汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修氧傳感器的檢測(cè)與更換

學(xué)習(xí)任務(wù)十六

氧傳感器的檢測(cè)與更換理論知識(shí)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)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。奧迪A6的氧傳感器安裝位置圖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）。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）。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-加熱器鋯管的陶瓷瓷體是多孔孔的，滲入入其中的氧氧氣，在溫溫度較高時(shí)時(shí)發(fā)生電離離。由于鋯鋯管內(nèi)、外外側(cè)氧含量量不一致，，存在濃度度差，因而而氧離子從從大氣側(cè)向向排氣一側(cè)側(cè)擴(kuò)散，從從而使鋯管管成為一個(gè)個(gè)微電池，，在兩鉑極極間產(chǎn)生電電壓（下圖圖）。氧傳感器的的工作原理理2）氧化鈦式式氧傳感器器氧化鈦式氧氧傳感器是是利用二氧氧化鈦材料料的電阻值值隨排氣中中氧含量的的變化而變變化的特性性制成的，，又稱電阻阻型氧傳感感器。二氧氧化鈦式氧氧傳感器的的前端的護(hù)護(hù)罩內(nèi)是一一個(gè)二氧化化鈦厚膜元元件（下圖圖）。氧化鈦式氧氧傳感器1-保護(hù)套管；；2-連接線；3-二氧化鈦厚厚膜元件二氧化鈦式式氧傳感器器工作原理理1-氧化鈦式氧氧傳感器；；2-1V電壓端子；；3-ECU；4-輸出電壓端端子3.氧傳感器的的檢測(cè)1）氧傳感器器加熱器電電阻的檢測(cè)測(cè)2）氧傳感器器反饋電壓壓的檢測(cè)3）氧傳感器器信號(hào)波形形的檢測(cè)及及分析氧傳感器的的基本電路路如下圖所所示。1-主繼電器；；2-氧傳感器；；3-發(fā)動(dòng)ECU1）氧傳感器器加熱器電電阻的檢測(cè)測(cè)點(diǎn)火開關(guān)置置于“OFF”，拔下氧傳傳感器的導(dǎo)導(dǎo)線連接器器，用萬用用表Ω擋測(cè)量氧傳傳感器接線線端中加熱熱器端子與與自搭鐵端端子（上頁頁圖的端子子1和2）間的電阻阻（下圖）），其電阻阻值應(yīng)符合合標(biāo)準(zhǔn)值4~40ΩΩ。測(cè)量后，，接好氧傳傳感器線束束連接器，，以便作進(jìn)進(jìn)一步的檢檢測(cè)。測(cè)量氧傳感感器加熱電電阻2）氧傳感器器反饋電壓壓的檢測(cè)（1）豐田V形六缸發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)氧傳感感器反饋電電壓檢測(cè)。。①將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)熱車至正正常工作溫溫度（或起起動(dòng)后以2500r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2min）。②把電壓表的的負(fù)極測(cè)筆筆接故障診診斷插座內(nèi)內(nèi)的E1插孔或蓄電電池負(fù)極，，正極測(cè)筆筆接故障檢檢測(cè)插座內(nèi)內(nèi)的OX1或OX2插孔或接氧氧傳感器線線束插頭上上的引出線線,如下圖。③讓發(fā)動(dòng)機(jī)以以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速速保持運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢檢查電壓表表指針能否否在0~1V之間來回?cái)[擺動(dòng)，記下下10s內(nèi)電壓表指指針擺動(dòng)次次數(shù)。在正正常情況下下，隨著反反饋控制的的進(jìn)行，氧氧傳感器的的反饋電壓壓將在0.4V上下不斷變變化，10s內(nèi)反饋電壓壓的變化次次數(shù)應(yīng)不少少于8次。④若電壓表指指針在10s內(nèi)的擺動(dòng)次次數(shù)等于或或多于8次，則說明明氧傳感器器及反饋控控制系統(tǒng)工工作正常；；電壓表指指針若在10s內(nèi)的擺動(dòng)次次數(shù)少于8次，則說明明氧傳感器器或反饋控控制系統(tǒng)工工作不正常常；若電壓壓表指針變變化依舊緩緩慢，則為為氧傳感器器損壞或ECU反饋控制電電路有故障障。氧傳感器是是否損壞，，可按下述述方法檢查查：①拔下氧傳傳感器的線線束插頭，，使氧傳感感器不再與與ECU連接，將電電壓表的正正極測(cè)筆直直接與氧傳傳感器反饋饋電壓輸出出端連接（（下圖）②發(fā)動(dòng)機(jī)正常常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)脫脫開接在進(jìn)進(jìn)氣管上的的曲軸箱強(qiáng)強(qiáng)制通風(fēng)管管或其他真真空軟管，，人為地形形成稀混合合氣，此時(shí)時(shí)，電壓表表讀數(shù)應(yīng)下下降到0.1~0.3V。