畢業(yè)論文---電控發(fā)動機(jī)氧傳感器故障檢修

1、<p>　設(shè)計（論文）題目</p><p>　電控發(fā)動機(jī)氧傳感器常見故障檢修 </p><p>　學(xué) 院： </p><p>　學(xué)生姓名： </p><p>　專業(yè)班級：2007級汽車制造與裝

2、配技術(shù)（2）班 </p><p>　學(xué) 號： </p><p>　指導(dǎo)教師： </p><p>　2010 年5 月30 日</p><p><b>　　目錄</b>

3、;</p><p><b>　　摘要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　第一章、緒論1</b></p><p>　　第二章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的技術(shù)特點(diǎn)3</p><p>　　2.1氧傳感器的作用3</p>

4、;<p>　　2.2氧傳感器技術(shù)特點(diǎn)分析3</p><p>　　2.2.1氧傳感器是一種熱敏電壓型傳感器3</p><p>　　2.2.2氧傳感器的故障確認(rèn)采取“時域判定法”4</p><p>　　2.2.3.氧傳感器是一種多元故障的“報警器”4</p><p>　　2.3簡單介紹現(xiàn)在氧傳感器技術(shù)的發(fā)展情況5</

5、p><p>　　2.3.1.摩擦電極引線方式的氧傳感器5</p><p>　　2.3.2.新型氧傳感器5</p><p>　　第三章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7</p><p>　　3.1氧傳感器的組成7</p><p>　　3.2氧傳感器的工作原理7</p><p>　　3.3氧化鋯

6、型氧傳感器8</p><p>　　3.4氧化鈦型氧傳感器10</p><p>　　第四章、氧傳感器故障對發(fā)動機(jī)影響的分析13</p><p>　　4.1氧傳感器引起的故障現(xiàn)象13</p><p>　　4.2電控發(fā)動機(jī)氧傳感器故障分析13</p><p>　　4.3氧傳感器常見故障14</p>

7、<p>　　4.3.1.氧傳感器中毒14</p><p>　　4.3.2.積碳14</p><p>　　4.3.3.氧傳感器陶瓷碎裂14</p><p>　　4.3.4.加熱器電阻絲燒斷15</p><p>　　4.3.5.氧傳感器內(nèi)部線路斷脫15</p><p>　　4.4 維修氧傳感器的注意事項

8、15</p><p>　　第五章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器典型故障分析17</p><p>　　5.1凌志400轎車加油不暢怠速抖動17</p><p>　　5.2故障現(xiàn)象17</p><p>　　5.3故障檢修與診斷17</p><p><b>　　結(jié)論19</b></p>

9、<p><b>　　主要參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　目前在國際上應(yīng)用傳感器最大的市場之一便是汽車行業(yè)，而氧傳感器申報的專利數(shù)，位于汽車傳感器之首。尤其是隨著汽車排放法規(guī)的逐漸嚴(yán)格和社會對

10、汽車排放污染控制的重視，氧傳感器就起著至關(guān)重要的作用。汽車氧傳感器故障會對發(fā)動機(jī)的工作、汽車的經(jīng)濟(jì)性及大氣環(huán)保造成很大的影響。而我國僅近三年需改加氧傳感器的舊車就超過幾百萬輛。所以，氧傳感器(氧探頭)的市場前景非常廣闊。因此，技術(shù)人員提高對氧傳感器的維修及檢測技術(shù)也變得非常之關(guān)鍵。本文主要介紹了電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)氧傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了氧傳器故障的產(chǎn)生原因及對電控發(fā)動機(jī)的影響，由氧傳感器引發(fā)的故障實例，

11、介紹檢測與維修方法，且針對凌志400發(fā)動機(jī)氧傳感器故障實例提出詳細(xì)維修方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 發(fā)動機(jī) 氧傳感器 故障檢修</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the international community should be used at one of the great

12、is the car industry, and oxygen sensors declaration of the patent number of the head of the sensor. especially with the discharge of regulation is strictly for the emission pollution and social control of the oxygen sens

13、ors will play a crucial role. the oxygen sensors to work with the engine, the economy of the environment and atmosphere a great influence.And china in the past three years to change with oxygen sensors old car is m</p

14、><p>　　Keyword: engine lambda sensor malfunction maintenance </p><p><b>　　第一章、緒論</b></p><p>　　當(dāng)今汽車工業(yè)得到了快速的發(fā)展。被稱為移動煙囪的汽車尾氣，其有害成分包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NO )、硫化物(SO )以及微

15、粒物質(zhì)(鉛化物、碳煙、油霧等)、臭氣(甲醛、丙稀醛等)等；其中CO、HC和NO是汽車污染控制的主要大氣污染成分。汽車尾氣凈化的主要方法是利用催化劑將其有害成分CO、HC和NO 通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為無害的CO2、H20和N2。關(guān)鍵技術(shù)是汽車發(fā)動機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)、氧傳感器(EGO，排氣氧傳感器Exhaust Gas OxygenSensor)和三元催化反應(yīng)器(Three WayCatalyst Converter簡稱TWC)

