任務(wù)5.2氧傳感器故障檢修

1、主講：鄧家林適應(yīng)專業(yè)適應(yīng)專業(yè): : 汽車運(yùn)用技術(shù)、汽車電子技術(shù)、汽車服務(wù)技術(shù)與營(yíng)銷汽車運(yùn)用技術(shù)、汽車電子技術(shù)、汽車服務(wù)技術(shù)與營(yíng)銷 任務(wù)5.1 氧傳感器檢修發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)故障的檢修汽車工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)教研室汽車工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)教研室教學(xué)目標(biāo)專業(yè)能力專業(yè)能力方法能力方法能力社會(huì)能力社會(huì)能力1.1.能正確的著裝，保證實(shí)訓(xùn)安全；能正確的著裝，保證實(shí)訓(xùn)安全；2.2.能按操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備的規(guī)范操作；能按操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備的規(guī)范操作；3.3.能實(shí)施能實(shí)施5S5S管理；管理；4.4.能正確使用實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的工具、量具及設(shè)備。能正確使用實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的工具、量具及設(shè)備。1.1.了解職業(yè)員的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；了解職業(yè)員的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；2.2.熟

2、悉基本的維修操作流程；熟悉基本的維修操作流程；3.3.熟悉熟悉6S6S管理內(nèi)容管理內(nèi)容4 4、熟悉實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作規(guī)程、熟悉實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作規(guī)程。1.1.培養(yǎng)與客戶的語(yǔ)言交流與溝通能力，有較強(qiáng)的口頭與書培養(yǎng)與客戶的語(yǔ)言交流與溝通能力，有較強(qiáng)的口頭與書面表達(dá)能力、人際溝通能力面表達(dá)能力、人際溝通能力2.2.明確學(xué)習(xí)方法，能自主學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)；明確學(xué)習(xí)方法，能自主學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)；3.3.嚴(yán)格遵守安全規(guī)范、嚴(yán)格遵守安全規(guī)范、5S5S管理，環(huán)保性。管理，環(huán)保性。教教學(xué)學(xué)目目標(biāo)標(biāo) 案例案例： 4S店接到一臺(tái)豐田卡羅拉轎車，裝用豐田1ZR-FE電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。車主反映發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)

3、，故障燈亮起。 請(qǐng)幫車主將車修復(fù)。 本次課主要介紹的內(nèi)容有： 汽車氧傳感器的認(rèn)識(shí) 任務(wù)一：汽車氧傳感器的認(rèn)識(shí) 任務(wù)二：汽車氧傳感器的檢測(cè) 任務(wù)二：發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的檢修按結(jié)構(gòu)分：氧化鋯式、氧化鈦式按傳感器是否有加熱裝置分：加熱型、非加熱型汽車氧傳感器的認(rèn)識(shí) 一、類 型 采用氧傳感器的最終目的是為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。 檢測(cè)排氣中氧含量，判斷混合氣成分，調(diào)整空燃比在理論值14.7左右，實(shí)現(xiàn)燃油閉壞控制，從而使三元催化效果最佳，達(dá)到最佳的排放性能空燃比空燃比氧氧噴油噴油14.7（空然比閉環(huán)控制）單床雙床氧化鋯氧傳感器 加熱器：預(yù)熱加熱器：預(yù)熱 鋯管：二氧化鋯（鋯管：二氧化鋯（rOrO2 2）制成的

4、鋯管，內(nèi)側(cè)通大）制成的鋯管，內(nèi)側(cè)通大氣，為正極，外測(cè)通廢氣，為負(fù)極。檢測(cè)空然比。氣，為正極，外測(cè)通廢氣，為負(fù)極。檢測(cè)空然比。?氧化鈦氧傳感器氧化鈦氧傳感器 結(jié)構(gòu)如右圖，主結(jié)構(gòu)如右圖，主要由二氧化鈦元件、導(dǎo)要由二氧化鈦元件、導(dǎo)線、金屬外殼和接線端線、金屬外殼和接線端子等組成。子等組成。 當(dāng)廢氣中的氧濃當(dāng)廢氣中的氧濃度高時(shí)，二氧化鈦的電度高時(shí)，二氧化鈦的電阻值增大；反之，廢氣阻值增大；反之，廢氣中氧濃度較低時(shí)二氧化中氧濃度較低時(shí)二氧化鈦的電阻值減小，利用鈦的電阻值減小，利用適當(dāng)?shù)碾娐穼?duì)電阻變量適當(dāng)?shù)碾娐穼?duì)電阻變量進(jìn)行處理，即轉(zhuǎn)換成電進(jìn)行處理，即轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸送給壓信號(hào)輸送給ECUECU，用，用來(lái)

