汽車(chē)維修技師論文

1、汽車(chē)維修技師論文： 標(biāo)題：汽車(chē)氧傳感器波形信號(hào)分析-氧傳感器原理分析與故障判斷關(guān)鍵詞：氧傳感器、原理、波形、發(fā)動(dòng)機(jī)故障概述：隨著汽車(chē)排放法規(guī)的逐漸嚴(yán)格和對(duì)汽車(chē)排氣污染控制的重視，“電噴”加三元催化器的發(fā)動(dòng)機(jī)正成為普遍配置。這種發(fā)動(dòng)機(jī)采用了混合氣成分的閉環(huán)控制和三元催化反應(yīng)裝置的聯(lián)合使用技術(shù)，是汽油機(jī)有效的排氣凈化方法。在這一系統(tǒng)中，氧傳感器是進(jìn)行閉環(huán)反饋控制的主要元件之一，必不可少。正常工作時(shí)，氧傳感器隨時(shí)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中的氧含量(濃度)，以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況。因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)燃燒故障時(shí)，必然引起氧傳感器電壓信號(hào)的變化，這就為通過(guò)觀察氧傳感器的信號(hào)波形判斷發(fā)動(dòng)機(jī)某些故障提供可能。1氧傳感器的

2、一般作用要使三元催化轉(zhuǎn)化器全面凈化co、hc和nox這三種有害氣體，必須保證混合氣濃度始終保持在理論空燃比(14.7)附近的狹小范圍內(nèi)。一旦混合氣濃度偏離了這個(gè)狹小范圍，則三元催化轉(zhuǎn)化器凈化能力便急劇下降。保證混合氣濃度在理論空燃比附近，“電噴”系統(tǒng)和氧傳感器的配合是很好的解決方案。氧傳感器檢測(cè)排氣中的氧濃度，并隨時(shí)向微機(jī)控制裝置反饋信號(hào)。微機(jī)則根據(jù)反饋來(lái)的信號(hào)及時(shí)調(diào)整噴油量(噴油脈寬)，如信號(hào)反映混合氣較濃，則減少?lài)娪蜁r(shí)間；反之如信號(hào)反映混合氣較稀，則延長(zhǎng)噴油時(shí)間。這樣使混合氣的空燃比始終保持在理論空燃比附近。這就是燃料閉環(huán)控制或稱(chēng)燃料反饋控制。2氧傳感器的正常波形常用的汽車(chē)氧傳感器有氧化鋯

3、式和氧化鈦式兩種。以氧化鋯式為例，正常情況下當(dāng)閉環(huán)控制時(shí)，氧傳感器的電壓信號(hào)大約在0至1v之間波動(dòng)，平均值約450mv。當(dāng)混合氣濃度稍濃于理論空燃比時(shí)。氧傳感器產(chǎn)生約800mv的高電壓信號(hào)；當(dāng)混合氣濃度稍稀于理論空燃比時(shí)，氧傳感器產(chǎn)生接近100my的低電壓信號(hào)。當(dāng)然，不同類(lèi)型的氧傳感器其實(shí)際波形并不完全相同。朱軍老師曾總結(jié)說(shuō)：“一般亞洲和歐洲車(chē)氧傳感器(博世)信號(hào)電壓波形上的雜波要少。尤其是豐田凌志車(chē)氧傳感器信號(hào)電壓波形的重復(fù)性好。而且對(duì)稱(chēng)、清楚，美國(guó)車(chē)(不是采用亞洲的發(fā)動(dòng)機(jī)和電子反饋控制系統(tǒng))雜波要多。”但需要指出，氧化鈦型氧傳感器反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的電壓。一般是1v范圍內(nèi)變化，也有少數(shù)的

4、是5v范圍內(nèi)變化的。3引起氧傳感器的信號(hào)波形出現(xiàn)異常的原因當(dāng)氧傳感器及微機(jī)控制裝置無(wú)故障，而氧傳感器信號(hào)波形異常。如果不是在某些特殊工況下由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略所引起的，一般表明發(fā)動(dòng)機(jī)有故障。這些故障造成汽缸內(nèi)混合氣燃燒不正常。進(jìn)而使排氣中的氧含量變化，氧傳感器的信號(hào)波形就出現(xiàn)異常。一般發(fā)動(dòng)機(jī)的下列故障會(huì)引起氧傳感器信號(hào)波形產(chǎn)生嚴(yán)重雜波。(1) 點(diǎn)火系故障，如某缸火花塞損壞、某缸高壓分線(xiàn)損壞或分電器、分電器轉(zhuǎn)子、點(diǎn)火線(xiàn)圈等損壞。這些故障可使部分氧“不經(jīng)消化”即排出缸外，從而使排氣中的氧含量升高。(2) 由機(jī)械原因引起的壓縮泄漏。如氣門(mén)燒損、活塞環(huán)斷裂或磨損過(guò)度等造成的壓縮泄漏，使點(diǎn)火之前的壓縮溫度

5、、壓縮壓力不夠，造成燃燒不完全甚至缺火。(3) 真空泄漏，例如進(jìn)氣道、進(jìn)氣管上的真空軟管等處存在泄漏。如果真空泄漏使混合氣空燃比達(dá)到17以上時(shí)，就可引起因混合氣過(guò)稀而發(fā)生的缺火，造成排氣氧含量增大。(4) 噴油系統(tǒng)故障。個(gè)別缸噴油器的噴油量過(guò)多或過(guò)少(噴油器卡在開(kāi)的位置或堵塞)，造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀。當(dāng)個(gè)別缸的混合氣空燃比達(dá)到13以下或17以上時(shí)，將可能引起缺火，亦可造成排氣氧含量異常。4氧傳感器波形異常分析(1)噴油系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)故障引起缺火時(shí)的氧傳感器波形分析上圖是噴油器損壞后的氧傳感器波形。此例中排氣中氧不均衡或存在缺火使氧傳感器電壓波形產(chǎn)生嚴(yán)重雜波，這些雜波徹底毀壞了燃料反饋控制系統(tǒng)對(duì)