16、及電控模塊(ECU)組成的空燃比閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。其中，氧傳感器對于提高燃燒效率、降低污染排放量和三元催化起著重要的作用。它們調(diào)節(jié)汽車發(fā)動機(jī)的空燃比(A／F，空氣與汽油的質(zhì)量比)，精確地控制燃油的燃燒過程，既提高燃燒效率，節(jié)省能源，又能大幅降低尾氣的污染。另一方面，在汽車尾氣中剩留的有害氣體，在外電極鉑的催化作用下，可與氧相互反應(yīng)，進(jìn)一步達(dá)到凈化的目的。汽車使用時必須安裝氧傳感器控制的電子噴射系統(tǒng)才能達(dá)到環(huán)</p><

17、;p>　　汽車行業(yè)是目前國際上應(yīng)用傳感器最大市場之一，現(xiàn)在世界上汽車年產(chǎn)量在4000萬輛以上，其中日本的年產(chǎn)量達(dá)1000萬輛以上。從世界各國公布的專利情況來看，各主要汽車生產(chǎn)廠家和電氣、元件生產(chǎn)廠家，都很重視汽車傳感器的研制和生產(chǎn)。而氧傳感器的申報專利數(shù)，居汽車傳感器的首位，這反映了該傳感器的技術(shù)難度和各國的重視程度[2]。控制汽車空燃比用的氧傳感器在日本以每年50％-60％的速度增長。就我國來說，僅近三年需改加氧傳感器的舊車就超

18、過2000萬輛，每年新生產(chǎn)的轎車所需的氧傳感器也超過200萬個。目前，一輛普通家用轎車大約要安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)200余只。據(jù)報道，2000年汽車傳感器的市場為61.7億美元(9.04億件產(chǎn)品)，2005年達(dá)到84.5億美元(12.68億件產(chǎn)品)，增長率為6.5％(按美元計)和7.0％(按產(chǎn)品件數(shù)計)，所以，氧傳感器的市場前景非常廣闊，對氧傳感器的研究也成為熱點(diǎn)。</p><p>

19、;　　第二章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的技術(shù)特點(diǎn)</p><p>　　2.1氧傳感器的作用</p><p>　　在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空

20、燃比控制在理論值附近。</p><p>　　電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中（CO）一氧化碳、（HC）碳?xì)浠衔锖停∟Ox）氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來檢測排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實

21、際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動勢：O伏）通知ECU。當(dāng)空燃比比理論空燃比低時，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)（大電動勢：1伏）通知（ECU）電腦。ECU根據(jù)來自氧傳感器的電動勢差別判斷空燃比的低或高，并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時間。但是，如氧傳器有故障使輸出的電動勢不正常，（ECU）電腦就不能精確控制空燃比。所以氧傳感器還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差?？梢哉f是電噴系統(tǒng)

22、中唯一有“智能”的傳感器。 </p><p>　　2.2氧傳感器技術(shù)特點(diǎn)分析</p><p>　　2.2.1氧傳感器是一種熱敏電壓型傳感器</p><p>　　氧傳感器間接地反映進(jìn)入氣缸中混合氣的濃度，這種信息是以波動的電壓傳遞給電控單元（ECU）的，因此判斷氧傳感器性能的主要方法是檢測氧傳感器輸出的信號電壓值及其波動的范圍和波動的頻率。另一方面，發(fā)動機(jī)只有達(dá)到一定

23、的溫度才能激活氧傳感器。因此，檢測氧傳感器前，必須對發(fā)動機(jī)充分預(yù)熱，在氧傳感器達(dá)到正常工作溫度300℃～350℃以后才能進(jìn)行檢測，在此之前，氧傳感器的電阻大，如同開路，氧傳感器不產(chǎn)生任何電壓信號；若發(fā)動機(jī)的排氣溫度超過800℃，氧傳感器的控制也將中斷。</p><p>　　目前有的車型采用主、副2 個氧傳感器，主氧傳感器（在前）通常帶有加熱器，副氧傳感器不帶加熱器，要依靠廢氣預(yù)熱，溫度超過300℃才能正常工作。對

24、于加熱型氧傳感器，其加熱電阻的阻值一般為5Ω～7Ω。如果加熱電阻被燒蝕（電阻為無窮大），氧傳感器很難快速達(dá)到正常的工作溫度，此時應(yīng)當(dāng)更換氧傳感器。</p><p>　　2.2.2氧傳感器的故障確認(rèn)采取“時域判定法”</p><p>　　所謂“時域判定法”，是指某傳感器的輸出信號是否在一定的時間內(nèi)發(fā)生變化以及變化的范圍、頻率是否符合標(biāo)準(zhǔn)值，如果不發(fā)生這種變化，自診斷系統(tǒng)即確認(rèn)其有故障。氧傳感

25、器提供的信號電壓標(biāo)準(zhǔn)為0.1 V～ 1.0V，并且在這個范圍內(nèi)快速波動，其波動頻率標(biāo)準(zhǔn)為30 次/min。當(dāng)氧傳感器輸出的信號電壓在0.1 V ～0.3V 之間波動時，ECU 判定為混合氣偏??；當(dāng)氧傳感器的信號電壓在0.6 V ～0.9V 之間波動時，ECU 判定為混合氣偏濃；當(dāng)信號電壓為0.45V 左右時屬最佳。如果氧傳感器在一定的時間內(nèi)沒有0.45V 左右的基準(zhǔn)信號電壓輸出，或者信號電壓波動的頻率不符合標(biāo)準(zhǔn)，即確認(rèn)氧傳感器已經(jīng)失效。

