汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修氧傳感器的檢測(cè)與更換

優(yōu)選汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修氧傳感器的檢測(cè)與更換當(dāng)前1頁(yè)，總共53頁(yè)。任務(wù)要求1.知道氧傳感器的作用、種類和工作原理；2.分析發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響；3.正確檢測(cè)氧傳感器的波形并根據(jù)波形判斷氧傳感器是否損壞；4.分析由氧傳感器引起的故障當(dāng)前2頁(yè)，總共53頁(yè)。理論知識(shí)1.氧傳感器的安裝位置2.氧傳感器作用、種類和工作原理3.氧傳感器的檢測(cè)當(dāng)前3頁(yè)，總共53頁(yè)。1.氧傳感器的安裝位置氧傳感器多數(shù)安裝在排氣歧管上，但具體的安裝位置和安裝數(shù)量隨發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同。氧傳感器的安裝位置如下圖所示。當(dāng)前4頁(yè)，總共53頁(yè)。奧迪A6的氧傳感器安裝位置圖當(dāng)前5頁(yè)，總共53頁(yè)。2.氧傳感器作用、種類和工作原理1）氧化鋯式氧傳感器2）氧化鈦式氧傳感器當(dāng)前6頁(yè)，總共53頁(yè)。1）氧化鋯式氧傳感器氧化鋯式氧傳感器的基本元件是氧化鋯陶瓷管（固體電解質(zhì)），亦稱鋯管（下圖）。當(dāng)前7頁(yè)，總共53頁(yè)。1-保護(hù)套管；2-內(nèi)表面鉑電極層；3-氧化鋯陶瓷體；4-外表面鉑電極層；5-多孔氧化鋁保護(hù)層；6-線束接頭當(dāng)前8頁(yè)，總共53頁(yè)。早期使用的氧傳感器靠排氣加熱，這種傳感器必須在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后才能開(kāi)始工作，它只有1根接線與ECU相連（圖a）?，F(xiàn)在，大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器（圖b）。當(dāng)前9頁(yè)，總共53頁(yè)。1-保護(hù)套管；2-廢氣；3-鋯管；4-電極；5-彈簧；6-絕緣體；7-信號(hào)輸出導(dǎo)線；8-空氣；9-搭鐵；10-加熱器接線端；11-信號(hào)輸出端；12-加熱器當(dāng)前10頁(yè)，總共53頁(yè)。鋯管的陶瓷體是多孔的，滲入其中的氧氣，在溫度較高時(shí)發(fā)生電離。由于鋯管內(nèi)、外側(cè)氧含量不一致，存在濃度差，因而氧離子從大氣側(cè)向排氣一側(cè)擴(kuò)散，從而使鋯管成為一個(gè)微電池，在兩鉑極間產(chǎn)生電壓（下圖）。當(dāng)前11頁(yè)，總共53頁(yè)。氧傳感器的工作原理當(dāng)前12頁(yè)，總共53頁(yè)。2）氧化鈦式氧傳感器氧化鈦式氧傳感器是利用二氧化鈦材料的電阻值隨排氣中氧含量的變化而變化的特性制成的，又稱電阻型氧傳感器。二氧化鈦式氧傳感器的前端的護(hù)罩內(nèi)是一個(gè)二氧化鈦厚膜元件（下圖）。當(dāng)前13頁(yè)，總共53頁(yè)。氧化鈦式氧傳感器

1-保護(hù)套管；2-連接線；3-二氧化鈦厚膜元件當(dāng)前14頁(yè)，總共53頁(yè)。二氧化鈦式氧傳感器工作原理

1-氧化鈦式氧傳感器；2-1V電壓端子；3-ECU；4-輸出電壓端子當(dāng)前15頁(yè)，總共53頁(yè)。3.氧傳感器的檢測(cè)