5、確定實(shí)際的空燃比。來(lái)確定實(shí)際的空燃比。 1二氧化鈦元件2金屬外殼3陶瓷絕緣體 4接線端子5陶瓷元件6導(dǎo)線7金屬保護(hù)套 （1）氧濃度信號(hào)電壓？鋯管兩側(cè)的電壓隨兩側(cè)的氧濃度差的增大而增大，微電池。ECM給鋯管兩電極間提供一微小的基準(zhǔn)電壓，約為0.45V。 大于0.45V ， ECU控制減油；小于0.45V ， ECM控制增油。維持空燃比14.7。（2）ECU如何根據(jù)信號(hào)電壓識(shí)別空燃比，控制噴油？ 結(jié)論：信號(hào)電壓一般在01V之間以0.45V為中心上下波動(dòng)，混合氣濃，高；混合氣稀，低。低頻直流、脈沖電壓信號(hào)。氧傳感器失效氧傳感器失效 （桑塔納AJR）水溫大于80，起動(dòng)（1）萬(wàn)用表檢測(cè)1）檢測(cè)加熱線圈

6、線圈電阻：室溫 15 供電電壓：起動(dòng) ，12V 搭鐵電阻：0V 2 2）檢測(cè)信號(hào)電路）檢測(cè)信號(hào)電路 動(dòng)態(tài)值：動(dòng)態(tài)值：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2500r/min2500r/min，電，電壓在壓在0.11V; 0.11V; 以以0.45V0.45V為中心上下為中心上下波動(dòng)次數(shù)波動(dòng)次數(shù)10s10s內(nèi)不內(nèi)不少于少于8 8次；發(fā)動(dòng)機(jī)次；發(fā)動(dòng)機(jī)加速，加速，0.7V0.7V1.0V;1.0V;發(fā)動(dòng)機(jī)減速，發(fā)動(dòng)機(jī)減速，0.1V0.1V0.3V0.3V。 靜態(tài)值：發(fā)動(dòng)機(jī)不靜態(tài)值：發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)，0.450.5V0.450.5VV最高信號(hào)電壓最高信號(hào)電壓850mV850mV最低信號(hào)電壓最低信號(hào)電壓75175mV7

7、5175mV從濃到稀的最大從濃到稀的最大允許響應(yīng)時(shí)間允許響應(yīng)時(shí)間100ms100ms（2 2）示波器）示波器檢測(cè)檢測(cè)只要有只要有1 1個(gè)個(gè)不符合規(guī)不符合規(guī)定，必須定，必須進(jìn)行故障進(jìn)行故障檢查。檢查。結(jié)論：結(jié)論：檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)信號(hào)電壓最大、電壓最大、最小值、最小值、變化次數(shù)變化次數(shù)禁用含鉛汽油，防止催化劑失效；三元催化轉(zhuǎn)換器固定不牢或汽車在不平路面上行駛時(shí)的顛簸，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器中的催化劑截體損壞；裝用蜂巢型轉(zhuǎn)換器的汽車，一般汽車每行駛80000km應(yīng)更換轉(zhuǎn)換器心體。裝用顆粒型轉(zhuǎn)換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)全部更換。 在檢修氧傳感器時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：在檢修氧傳感器時(shí)，應(yīng)注意以下

8、事項(xiàng)： (1)氧傳感器一般使用氧化鋯(ZrO2，一種陶瓷材料)作敏感元件。因?yàn)樘沾捎捕啵踔翉?qiáng)烈的吹洗都會(huì)使它碎裂，所以，在拆裝時(shí)，不要用扳手或撬扛敲打，以免損壞。 (2)不要在氧傳感器內(nèi)部噴涂防銹層或使用溶劑，以防阻礙或堵塞外部空氣進(jìn)入傳感器內(nèi)部而改變其性能，甚至完全失效。其他油液如動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)油和制動(dòng)液也會(huì)起同樣的作用。 檢修注意事項(xiàng)檢修注意事項(xiàng) (3)在維修發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定使用密封墊或密封膠。在有潤(rùn)滑油流動(dòng)的部位，不要使用含有醋酸的硅密封膠或硅橡膠密封墊。除有廠商規(guī)定者外，不要在氧傳感器的螺紋處使用防粘劑或溶劑。 （1）氧傳感器中毒氧傳感器中毒是經(jīng)常出現(xiàn)的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)