26、正因為如此，檢測氧傳感器的反饋信號，目前沒有其他設(shè)備比示波器更加快捷和有效。</p><p>　　2.2.3.氧傳感器是一種多元故障的“報警器”</p><p>　　氧傳感器及其線路發(fā)生的故障會被電控單元（ECU）存儲并且報警。一旦氧傳感器輸入ECU 的信號電壓＜0.45 V，或者信號電壓波動的頻率＜20 次/min 時，ECU 就判定為可燃混合氣太稀，并且增加噴油量，使油耗增大，故障燈點(diǎn)

27、亮，同時存儲故障代碼。這種故障屬于氧傳感器的“自生性故障”。事實上，不僅氧傳感器發(fā)生自生性故障時會報警，而且發(fā)生他生性故障也會報警。所謂“他生性故障”，是指電控組件本身沒有故障，是相關(guān)組件工作不良的影響而引起控制系統(tǒng)報警。例如電動燃油泵、燃油濾清器、噴油器、三效催化轉(zhuǎn)化器等發(fā)生了臟堵，嚴(yán)重影響了空燃比（A / F）的大小，故障燈也點(diǎn)亮，故障碼顯示為“氧傳感器故障”，此時氧傳感器本身其實并沒有損壞。從這個意義上說，氧傳感器是發(fā)動機(jī)多元故障

28、的“代言人”。因此，當(dāng)電噴發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘抖或者油耗增加等故障時，都應(yīng)當(dāng)調(diào)取并解讀故障代碼，很可能顯示“氧傳感器故障”。但是，顯示“氧傳感器故障”故障代碼并不一定就是氧傳感器本身損壞，線路短路、斷路或者ECU 內(nèi)部控制電路有問題也會輸出同樣的故障代碼。因此，當(dāng)顯示“氧傳感器損壞”故障碼時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合分析和判斷，辨明是氧</p><p>　　2.3簡單介紹現(xiàn)在氧傳感器技術(shù)的發(fā)展情況</p>

29、<p>　　2.3.1.摩擦電極引線方式的氧傳感器</p><p>　　其主要技術(shù)特點(diǎn)是在內(nèi)電極冷端的絕緣隔套內(nèi)安裝有一導(dǎo)電銅套，在該導(dǎo)電銅套與內(nèi)電極之間緊配合鑲裝有一內(nèi)電極銅套，該導(dǎo)電銅套在內(nèi)電極端部安裝有一頂裝該內(nèi)電極的壓緊螺母。本實用新型涉及的氧傳感器中的不銹鋼內(nèi)電極彈簧與內(nèi)電極、該彈簧與內(nèi)電極銅套、內(nèi)電極銅套與導(dǎo)電銅套之間都有比較好的電接觸，并可用導(dǎo)線連接接線螺絲與航空插座，實現(xiàn)了信號的完美

30、輸出。經(jīng)長時間的現(xiàn)場應(yīng)用測試和實驗室檢測證明，采用本摩擦電極引線方式的氧傳感器，其輸出信號穩(wěn)定、信號衰減小于0.5‰，完全符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2.3.2.新型氧傳感器</p><p>　　其主要技術(shù)特點(diǎn)是基座與接線盒為同軸一體制作，在該基座后部的接線盒部位徑向安裝有一工作氣導(dǎo)入嘴及一航空插座，在基座前部的密封圈也前安裝一工作氣導(dǎo)入嘴。本實用新型針對三種不同結(jié)構(gòu)的氧傳感器

31、可采用基座與接線盒一體制作的統(tǒng)一基座，該基座系一次加工成型，提高了同心度，保證了裝配質(zhì)量，使氧傳感器的工作氣(空氣)通路變得極為簡單，減少了氣路在接線盒和基座之間的過渡環(huán)節(jié)，客戶可自己組裝和維修，使用成本大大降低，且外型大方美觀.</p><p>　　第三章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　3.1氧傳感器的組成</p><p>　　主氧傳感器包括一

32、根加熱氧化鋯元件的熱棒，加熱棒受（ECU）電腦控制，當(dāng)空氣進(jìn)量?。ㄅ艢鉁囟鹊停╇娏髁飨蚣訜岚艏訜醾鞲衅鳎鼓芫_檢測氧氣濃度。在試管狀態(tài)化鋯元素（ZRO2）的內(nèi)外兩側(cè)，設(shè)置有白金電極，為了保護(hù)白金電極，用陶瓷包覆電機(jī)外側(cè)，內(nèi)側(cè)輸入氧濃度高于大氣，外側(cè)輸入的氧濃度低于汽車排出氣體濃度。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)指出采用三元催化器后，必須使用無鉛汽油，否則三元催化器和氧傳感器會很快失效。再注意，氧傳感器在油門穩(wěn)定，配

33、制標(biāo)準(zhǔn)混合時較為重要的作用，而在頻繁加濃或變稀混合時，（ECU）電腦將忽略氧傳感器的信息，氧傳感器就不能起作用。</p><p>　　3.2氧傳感器的工作原理</p><p>　　氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測量各類加熱爐或排氣管道中的氧電勢，由化學(xué)平衡原理計算出對應(yīng)的氧濃度，達(dá)到監(jiān)測和控制爐內(nèi)燃燒空然比，保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達(dá)標(biāo)的測量元件，廣泛應(yīng)用于各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛

34、控制。它是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、維護(hù)容易、使用方便、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用該傳感器進(jìn)行燃燒氣氛測量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源。 </p><p>　　氧傳感器的工作原理與干電池相似，傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是：在一定條件下(高溫和鉑催化)，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21

35、％，濃混合氣燃燒后的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。 在高溫及鉑的催化下，帶負(fù)電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負(fù)離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動勢。當(dāng)套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時，在電極之間產(chǎn)生一個高電壓(0.6～1V)，這個電壓信號被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電

36、壓信號看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計量的關(guān)鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(端部達(dá)到300°C以上)其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800°C時，對混合氣的變化反應(yīng)最快，而在低溫時這種特性會發(fā)生很大變化。 </p><p>　　3.3氧化鋯型氧傳感器</p><p&g

37、t;　　氧化鋯型氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體，即氧化鋯(ZrO2 )：固體電解質(zhì)，如圖3-1所示。陶瓷體制成管狀，稱為鋯管。鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與廢氣相通。鋯管內(nèi)外表面覆蓋一層多孔性鉑膜作為電極 ，允許氧滲入該固體電解質(zhì)內(nèi)，溫度較高時它工作時的溫度較高，氧氣發(fā)生電離 。</p><p>　　1、導(dǎo)管排氣孔罩；2、鋯管；3、電極；4、彈簧；5、線頭支架（絕緣）；6導(dǎo)管；</p><p&

38、gt;<b>　　7排氣管</b></p><p>　　圖3-1 氧化鋯型氧傳感器的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　若陶瓷體內(nèi)(大氣)外(廢氣)側(cè)氧含量不一致，固體電解質(zhì)內(nèi)部氧離子 自大氣一側(cè)向排氣一側(cè)擴(kuò)散，鋯管便成了一個微電池，在鋯管兩鉑極間產(chǎn)生電壓，</p><p>　　1.陶瓷體; 2.鉑金體；3、4.電極引線點(diǎn)；5.排氣管；6.陶瓷防護(hù)層；

39、7.排氣；8大氣</p><p>　　圖3-2 氧傳感器在排氣管中的布置</p><p>　　如圖3-2所示。當(dāng)混合氣稀時，排氣中氧含量多，兩側(cè)氧濃度差小，只產(chǎn)生小的電壓；相反，混合氣濃時電壓增大。氧傳感器電壓在過量空氣系數(shù)等于一時產(chǎn)生突變，大于一時輸出電壓幾乎為零，小于一時輸出電壓接近一伏，如圖3-3所示。在發(fā)動機(jī)混合氣空燃比閉環(huán)控制的過程中，氧傳感器相當(dāng)于一個濃稀開關(guān)，根據(jù)混合氣空燃比

40、變化向電腦輸送脈沖寬度變化的電壓脈沖信號，如圖3-4所示 。</p><p>　　氧化鋯型氧傳感器輸出信號的強(qiáng)弱與工作溫度有關(guān)(正常工作溫度在400℃～900℃)，有些氧傳感器采用加熱的方式來保證其正常工作溫度，稱之為加熱式氧傳感器，它與不加熱式的區(qū)別僅在于增加了一個陶瓷加熱元件。加熱式氧傳感器安裝靈活性大，不受極端溫升的影響，同時擴(kuò)大了混合氣閉環(huán)控制的工作范圍。</p><p>　　圖3

41、-3 氧傳感器的電壓特性</p><p>　　圖3-4 氧傳感器電壓脈沖信號變化</p><p>　　其核心部件是一個試管型ZrO2：固體電解質(zhì)元件，在管的內(nèi)、外表面涂敷一層金屬鉑作為電極，并用金屬線與傳感器信號輸出端子連接。 為防止廢氣中的雜質(zhì)腐蝕鉑膜，ZrO2：</p><p>　　傳感元件的鉑膜上覆蓋一層多孔陶瓷作為涂層。 將傳感器插入汽車 的尾氣中，固體電解

42、質(zhì)管的內(nèi)側(cè)通人參比氣體(通常采用空氣)，參比氧分 壓固定為； 外表面與尾氣接觸， 排氣氧分壓為 ， 且隨著可燃混合氣濃度的變化而變化。這樣由于內(nèi) 、外側(cè)氧分壓不同 ，氧離子從濃度高的一 側(cè)穿過ZrO2固體電解質(zhì)向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散，從而在固體電解質(zhì)兩側(cè)電極上 產(chǎn)生氧濃差電勢，且該氧濃差電勢隨著可燃混合氣濃度的變化而變化，形 成“氧濃差電池”，傳感器的信號相當(dāng)于一個可變電源 。</p><p>　　其工作特性。當(dāng)供給