③接上脫開的的曲軸箱通通風(fēng)管或真真空軟管，，再拔下冷冷卻液溫度度傳感器接接頭，且用用一個(gè)4~8kΩΩ的電阻代替替冷卻液溫溫度傳感器器（或堵住住空氣濾清清器的進(jìn)氣氣口），人人為地形成成濃混合氣氣，此時(shí)，，電壓表讀讀數(shù)應(yīng)上升升到0.8~1.0V。氧傳感器的的檢測(cè)程序序如下圖所所示。（2）豐田COROLLA車4A-C、4A-GE和4A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氧傳傳感器的檢檢測(cè)。①將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)在2500r/min的轉(zhuǎn)速下運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)90s以上，使發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)熱車車至正常工工作溫度，，并將電壓壓表的正極極測(cè)筆和4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)的故故障診斷插插座的OX插孔（4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)故障障診斷插座座的E1插孔）連接接，負(fù)極測(cè)測(cè)筆和E（4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)故障障診斷插座座的VF插孔）連接接，如下圖圖所示。氧傳感器的的測(cè)試a）4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)；b）4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)②對(duì)4A-C發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)應(yīng)在保持發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速速為2500r/min時(shí)檢測(cè)，電電壓表指針針若在10s內(nèi)和0~6V范圍內(nèi)擺動(dòng)動(dòng)8次以上，則則氧傳感器器工作正常常。否則，，應(yīng)仔細(xì)地地檢查系統(tǒng)統(tǒng)的導(dǎo)線和和接頭。③對(duì)4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī)，在在保持發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)2500r/min的同時(shí)，用用導(dǎo)線跨接接故障診斷斷插座上的的T和E1插孔，然后后用電壓表表測(cè)量。④對(duì)4A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，其其檢測(cè)方法法如下：從從傳感器起起，順著導(dǎo)導(dǎo)線找到第第一個(gè)接頭頭，并清潔潔導(dǎo)線以便便識(shí)別導(dǎo)線線的顏色（（下圖）；；然后，使使發(fā)動(dòng)機(jī)以以1200r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2min以上，并保保持這一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。1-氧傳感器；；2-接頭；3-發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵鐵線；4-電子控制單單元將電壓表的的正極測(cè)筆筆插入黑色色導(dǎo)線接頭頭的背面，，電壓表的的負(fù)極測(cè)筆筆搭鐵，此此時(shí)，電壓壓表讀數(shù)應(yīng)應(yīng)在0~1V之間間，，如如果果電電壓壓不不在在0~1V范圍圍內(nèi)內(nèi)，，則則脫脫開開氧氧傳傳感感器器接接頭頭，，用用一一根根跨跨接接導(dǎo)導(dǎo)線線將將黑黑色色導(dǎo)導(dǎo)線線和和搭搭鐵鐵線線連連接接起起來來，，再再用用電電壓壓表表測(cè)測(cè)量量，，讀讀數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)小小于于0.2V。（3）北北京京切切諾諾基基氧氧傳傳感感器器的的檢檢測(cè)測(cè)。。北北京京切切諾諾基基采采用用的的是是帶帶加加熱熱元元件件的的氧氧傳傳感感器器。。它它與與ECU的連連接接如如下下圖圖所所示示。。