9、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(guò)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(shí)就只能更換了。 1.8 1.8 氧傳感器的常見故障：氧傳感器的常見故障： 另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來(lái)說(shuō)，汽油和潤(rùn)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(huì)使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和潤(rùn)滑油。修理時(shí)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。 （2）積

10、碳由于發(fā)動(dòng)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)入了油污或塵埃等沉積物，會(huì)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(hào)失準(zhǔn)，ECU不能及時(shí)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(shí)，若將沉積物清除，就會(huì)恢復(fù)正常工作。 （3）氧傳感器陶瓷碎裂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(shí)要特別小心，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換。 （4）加熱器電阻絲燒斷對(duì)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。 （5）氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。 氧傳感器的檢查方法 1.氧傳感器加熱器電阻的檢查拔下氧

11、傳感器線束插頭，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40(參考具體車型說(shuō)明書)。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器 2.2.氧傳感器反饋電壓的測(cè)量氧傳感器反饋電壓的測(cè)量: : 數(shù)字萬(wàn)用表置于直流電壓“DC”量程，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，用萬(wàn)用表測(cè)試氧傳感器的信號(hào)電壓，讀取最小最大值。好的氧傳感器應(yīng)該能被檢測(cè)到小于0.3V、高于0.8V的信號(hào)電壓。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0.45V上下不斷變化，1s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。.氧傳感器外觀顏色的檢查從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無(wú)堵塞，陶瓷芯有無(wú)破損。如有破

12、損，則應(yīng)更換氧傳感器。通過(guò)觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障：淡灰色頂尖：這是氧傳感器的正常顏色；白色頂尖：由硅污染造成的，此時(shí)必須更換氧傳感器；棕色頂尖：由鉛污染造成的，如果嚴(yán)重，也必須更換氧傳感器；黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發(fā)動(dòng)機(jī)積碳故障后，一般可以自動(dòng)清除氧傳感器上的積碳。 (1)使用含鉛汽油，引起氧傳感器中毒，使其作用失效。造成氧傳感器中毒的決定性因素是排氣溫度，如果在900的高溫下侵入鉛，就好像在傳感器表面上涂了一層高溫漆，它堵塞了氧傳感器基準(zhǔn)側(cè)和排氣側(cè)之間氧離子的流動(dòng)，從而使氧傳感器失去檢測(cè)排氣中氧含量的能力。國(guó)外研究結(jié)果表明，裝用電控汽油噴射閉環(huán)系統(tǒng)的汽車，在使用含鉛汽

13、油行駛480km后，氧傳感器的整個(gè)性能已基本喪失，而三元催化轉(zhuǎn)換器中毒后，其催化效率也會(huì)大大降低，甚至不起凈化作用。在我國(guó)氧傳感器早期故障率很高的原因即在于此，使用無(wú)鉛汽油后，其故障率將會(huì)大大降低。氧傳感器早期損壞的主要原因有：2)發(fā)動(dòng)機(jī)維修中使用了不合要求的硅密封膠或硅橡膠密封墊，引起硅中毒。任何含有醋酸(作硫化劑用)的硅膠都會(huì)損害氧傳感器。硅膠也叫溫室硫化膠，含醋酸的硅膠如用于發(fā)動(dòng)機(jī)上有潤(rùn)滑油流動(dòng)的部位，醋酸就會(huì)蒸發(fā)進(jìn)入曲軸箱或氣門區(qū)，然后經(jīng)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被吸入進(jìn)氣管，在正常情況下，就會(huì)由排氣管排出，損壞氧傳感器。 現(xiàn)今車輛安有兩個(gè)氧傳感器，三元催化器前放一個(gè)，后放一個(gè)。前方的作用是檢測(cè)發(fā)

14、動(dòng)機(jī)不同工況的空燃比，同時(shí)電腦根據(jù)該信號(hào)調(diào)整噴油量和計(jì)算點(diǎn)火時(shí)間。后方的主要是檢測(cè)三元催化器的工作好壞！即催化器的轉(zhuǎn)化率。通過(guò)與前氧傳感器的數(shù)據(jù)作比較來(lái)檢測(cè)三元催化器是否工作正常(好壞)的重要依據(jù)。后氧傳感器車型：寧波美日MR6370A型轎車，裝用天津豐田8A-FE電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 故障：發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)，故障燈亮起。檢查：故障代碼21，無(wú)氧傳感器信號(hào)。起動(dòng)待發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升為60以上時(shí)，用萬(wàn)用表檢測(cè)氧傳感器的輸出信號(hào)，始終為0.7V。拔下一根發(fā)動(dòng)機(jī)的真空管，使混合氣變稀，再堵住空氣濾清器，使混合氣變濃，輸出電壓還是0.7V不變，說(shuō)明氧傳感器損壞。拆下氧傳感器，頂尖呈棕色狀（鉛