43、的可燃混合氣較濃時(空燃t：EA／F< 14．7)，尾氣中的氧離子含量較少，和相差很大，由此可以產(chǎn)生較大的電動勢(約 0．9 V)； 當(dāng)可燃混合氣較稀時(空燃比A／F>14．7)， 因尾氣中氧離子含量比較多，和很接近， 氧濃差很小，產(chǎn)生的電動勢很小(約 0．1 V)。在混合氣接近理論空燃比時，輸出0．45 V電壓。因此 ，在理論空燃比附近，固 體電解質(zhì)兩邊的氧分壓之比的急劇變化將引起輸出電壓的急劇變化，表現(xiàn) 為工作曲線非常陡

44、峭。這種特性使它非常適合應(yīng)用于三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn) 行理論空燃比的控制。而在整個稀薄燃燒區(qū)內(nèi)(A／F>17)，只有很低的電壓 信號，且信號變化很小、 曲線平滑。由此看來，氧濃差電池型傳感器只能 在比較狹窄的范圍內(nèi)對尾氣含氧量進(jìn)行檢測，也只有用于理論空燃比附近 的反饋控制才具有較高的準(zhǔn)確性 。</p><p>　　3.4氧化鈦型氧傳感器</p><p>　　TiO2式氧傳感器是利用TiO

45、2 材料的電阻值隨排氣中的氧含量的變化而變化的特性制成的，故又稱電阻型氧傳感器 。TiO2式 氧傳感器的外形和 ZrO2 式氧傳感器相似 ，在傳感器前端的護(hù)罩內(nèi)是一個 TiO2厚膜元件 (圖 3-5)。純TiO2在常溫下是一種高電阻的半導(dǎo)體，但表面一旦缺氧，其晶格便出現(xiàn)缺陷，電阻隨之減少。由于TiO2 的電阻也隨溫度不同而變化，因此 ，在TiO2式氧傳感器內(nèi)部也有一個電加熱器 ，以保持TiO2</p><p>

46、　　1.二氧化鈦；2.陶瓷；3.電極；4鉑線；</p><p>　　圖3-5 氧化鈦式氧傳感器</p><p>　　1.氧化鈦式氧傳感器；2.電壓端子；3.ECU；4.輸出電壓端子；</p><p>　　圖3-6 氧化鈦式氧傳感器工作原理</p><p>　　式氧傳感器在發(fā)動機(jī)工作過程中的溫度恒定不變 。如圖3-6所示，ECU2 端子將一個恒

47、定的 1 V電壓加在 TiO 式氧傳感器的一端上，傳感器的另一端與ECU4~ 接。當(dāng)排出的廢氣中氧濃度隨發(fā)動機(jī)混合氣濃度變化而變化時，氧傳感器的電阻隨之改變， ECU4 端子上的電壓降也隨著變化。當(dāng) 4 端子上的電壓高于參考 電壓時 ，ECU判定混合氣過濃；當(dāng) 4 端子上的電壓低于參考電壓時，ECU判定混合氣過稀 。通過 ECU 的反饋控制，可保持混合氣的濃度在理論空燃比附近。在實際的反饋控制過 程中，TiO2式與ECU連接的4 端子上

48、的電壓也是在 0．1～0．9V之問不斷變化，這一點(diǎn)與 Zr02氧傳感器式氧傳感器是相似的。</p><p>　　第四章、氧傳感器故障對發(fā)動機(jī)影響的分析</p><p>　　4.1氧傳感器引起的故障現(xiàn)象</p><p>　　氧傳感器一旦出現(xiàn)故障，將使電子燃油噴射系統(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進(jìn)行反饋控制，會使發(fā)動機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動機(jī)出

49、現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)象。</p><p>　　裝有排氣氧傳感器的電控燃油噴射發(fā)動機(jī)，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障而供油、點(diǎn)火裝置又無其他故障，那么極有可能是氧傳感器及相關(guān)線路出了問題。</p><p>　　大多數(shù)發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)都有自檢功能，當(dāng)氧傳感器或相關(guān)部位發(fā)生故障時，電腦會自動記下故障內(nèi)容，維修人員只需用專門的解碼器讀出故障代碼即可發(fā)現(xiàn)問題所

50、在。但如果沒有專用設(shè)備怎么辦呢？這里有幾個方法可以很快檢查出氧傳感器的好壞。</p><p>　　如果懷疑怠速不穩(wěn)或加速不良等故障是氧傳感器引起的，檢修時只需拔下氧傳感器接頭，如果發(fā)動機(jī)的故障消失，則說明氧傳感器已經(jīng)損壞，必須更換，如果發(fā)動機(jī)故障依舊，那么還要從其他地方找原因。</p><p>　　利用高阻抗的電壓表也可以檢查出氧傳感器的好壞。把電壓表并聯(lián)在氧傳感器的輸出端，正常情況下，電

51、壓應(yīng)在０－１Ｖ之間變化，中值在５００ｍＶ左右，如果輸出電壓長時間保持某一數(shù)值而無變化，則表明氧傳感器已經(jīng)損壞。</p><p>　　實際上，氧傳感器是一個相當(dāng)耐用的部件，只要燃油質(zhì)量過關(guān)，它可以使用３年或更長的時間。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標(biāo)造成的。這一點(diǎn)，駕駛裝有三元催化裝置汽車的司機(jī)務(wù)必要加以重視. </p><p>　　4.2電控發(fā)動機(jī)氧傳感器故障分析</p