1）氧傳感器加熱器電阻的檢測(cè)2）氧傳感器反饋電壓的檢測(cè)3）氧傳感器信號(hào)波形的檢測(cè)及分析當(dāng)前16頁(yè)，總共53頁(yè)。氧傳感器的基本電路如下圖所示。1-主繼電器；2-氧傳感器；3-發(fā)動(dòng)ECU當(dāng)前17頁(yè)，總共53頁(yè)。1）氧傳感器加熱器電阻的檢測(cè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”，拔下氧傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬(wàn)用表Ω擋測(cè)量氧傳感器接線端中加熱器端子與自搭鐵端子（上頁(yè)圖的端子1和2）間的電阻（下圖），其電阻值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值4~40Ω。測(cè)量后，接好氧傳感器線束連接器，以便作進(jìn)一步的檢測(cè)。當(dāng)前18頁(yè)，總共53頁(yè)。測(cè)量氧傳感器加熱電阻當(dāng)前19頁(yè)，總共53頁(yè)。2）氧傳感器反饋電壓的檢測(cè)（1）豐田V形六缸發(fā)動(dòng)機(jī)氧傳感器反饋電壓檢測(cè)。①將發(fā)動(dòng)機(jī)熱車至正常工作溫度（或起動(dòng)后以2500r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2min）。②把電壓表的負(fù)極測(cè)筆接故障診斷插座內(nèi)的E1插孔或蓄電池負(fù)極，正極測(cè)筆接故障檢測(cè)插座內(nèi)的OX1或OX2插孔或接氧傳感器線束插頭上的引出線,如下圖。當(dāng)前20頁(yè)，總共53頁(yè)。當(dāng)前21頁(yè)，總共53頁(yè)。③讓發(fā)動(dòng)機(jī)以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢查電壓表指針能否在0~1V之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，記下10s內(nèi)電壓表指針擺動(dòng)次數(shù)。在正常情況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的反饋電壓將在0.4V上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。當(dāng)前22頁(yè)，總共53頁(yè)。④若電壓表指針在10s內(nèi)的擺動(dòng)次數(shù)等于或多于8次，則說(shuō)明氧傳感器及反饋控制系統(tǒng)工作正常；電壓表指針若在10s內(nèi)的擺動(dòng)次數(shù)少于8次，則說(shuō)明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常；若電壓表指針變化依舊緩慢，則為氧傳感器損壞或ECU反饋控制電路有故障。當(dāng)前23頁(yè)，總共53頁(yè)。氧傳感器是否損壞，可按下述方法檢查：①拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與ECU連接，將電壓表的正極測(cè)筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出端連接（下圖）當(dāng)前24頁(yè)，總共53頁(yè)。②發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)脫開(kāi)接在進(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，此時(shí)，電壓表讀數(shù)應(yīng)下降到0.1~0.3V。③接上脫開(kāi)的曲軸箱通風(fēng)管或真空軟管，再拔下冷卻液溫度傳感器接頭，且用一個(gè)4~8kΩ的電阻代替冷卻液溫度傳感器（或堵住空氣濾清器的進(jìn)氣口），人為地形成濃混合氣，此時(shí)，電壓表讀數(shù)應(yīng)上升到0.8~1.0V。當(dāng)前25頁(yè)，總共53頁(yè)。氧傳感器的檢測(cè)程序如下圖所示。當(dāng)前26頁(yè)，總共53頁(yè)。當(dāng)前27頁(yè)，總共53頁(yè)。（2）豐田COROLLA車4A-C、4A-GE和4A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氧傳感器的檢測(cè)。①將發(fā)動(dòng)機(jī)在2500r/min的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)90s以上，使發(fā)動(dòng)機(jī)熱車至正常工作溫度，并將電壓表的正極測(cè)筆和4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷插座的OX插孔（4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷插座的E1插孔）連接，負(fù)極測(cè)筆和E（4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷插座的VF插孔）連接，如下圖所示。當(dāng)前28頁(yè)，總共53頁(yè)。氧傳感器的測(cè)試