15、中毒），更換后試車，故障燈熄滅，故障排除。分析：使用含鉛汽油，汽油中的鉛造成氧傳感器失效。ECU不能實(shí)行空燃比閉環(huán)控制，造成怠速時(shí)混合氣較濃。 案例：氧傳感器鉛中毒2 2、三元催化轉(zhuǎn)換器（、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWCTWC） 1 1）TWCTWC功能功能 利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中的利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。 三元：三元：COCO、HCHC，NOXNOX 三元催化劑：鉑三元催化劑：鉑( (或鈀或鈀) ) 和和 銠銠 三元催化轉(zhuǎn)換作用：三元催化轉(zhuǎn)換作用： COCO、HCHC、NOX H2ONOX H2O、CO2CO

16、2、N2N2 高催化效率條件：高催化效率條件： 理想混合氣（空燃比理想混合氣（空燃比14.714.7：1 1）2 2）TWCTWC的構(gòu)造的構(gòu)造如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝位置奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝位置 三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面，由三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面，由三元催化三元催化轉(zhuǎn)換芯子和外殼轉(zhuǎn)換芯子和外殼等構(gòu)成。等構(gòu)成。三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)1-1-載體（催化劑）載體（催化劑）2-2-襯墊襯墊3-3-氧傳感器氧傳感器4-4-外殼外殼 大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀

17、陶瓷作為承載催化大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合物作為催化劑。物作為催化劑。催化轉(zhuǎn)換裝置（催化轉(zhuǎn)換裝置（TWCTWC） 1）三元催化轉(zhuǎn)換器性能的檢測(cè)方法 （1）簡(jiǎn)單人工檢查 通過(guò)人工檢查可以從一開始判斷TWC是否有損壞。用橡皮槌輕輕敲打TWC，聽有無(wú)“咔啦”聲，并伴隨有散碎物體落下。如果有此異響，則說(shuō)明TWC內(nèi)部催化物質(zhì)剝落或蜂窩陶瓷載體破碎，那么必須更換整個(gè)轉(zhuǎn)換器了。如果沒(méi)有上述異響，應(yīng)該檢查TWC是否堵塞。TWC芯子堵塞是比較常見的故障，可以用下面方法進(jìn)行。 檢測(cè)排氣背壓法。從二次空氣

18、噴射管路上脫開空氣泵止回閥的接頭，再在二次空氣噴射管路中接一個(gè)壓力表。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min時(shí)觀察壓力表的讀數(shù)，此時(shí)讀數(shù)應(yīng)該小于17.24kPa，如果排氣背壓大于或等于 20.70kPa，則表明排氣系統(tǒng)堵塞。若觀察TWC、消聲器及排氣管沒(méi)有外傷，則可將TWC出口和消聲器脫開后觀察壓力表讀數(shù)是否有變化。若壓力表顯示排氣背壓仍然較高，則為TWC損壞：若壓力表顯示排氣背壓陡然下降，則說(shuō)明堵塞發(fā)生在TWC出氣口后面的部件。 （2）紅外溫度計(jì)測(cè)量法 這是一種比較簡(jiǎn)單的測(cè)量方法。TWC在實(shí)際使用過(guò)程中，其出口管道溫度比進(jìn)口管道溫度至少高出38，在怠速時(shí)，其溫度也相差10%。但是若出口與入口處的溫度沒(méi)有差別或出口溫度低于入口溫度，則說(shuō)明TWC沒(méi)有氧化反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)該檢查二次空氣噴射泵是否有故障，若沒(méi)有故障，就說(shuō)明TWC已經(jīng)損壞。 （3）利用雙氧傳感器信號(hào)電壓波形分析 目前，許多發(fā)動(dòng)機(jī)燃油反饋控制系統(tǒng)中，都安裝兩個(gè)氧傳感器。分別裝載TWC的反應(yīng)前、后兩端。這種結(jié)構(gòu)在裝有OBD-代系統(tǒng)的汽車上，可以有效地檢測(cè)TWC的