52、><p><b>　　氧傳感器的檢測方法</b></p><p>　　1．分工況檢測：氧傳感器輸出的信號電壓(指ECU導(dǎo)線側(cè)連接器端子對地的電壓)應(yīng)當(dāng)符合下面的要求——m點(diǎn)火開關(guān)位于ON位置時。信號電壓大約為oV；b．發(fā)動機(jī)冷機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，信號電壓大約為OV；c．發(fā)動機(jī)頂熱后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，信號電壓大約為OV—1．0V；d．發(fā)動機(jī)預(yù)熱后加速運(yùn)轉(zhuǎn)時，信號電壓大約為0．5V—1．

53、OV；e．發(fā)動機(jī)預(yù)熱后減速運(yùn)轉(zhuǎn)時。信號電壓大約為0v-0．4V。</p><p>　　2．靈敏度檢測：啟動發(fā)動機(jī)，讓發(fā)動機(jī)以2500r／min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)3min，使氧傳感器達(dá)到工作溫度。發(fā)動機(jī)繼續(xù)以2500r／min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時測壁氧傳感器的信號電壓，如果信號電壓在O．1 V一1．OV之間波動的次數(shù)為lOs內(nèi)大于8次，說明氧傳感器的靈敏度正常。否則，應(yīng)當(dāng)更換氧傳感器。</p><p>

54、　　3．模擬檢測：拔下一根發(fā)動機(jī)的真空軟管，模擬混合氣變稀，若氧傳感器的信號電壓下降到0．1 V一0．3V；堵住空氣濾清器的進(jìn)氣口，模擬混合氣變濃．若氧傳感器的信號電壓上升到0．8 V—1．OV，說明氧傳感器工作正常。如果氧傳感器的信號電壓不發(fā)生上述變化，說明氧傳感器有故障，應(yīng)該予以更換。</p><p>　　4.3氧傳感器常見故障</p><p>　　4.3.1.氧傳感器中毒</p

55、><p>　　氧傳感器中毒是經(jīng)常出現(xiàn)的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復(fù)正常工作。但往往由于過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內(nèi)部，阻礙了氧離子的擴(kuò)散，使氧傳感器失效，這時就只能更換了。</p><p>　　另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來說，汽油和

56、潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當(dāng)散發(fā)出的有機(jī)硅氣體，都會使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和潤滑油。修理時要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠規(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑等。</p><p><b>　　4.3.2.積碳</b></p><p>　　由于發(fā)動機(jī)燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入了油污或

57、塵埃等沉積物，會阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的信號失準(zhǔn)，ECU不能及時地修正空燃比。產(chǎn)生積碳，主要表現(xiàn)為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時，若將沉積物清除，就會恢復(fù)正常工作。</p><p>　　4.3.3.氧傳感器陶瓷碎裂</p><p>　　氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強(qiáng)烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。</p

58、><p>　　4.3.4.加熱器電阻絲燒斷</p><p>　　對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達(dá)到正常的工作溫度而失去作用。</p><p>　　4.3.5.氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。</p><p>　　4.4 維修氧傳感器的注意事項</p><p>　　1．ECU對氧傳感器“混合氣過稀”信號的修正

59、范圍是有限的(標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)為14-20％)，不能克服點(diǎn)火時刻偏晚帶來的危害。因此，對“空燃比”的凋整不能過分依賴氧傳感器，還需要對相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行檢查。</p><p>　　2．由F氧傳感器所形成的電動勢的能量非常小．所以用普通的萬用表是無法測定的，必須使用示波器或者高阻抗的數(shù)字式萬用表才行。</p><p>　　3．一部分老車型的電控單元(ECU)在怠速狀態(tài)下會忽略氧傳感器的信號，只有在發(fā)動機(jī)

60、轉(zhuǎn)速達(dá)到1800r／min時ECU才對混合氣進(jìn)行閉環(huán)控槲。因此，對這類汽車必須先將轉(zhuǎn)速提高到1800r／min。然后再對氧傳感器進(jìn)行檢測：</p><p>　　4．由于氧傳感器始終處在高溫廢氣之中，與其他傳感器相比，它的故障率較高，使用壽命較短(普通型氧傳感器的壽命為5—8萬Km，加熱型氧傳感器的壽命大約lO萬Km)。氧傳感器損壞后應(yīng)當(dāng)及時更換，采取將氧傳感器斷路或者短路的辦法是不口r取的，因為此時實行的是“開路

61、控制”，對空燃比的調(diào)節(jié)不精確，會帶來動力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化性的惡化。</p><p>　　5．氧傳感器柄部套下有通氣孔，外界空氣由此進(jìn)入氧傳感器的內(nèi)腔。作為“參考?xì)狻保虼藨?yīng)該檢查該通氣孔是否暢通。一目．油污或者其他沉積物進(jìn)入氧傳感器內(nèi)腔。或者堵塞了該通氣孔，會使氧傳感器的輸出信號失真。</p><p>　　6．不要在氧傳感器的插頭上涂抹制造廠未規(guī)定使用的溶劑、清凈液、防粘劑、油性液體或

62、者揮發(fā)性固體。</p><p>　　7．氧傳感器的擰緊扭矩為50—60Nm。注意：在安裝時不要對氧傳感</p><p>　　器側(cè)的電纜金屬扣環(huán)不適當(dāng)?shù)丶訜帷?lt;/p><p>　　第五章、電控發(fā)動機(jī)氧傳感器典型故障分析</p><p>　　5.1凌志400轎車加油不暢怠速抖動</p><p><b>　　5.2