6、混合氣的控制能力。在圖形上表現(xiàn)為氧傳感器的信號(hào)電壓波形的尖峰，覆蓋氧傳感器的整個(gè)信號(hào)電壓范圍。通過(guò)更換噴油器以后，發(fā)動(dòng)機(jī)工作恢復(fù)正常。且氧傳感器信號(hào)波形也恢復(fù)正常。但我們的問(wèn)題是，如果氧傳感器信號(hào)波形出現(xiàn)這種嚴(yán)重的雜波，能否可以推測(cè)是由于噴油系統(tǒng)損壞導(dǎo)致個(gè)別缸缺火或各缸噴油器噴油量不一致所引起的發(fā)動(dòng)機(jī)故障?我們?cè)倏磶讉€(gè)例子。當(dāng)引起發(fā)動(dòng)機(jī)某缸缺火的原因不一樣時(shí)，氧傳感器信號(hào)波形會(huì)有較大的區(qū)別。mark warren曾在“氧傳感器探秘”(鐘其水譯)一文中報(bào)道他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中利用一輛3.5l v6發(fā)動(dòng)機(jī)的honda odyssey進(jìn)行檢測(cè)。由于一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈失效而產(chǎn)生了缺火，氧傳感器波形出現(xiàn)異常。

7、可以注意到氧傳感器在大多數(shù)時(shí)間里都處于小讀數(shù)狀態(tài)，但有很多的瞬時(shí)是高讀數(shù)。理論上，當(dāng)存在點(diǎn)火失誤時(shí)，尾氣中氧含量較高，一般氧傳感器波形應(yīng)當(dāng)處在低電壓的狀態(tài)。瞬時(shí)高讀數(shù)可以理解為是由于未燃燒燃油在氧傳感器表面燃燒引起氧含量大大降低以及非平衡氣體(co、hc、nox)的作用所致。這里需要明確的是氧傳感器測(cè)量的是其表面的氧氣濃度，而非排氣管中的平均濃度，當(dāng)然，正常情況下兩者是基本一致的。對(duì)同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸在噴油系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，氧傳感器信號(hào)波形如圖所示。可以注意到氧傳感器的讀數(shù)與圖5剛好相反，此時(shí)更長(zhǎng)的時(shí)間停留在高讀數(shù)狀態(tài)。理論上，氧傳感器波形處于高電壓的狀態(tài)一般是由于混合氣過(guò)濃、排氣中

8、氧含量減少所致，而瞬時(shí)低讀數(shù)可以理解為各缸噴油不均勻及非平衡氣體的作用所致。(2)真空泄漏故障的氧傳感器波形分析真空泄漏使混合氣過(guò)稀，每當(dāng)真空泄漏的汽缸排氣時(shí)。氧傳感器就產(chǎn)生一個(gè)低電壓尖峰，一系列的低電壓尖峰在波形中形成了嚴(yán)重的雜波。而平均電壓高達(dá)536mv則說(shuō)明燃料反饋控制系統(tǒng)的反應(yīng)是正確的。因?yàn)楫?dāng)氧傳感器向微機(jī)控制系統(tǒng)反饋低電壓信號(hào)時(shí)，燃料反饋控制系統(tǒng)使汽缸內(nèi)的混合氣立即加濃，排氣時(shí)氧傳感器對(duì)此反映為高電壓信號(hào) (3)間歇性缺火故障的氧傳感器波形分析上圖為某發(fā)動(dòng)機(jī)在2500 rmin時(shí)的氧傳感器波形。該波形反映出點(diǎn)火系統(tǒng)存在間歇性缺火故障。波形兩邊部分顯示正常，但波形中段嚴(yán)重的雜波表明燃燒

9、極不正常，甚至缺火。如前述，由于缺火時(shí)汽缸內(nèi)的氧“未經(jīng)消化”即排出缸外，致使氧傳感器波形出現(xiàn)一系列的低壓尖峰形成嚴(yán)重的雜波。同時(shí)，整個(gè)波形顯示燃料反饋控制系統(tǒng)的反應(yīng)是正常的。從波形上看，其數(shù)秒的間歇性雜波表明壓縮泄漏或真空泄漏的可能性較小，應(yīng)對(duì)點(diǎn)火系做進(jìn)一步檢查，以確定具體故障原因。(5) 對(duì)氧傳感器異常波形的分析結(jié)論對(duì)于噴油系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)故障以及真空泄漏、壓縮泄漏引起的氧傳感器的信號(hào)波形嚴(yán)重雜波，其形態(tài)會(huì)有一定的區(qū)別。但對(duì)不同的車(chē)型，明確區(qū)分是比較困難的。要想學(xué)會(huì)區(qū)分不同雜波所對(duì)應(yīng)的故障，最好的方法就是觀察在不同行駛里程下同一類(lèi)型汽車(chē)氧傳感器的信號(hào)電壓波形。并加以分析比較。不過(guò)，可以肯定的是如果你檢測(cè)出氧傳感器信號(hào)波形出現(xiàn)非常嚴(yán)重的雜波，就可以推測(cè)這可能是缺火所引起的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。一般來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火失誤引起的嚴(yán)重雜波，氧傳感器波形大多處在低電壓位置，噴油器損壞引起噴油滴漏和各缸噴油不均勻則可能使氧傳感器電壓波形大多處于高電壓位置。5氧傳感器波形異常的一般檢查步驟當(dāng)氧傳感器波形出現(xiàn)嚴(yán)重雜波，而不是氧傳