何快速判断电子点火器(又称点火放大器)故障，是一个较难的技术问题。电子点火器线路复杂，车型不同线路也不同。在测试过程中稍有不慎，就可能烧坏点火器，造成

21、难以挽回的损失。下面这个用试灯快速判断电子点火器故障的方法是根据多年维修进口小汽车的经验总结出来的，实践证明，此法简单、实用，安全性好。电子点火器基本电路如图1所示，其内部主要是一个晶体管开关电路，由磁电线圈、霍尔传感器或者电脑EC U的IGT信号去触发其导通或截止，从而控制点火线圈初级电流的通断，实现高压点火。为了确认电子点火器是否存在故障，首先采用2个3-5W汽车仪表灯泡(或小灯泡)分别与点火器的“1”端与“2”端串联后再接至蓄电池正极，如图2所示(注意，接试灯之前，应先KEY-OFF，拔下点火器与电脑的联接线端)。这样，灯泡“2”代替点火线圈，作为点火器内部功率晶体管的负载(注意：如果没

22、有这个负载，“2”端直接接电源正极，会使功率晶体管在导通时烧毁)，另一个灯泡“1”作为点火器内部电路的电流指示。由于内部电路的电流小，在该灯泡上的压降小，只会使灯泡灯丝微红，并不影响其前置放大功能。然后，用1节或2节干电池去触发点火器“A”端，将使灯泡“2”闪亮。如果灯泡“2”不闪亮，应调换干电池的极性或重新检查接线端子是否有误，灯泡“2”如果仍然不亮或长亮不闪，说明点火器有故障，应予以更换。这里巧妙地用2个3-5W灯泡做了保护与指示。正常闪亮发光的是“2”端，晶体管集电极，电流大；微红的是“1”端，内部前置电路，电流小。由于串联2个灯泡，无论怎样，都不会烧毁点火器，卡分安全、快捷。曾用该法排

23、除凌志400(发动机型号l U Z)、本田雅阁(发动机型号F22A)、皇冠3.0(发动机型号2JZ)等车故障，十分有效。笔者还用该方法，使2部点火线路严重损坏、无法辨认点火器接线端子的小汽车恢复正常点火功能(一部皇冠2.8，发动机5M-E，一部是丰田柯罗拉，发动机4A-GE)。返回传感器故障诊断与检修方法 一、氧传感器的故障诊断 1 、由电压信号诊断在测试氧传感器之前，发动机必须处在正常的工作温度范围之内 至于诊断方法我就不在这里重复了，相信大家早就熟悉了当发动机怠速工作且温度正常时，如果空燃比与理论空燃比稍微有一点偏差，那么氧传感器输出电压将由低压到高压周期的变化典型的氧传感器输出电压从到周

24、期的变化。 、测量时的几点忠告： 、必须用数字电压表测试氧传感器，很多资料上都介绍过如果用其他类型的低阻抗万用表会损坏氧传感器，但是在实际的工作当中，我之所以提到用数字表不是依据资料的介绍，而是出于实际的工作需要。 大家都知道，模拟万用表的精确指示范围是在它的表盘中间范围内，可是我们所测试的氧传感器电压信号范围却恰恰与模拟万用表的精确指示范围相反，它的最大值与最小值是在万用表的两端，所以说如果用模拟万用表测试氧传感器的电压信号根本就谈不上准确了，这是我选用数字是万用表的理由。、如果排气管中的氧传感器被污染而无法与氧气接触，它有可能给出连续的高电压信号 、在更换氧传感器时尽可能不用密封胶，理由是

25、如果涂抹了过多的密封胶在发动机工作时密封胶会因高温而燃烧，密封胶的燃烧废弃物会在较短的时间里让你新更换的氧传感器迅速老化失效，而你却莫名其妙发现不了问题是出在那里。 、在测量时，：如果电压表持续高电压读数，表明空燃比可能是过浓，或者是传感器被污染。：电压表读数持续低电压，表明空燃比有可能是过希，或者是传感器故障。：如果是氧传感器电压信号保持为一个中间值，可能是计算机回路不通或是传感器损坏。汽车维修养护网 、关于氧传感器电压信号的几点说明： 在大多数情况下，我们在进行氧传感器的检测时我们维修人员都会让发动机预先工作几分钟至十几分钟，让发动机进入闭环工作状态，测量氧传感器输出的电压信号是否在高低之