63、故障現(xiàn)象</b></p><p>　　一輛豐田凌志400轎車，已經(jīng)跑了10多萬千米。車主在用車過程中覺得踏油門沒有以前順暢．收油時怠速有輕微的振動．發(fā)動機(jī)故障燈時亮?xí)r不亮的，油耗也增多廠。車主一開始由于沒有時間就沒有進(jìn)行檢測：但有一次在遇到交管部門檢測廢氣，CO和HC兩項指標(biāo)都嚴(yán)重超標(biāo)，罰款后才發(fā)現(xiàn)問題的嚴(yán)重性，于是才來進(jìn)行檢測、維修。</p><p>　　5.3故障檢修與診斷

64、</p><p>　　首先，進(jìn)行自診斷。凌志400轎車使用電子燃油控制系統(tǒng)．備有自診功能。如果發(fā)動機(jī)電控部分出現(xiàn)故障或傳感器及線路有故障，就會記錄下來，并儲存在控制單元內(nèi)。使用專用診斷連接線連接檢查插座上的El和TEl端子，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置，組合儀表內(nèi)的發(fā)動機(jī)故障燈就會一閃一閃地以代碼的形式表示出來，告訴故障的部位。</p><p>　　經(jīng)檢查，對照故障代碼．故障碌示為混合氣過濃或過

65、稀．從而得到大概的故障部位在進(jìn)氣系統(tǒng)，燃油供給系統(tǒng)、空氣流量計、水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、點(diǎn)火系統(tǒng)及氧傳感器。根據(jù)正常的操作方法，先易后難地逐一進(jìn)行檢測，推斷故障所在。</p><p>　　因為空氣流量計、水溫傳感器、符氣門位置傳感器都有一個很確定的故障代碼，如有問題，都會被控制單元記錄下來，根據(jù)故障自診斷情況，這些部件都正常。氧傳感器是受其他因素影響較多的元件，應(yīng)該先檢查其他的元件，最后檢查氧傳感器。<

66、;/p><p><b>　　1．進(jìn)氣系統(tǒng)</b></p><p>　　進(jìn)氣系統(tǒng)中最常見的故障是進(jìn)氣格堵塞，它一堵塞就會引起進(jìn)氣不足，使空氣和燃油混合氣過濃而引起種種副作用。拆開檢查后，發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)臟，但不太嚴(yán)重，把它清干凈后裝回，啟動發(fā)動機(jī)，測量進(jìn)氣氣管真空度，測得為62kPa，符合要求。</p><p><b>　　2．燃油供給系統(tǒng)<

67、/b></p><p>　　如果燃油壓力過高或過低，噴油器工作不良，都會引起上述故障。用汽油壓力表測得此車汽油壓力：怠速為225kPa，短接檢查端子Fp和+B6為304kPa，停機(jī)后油壓保持在196kPa，工作正常。拆下噴油器臺試，噴油量和噴油狀況都沒問題，故障也不在此。</p><p><b>　　3．點(diǎn)火系統(tǒng)</b></p><p>

68、　　點(diǎn)火系統(tǒng)工作不好會引起燃燒不充分，也是上述故障的原因之一。把火花塞、分火線、分火頭、高壓線圈拆下檢查，發(fā)現(xiàn)除鉑金火花塞有點(diǎn)黑和電極燒蝕外。其它的都在技術(shù)要求的范圍之內(nèi)。車輛行駛了lO多萬千米，火花塞燒蝕不足為奇，但發(fā)黑則顯示氣體燃燒不好，再進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，8個火花塞都是一樣。很均勻，這就可能是控制不好引起的副作用問題了。</p><p><b>　　4．氧傳感器</b></p>

69、;<p>　　首先根據(jù)資料提供的電路圖，拆下發(fā)動機(jī)ECU．對車上的氧傳感器進(jìn)行檢測，測左右兩邊的主氧傳感器加熱棒的電阻，都在5．1-6．3歐之間，沒問題：接著測量ECU端于HTL和HTR對搭鐵電壓在9—14V之間，也沒問題，看來要查看氧傳感器的工作情況了。</p><p>　　把發(fā)動機(jī)拆下的部件按要求裝回去，啟動發(fā)動機(jī)，并且熱車到正常工作溫度，連接檢查連接器的端子El和TEl，用萬用表的正極表棒連接

70、到檢查連接器的端子VFI和VF2．負(fù)極表棒連接到E1．高怠速(2500 r／min停轉(zhuǎn)2min加熱氧傳感器，然后使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持2500r／min，分別計算電壓表指針有多少次在0-5V之間波動(正常應(yīng)在每lOs內(nèi)指針波動8次)，測得指針一動也不動，保持在0 V。問題可能是氧傳感器信號</p><p>　　問題。再測量端子OXl、OX2的電壓，將發(fā)動機(jī)突然加速到節(jié)氣門全開，發(fā)現(xiàn)OXl、OX2端子跟El之間的電壓在0