a）4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)；b）4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前29頁(yè)，總共53頁(yè)。②對(duì)4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)在保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min時(shí)檢測(cè)，電壓表指針若在10s內(nèi)和0~6V范圍內(nèi)擺動(dòng)8次以上，則氧傳感器工作正常。否則，應(yīng)仔細(xì)地檢查系統(tǒng)的導(dǎo)線和接頭。③對(duì)4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)，在保持發(fā)動(dòng)機(jī)2500r/min的同時(shí)，用導(dǎo)線跨接故障診斷插座上的T和E1插孔，然后用電壓表測(cè)量。當(dāng)前30頁(yè)，總共53頁(yè)。④對(duì)4A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，其檢測(cè)方法如下：從傳感器起，順著導(dǎo)線找到第一個(gè)接頭，并清潔導(dǎo)線以便識(shí)別導(dǎo)線的顏色（下圖）；然后，使發(fā)動(dòng)機(jī)以1200r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)2min以上，并保持這一轉(zhuǎn)速。當(dāng)前31頁(yè)，總共53頁(yè)。1-氧傳感器；2-接頭；3-發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵線；4-電子控制單元當(dāng)前32頁(yè)，總共53頁(yè)。將電壓表的正極測(cè)筆插入黑色導(dǎo)線接頭的背面，電壓表的負(fù)極測(cè)筆搭鐵，此時(shí)，電壓表讀數(shù)應(yīng)在0~1V之間，如果電壓不在0~1V范圍內(nèi)，則脫開(kāi)氧傳感器接頭，用一根跨接導(dǎo)線將黑色導(dǎo)線和搭鐵線連接起來(lái)，再用電壓表測(cè)量，讀數(shù)應(yīng)小于0.2V。當(dāng)前33頁(yè)，總共53頁(yè)。（3）北京切諾基氧傳感器的檢測(cè)。北京切諾基采用的是帶加熱元件的氧傳感器。它與ECU的連接如下圖所示。當(dāng)前34頁(yè)，總共53頁(yè)。1-氧傳感器；2-ECU；3-比較器；4-燃油泵繼電器；5-加熱元件當(dāng)前35頁(yè)，總共53頁(yè)。該傳感器可用DRBII或DRBⅢ測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，如果沒(méi)有則可采用下述測(cè)試方法：①用高阻抗數(shù)字式萬(wàn)用表Ω擋對(duì)氧傳感器進(jìn)行測(cè)試，拔下氧傳感器線束插頭，測(cè)試傳感器A、B端子間的電阻值。②對(duì)氧傳感器的輸出電壓進(jìn)行測(cè)試，良好的氧傳感器，在接線正常情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常工作溫度且穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氧傳感器端子C、D間的電壓值應(yīng)為0~1V。當(dāng)前36頁(yè)，總共53頁(yè)。3）氧傳感器信號(hào)波形的檢測(cè)及分析（1）基本概念：①上流動(dòng)系統(tǒng)（UpstreamSystem）。上流動(dòng)系統(tǒng)是指在氧傳感器之前的影響尾氣的所有機(jī)械部件和電子部件。當(dāng)前37頁(yè)，總共53頁(yè)。②下流動(dòng)系統(tǒng)（DownstreamSystem）。下流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器后面的排氣系統(tǒng)部件，包括三元催化轉(zhuǎn)換器、排氣管和消聲器等。③閉環(huán)（CloseLoop）。閉環(huán)是指發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)氧傳感器的反饋信號(hào)不斷地調(diào)整混合氣的空燃比，使其值符合規(guī)定。用波形測(cè)試設(shè)備測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的氧傳感器輸出的信號(hào)電壓波形如下圖所示。當(dāng)前38頁(yè)，總共53頁(yè)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的氧傳感器輸出的信號(hào)電壓波形當(dāng)前39頁(yè)，總共53頁(yè)。（2）氧傳感器信號(hào)波形的檢測(cè)與分析。測(cè)試氧傳感器信號(hào)波形有2種常用的方法：丙烷加注法和急加速法。①丙烷加注法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)波形及波形分析。按照波形測(cè)試設(shè)備使用手冊(cè)連接好波形測(cè)試設(shè)備。當(dāng)前40頁(yè)，總共53頁(yè)。測(cè)試步驟：a.連接并安裝加注丙烷的工具。b.把丙烷接到真空管入口處（對(duì)于有PCV系統(tǒng)或制動(dòng)助力系統(tǒng)的汽車應(yīng)在其連接完好的條件下進(jìn)行測(cè)試）。c.接上并設(shè)置好波形測(cè)試設(shè)備。d.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)在2500r/min下運(yùn)轉(zhuǎn)2~3min。當(dāng)前41頁(yè)，總共53頁(yè)。e.使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。f.打開(kāi)丙烷開(kāi)關(guān)，加注丙烷，直到氧傳感器輸出的信號(hào)電壓升高，此時(shí)一個(gè)運(yùn)行正常的燃油反饋控制系統(tǒng)會(huì)試圖將氧傳感器的信號(hào)電壓向變小的方向拉回；再繼續(xù)緩慢地加注丙烷，直到該系統(tǒng)失去將混合氣變稀的能力；再繼續(xù)加注丙烷，直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降100~200r/min。這個(gè)操作步驟須在20~25s內(nèi)完成。當(dāng)前42頁(yè)，總共53頁(yè)。g.迅速把丙烷輸入端移離真空管，以造成極大的瞬時(shí)真空泄漏，再關(guān)閉丙烷開(kāi)關(guān)。h.待信號(hào)電壓波形移動(dòng)到波形測(cè)試設(shè)備顯示屏的中央位置時(shí)鎖定波形，測(cè)試完成。一個(gè)好的氧傳感器應(yīng)輸出如下圖所示的信號(hào)電壓波形，其3個(gè)參數(shù)值須符合下表所列的值。當(dāng)前43頁(yè)，總共53頁(yè)。序號(hào)測(cè)量參數(shù)允許范圍1最高信號(hào)電壓（左側(cè)波形）大于850mV2最低信號(hào)電壓（右側(cè)波形）75～175mV3混合氣從濃到稀的最大允許響應(yīng)時(shí)間(波形中間部分)