26、间变化，这一做法没有错，但是你能说请你这么做的理由吗？我遇见过很多修理工在他们的认识中氧传感器会随着发动机工作温度的提高而自己产生变化的电压信号，如果输出的电压信号基本上保持不变，是一个基本稳定的恒定数值时，就说明氧传感器已经损坏。其实这就是一个对氧传感器认识上的错误。实际上氧传感器的电压信号的变化是由发动机排出的废气中的氧含量的变化所决定的。发动机负荷的大小，运行工况的不同，直接导致了发动机尾气含氧量的不同，随着氧气含量的变化氧传感器的电压信号自然会随着改变。所以说氧传感器电压信号之所以会变化，是受发动机的工作状况的影响的。试着想一下，如果由于某种原因发动机始终处于浓混合气状态，或是混合气过

27、希状态，氧传感器会有什么反应？答案有两个（）始终输出高电压信号，（）始终输出低电压信号，但是这并不能说明氧传感器损坏了。 、诊断思路中的错误 在实际维修工作中，发动机工作状态不好，比如说怠速不稳、怠速发动机冒黑烟、动力不足等很多故障出现时，在进行检查的过程当中，我们会读取发动机控制电脑的故障码，有时候会有氧传感器已经损坏的信息，我们进行了清码，在进行了一段时间的路试后随机读取当前故障码，发现别的故障码没有出现但是氧传感器损坏的故障信息仍然存在，接着进行氧传感器的性能检测，证实它真的损坏了，会毫不犹豫地进行更换。请注意问题就处在了这里，在你的更换作业结束后发动机的工作状态并不一定会随着你对氧传感

28、器的更换而好转，这时我们的维修工作将陷入困境。 在我多年的实际工作中发现，由于氧传感器本身损坏而导致的发动机故障在大多数情况下不会对发动机的运转造成较大的影响，因为发动机控制电脑在接收到氧传感器反馈给它的电压信号后作出的实际喷油脉宽修正量是微秒级的，我用示波器进行过实际测试，它对喷油脉冲宽度的修正时间是微秒至微秒之间。即使是一名经验十分丰富的驾驶员或是试车员他也不会分辨出氧传感器的好坏对发动机性能的影响。一个有故障的氧传感器只会导致发动机排放上的问题和发动机运行工况的微量偏移。在我们弄清了氧传感器对发动机的性能都会产生哪些影响的基础上再来分析上面的问题就会从另一方面来思考了。 比如说在装有发动

29、机的时代超人轿车上，由于空气流量计的性能恶化导致发动机始终处于混合气偏浓的情况下工作了很长一段时间驾驶员才发觉发动机驾驶性能出现了问题，由于发动机的控制单元只监测在怠速时的进气量作为性能的监测信息，（当然，发动机控制单元对传感器的监测不止是这一项，在这里我们假设其他条件都是正常的）所以当我们用解码器读取故障信息时，可能会是只有混合气超出调整极限和氧传感器不良等信息，但是值得注意的是在发动机长期处于空燃比过浓的情况下工作，氧传感器早就已经损坏了，或是性能下降了，但是问题的前因是由于的性能下降造成的，而不是由于氧传感器的损坏而导致了发动机的性能下降。 总之在实际的维修工作中，我们要分清问题的前因后

30、果，对氧传感器的诊断作出正确的分析与判断。 、对大多数氧传感器适用的几项数据 ：最高输出信号电压毫伏 ：最低输出信号电压毫伏 ：混合气从浓到希的最大允许响应时间毫秒 ：变化频率秒钟次以上 其实在国外的很多维修技术资料上，对氧传感器的维修诊断是对发动机的性能诊断的重要组成部分，它有着一系列的专门的理论依据，比如说通过对一个良好的氧传感器所反馈给发动机电脑的信号中所包含的信息的分析中我们可以发现发动机的很多故障，但是这就不是我们用一块数字万用表所能办到的了，如果想进一步的学习通过氧传感的信号分析而诊断发动机的故障，就需要学习用示波器来诊断氧传感器的故障了。有不妥之处希望各位指教。 本帖最后由 80lc 于 2009-11-8 00:25 编辑 -