71、．5 V以下，只輕微地動了動．大概只有0.1到0.2 V(正常應(yīng)在0．5 V以上)這就是問題所在，由于氧傳感器不能正常地把信號反饋給發(fā)動機(jī)ECU，不能對噴油器的噴油時間進(jìn)行控制和修正，產(chǎn)生混合氣過稀、過濃現(xiàn)象，導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)；最后和車主商量。更換2個主氧傳感器和火花塞，試車完全正常后滿意地離開。</p><p>　　氧傳感器出現(xiàn)故障后。對發(fā)動機(jī)工作、汽車的經(jīng)濟(jì)性及對環(huán)境的影響很大，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有問題時要及早修理，

72、通過以上事例的檢查和分析．體會到要不斷提高自身的素質(zhì)，跟上汽車技術(shù)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展需求。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　為了節(jié)能和防止汽車污染，西方發(fā)達(dá)國家大都裝有氧傳感器，對我國來說裝汽車用氧傳感器勢在必行。我國汽車工業(yè)同國外的主要差距之一，也表現(xiàn)在汽車傳感器方面。因此，可得出氧傳感器推廣應(yīng)用的前景十分樂觀。</p>&l

73、t;p>　　氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來檢測排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動勢：0伏）通知ECU。當(dāng)空燃比比理論空燃比低時，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)（大電動勢：1伏）通知（ECU）電腦。ECU根據(jù)來自氧傳感器的電動勢差別判斷空燃比的低或高，并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時間。但是

74、，如氧傳器有故障使輸出的電動勢不正常，（ECU）電腦就不能精確控制空燃比。</p><p>　　氧傳感器常見的故障現(xiàn)象有怠速不穩(wěn)、加速無力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等。氧傳感器常見故障有：氧傳感器中毒、積碳、氧傳感器陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。氧傳感器的檢測方法有：分工況檢測、靈敏度檢測、模擬檢測。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b>&l

75、t;/p><p>　　[1] 孫志剛. 氧傳感器在電控汽車故障檢修中的應(yīng)用[J]. 科教文匯.安徽：科教文匯雜志社. 2009年11期</p><p>　　[2] 李艷麗. 汽車氧傳感器的常見故障及檢查[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品.北京：中國新技術(shù)新產(chǎn)品雜志出版社. 2009年6期</p><p>　　[3]尹學(xué)楊. 氧傳感器常見故障與檢查方法[J]. 中國科技信息.北京

76、：中國科技信息北京雜志出版社. 2008年23期</p><p>　　[4]宋志宏.李骕. 氧傳感器[J]. 科技信息.北京：科技信息雜志出版社. 2008年26期</p><p>　　[5]劉卉. 汽車氧傳感器的應(yīng)用研究[J]. 中國科技信息.北京：中國科技信息雜志出版社. 2008年21期</p><p>　　[6]李忠友. 氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測[J].實用

77、汽車技術(shù).四川：實用汽車技術(shù)雜志出版社. 2008年3期</p><p>　　[7]陳天耀. 淺談汽車氧傳感器故障檢修[J]. 汽車電器.湖南：汽車電器雜志出版社. 2008年6期</p><p>　　[8]徐支華. 車用氧傳感器的構(gòu)造原理及故障診斷[N]. 南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.南寧：南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報出版社. 2008年2期</p><p>　　[9]李明誠.

78、 氧傳感器檢測與維修技巧15則[J]. 汽車維修與保養(yǎng).北京：汽車維修與保養(yǎng)雜志社. 2008年2期</p><p>　　[10]張亞軍. 電控發(fā)動機(jī)氧傳感器的檢查[J]. 機(jī)械管理開發(fā).北京：機(jī)械管理開發(fā)雜志出版社. 2007年S1期</p><p>　　[11]李壽林. 電噴發(fā)動機(jī)氧傳感器的檢測[J]. 天津汽車.天津：天津汽車雜志社. 2007年6期</p><p

79、>　　[12]劉建鯤. 氧傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理[J]. 交通科技與經(jīng)濟(jì).黑龍江：交通科技與經(jīng)濟(jì)雜志出版社. 2007年4期</p><p>　　[13]哈里德 李兵等. 氧傳感器在電控發(fā)動機(jī)中的工作特性研究[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化.北京：交通標(biāo)準(zhǔn)化雜志社. 2007年5期</p><p>　　[14]蔣晶 聶磊. 汽車氧傳感器的研究[J]. 廣西輕工業(yè).廣西：廣西輕工業(yè)雜志社. 200

80、7年3期</p><p>　　[15]潘偉龍，郭海龍，羅宇飛，李軍.汽車故障診斷與檢測技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2009</p><p>　　[16]李佳音，楊慶彪.汽車電控發(fā)動機(jī)檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2006.</p><p>　　[17]曾顯標(biāo)，汽車維修檢測技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.</p><p

81、><b>　　致謝</b></p><p>　　衷心感謝xx機(jī)電工程學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)們?nèi)陙韺ξ业闹С峙c幫助。特別感謝我的指導(dǎo)老師xx老師，他工作嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)中的榜樣。他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我更多的啟迪，也為我指引了研究探討的領(lǐng)域和方向。在本論文的撰寫過程中，zz老師從選題直至成稿一直給予我重要的指導(dǎo)和幫助，為我提供了更多的資料，也提供了