小于100ms(波形中在300～600mV之間的下降段應(yīng)該是上下垂直的)

氧傳感器信號(hào)波形參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前44頁(yè)，總共53頁(yè)。

氧傳感器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓波形

A-最高信號(hào)電壓（1.1V）；B-信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間（40ms）；C-最低信號(hào)電壓（0V）當(dāng)前45頁(yè)，總共53頁(yè)。損壞的氧傳感器可能輸出如下圖所示的信號(hào)電壓波形，最高信號(hào)電壓下降至427mV，最低信號(hào)電壓小于0V，混合氣從濃到稀時(shí)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)約237ms，所以這3個(gè)參數(shù)均不符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前46頁(yè)，總共53頁(yè)。A-最高信號(hào)電壓（427mV）；B-信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間（237ms）；C-最低信號(hào)電壓（-130mV）當(dāng)前47頁(yè)，總共53頁(yè)。②急加速法檢測(cè)氧傳感器信號(hào)電壓波形及波形分析。對(duì)有些汽車，在測(cè)試氧傳感器的過(guò)程中要用手動(dòng)真空泵使進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)的壓力穩(wěn)定，然后再用急加速法來(lái)測(cè)試氧傳感器。當(dāng)前48頁(yè)，總共53頁(yè)。急加速法測(cè)試步驟如下：a.以2500r/min的轉(zhuǎn)速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)和氧傳感器2~6min，然后再讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)20s；b.在2s內(nèi)將發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門從全閉（怠速）至全開(kāi)1次，共進(jìn)行5~6次；c.定住屏幕上的波形（下圖）。接著就可根據(jù)氧傳感器的