1-氧傳傳感感器器；；2-ECU；3-比較較器器；；4-燃油油泵泵繼繼電電器器；；5-加熱熱元元件件該傳傳感感器器可可用用DRBII或DRBⅢⅢ測(cè)試試儀儀進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)試試，，如如果果沒沒有有則則可可采采用用下下述述測(cè)測(cè)試試方方法法：：①用用高高阻阻抗抗數(shù)數(shù)字字式式萬萬用用表表Ω擋對(duì)對(duì)氧氧傳傳感感器器進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)試試，，拔拔下下氧氧傳傳感感器器線線束束插插頭頭，，測(cè)測(cè)試試傳傳感感器器A、B端子子間間的的電電阻阻值值。。②對(duì)氧氧傳傳感感器器的的輸輸出出電電壓壓進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)試試，，良良好好的的氧氧傳傳感感器器，，在在接接線線正正常常情情況況下下，，當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)處處于于正正常常工工作作溫溫度度且且穩(wěn)穩(wěn)定定運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，，氧氧傳傳感感器器端端子子C、D間的的電電壓壓值值應(yīng)應(yīng)為為0~1V。3）氧氧傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)波波形形的的檢檢測(cè)測(cè)及及分分析析（1）基基本本概概念念：：①上上流流動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)（（UpstreamSystem）。。上上流流動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)是是指指在在氧氧傳傳感感器器之之前前的的影影響響尾尾氣氣的的所所有有機(jī)機(jī)械械部部件件和和電電子子部部件件。。②下流流動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)（（DownstreamSystem）。。下下流流動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)是是指指位位于于氧氧傳傳感感器器后后面面的的排排氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)部部件件，，包包括括三三元元催催化化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器、、排排氣氣管管和和消消聲聲器器等等。。③閉閉環(huán)環(huán)（（CloseLoop）。。閉閉環(huán)環(huán)是是指指發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)ECU根據(jù)據(jù)氧氧傳傳感感器器的的反反饋饋信信號(hào)號(hào)不不斷斷地地調(diào)調(diào)整整混混合合氣氣的的空空燃燃比比，，使使其其值值符符合合規(guī)規(guī)定定。。用用波波形形測(cè)測(cè)試試設(shè)設(shè)備備測(cè)測(cè)得得的的發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)起起動(dòng)動(dòng)后后的的氧氧傳傳感感器器輸輸出出的的信信號(hào)號(hào)電電壓壓波波形形如如下下圖圖所所示示。。發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)起起動(dòng)動(dòng)后后的的氧氧傳傳感感器器輸輸出出的的信信號(hào)號(hào)電電壓壓波波形形（2）氧氧傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)波波形形的的檢檢測(cè)測(cè)與與分分析析。。測(cè)測(cè)試試氧氧傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)波波形形有有2種常常用用的的方方法法：：丙丙烷烷加加注注法法和和急急加加速速法法。。①丙丙烷烷加加注注法法檢檢測(cè)測(cè)氧氧傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)波波形形及及波波形形分分析析。。按按照照波波形形測(cè)測(cè)試試設(shè)設(shè)備備使使用用手手冊(cè)冊(cè)連連接接好好波波形形測(cè)測(cè)試試設(shè)設(shè)備備。。測(cè)試試步步驟驟：：a.連接接并并安安裝裝加加注注丙丙烷烷的的工工具具。。b.把丙丙烷烷接接到到真真空空管管入入口口處處（（對(duì)對(duì)于于有有PCV系統(tǒng)統(tǒng)或或制制動(dòng)動(dòng)助助力力系系統(tǒng)統(tǒng)的的汽汽車車應(yīng)應(yīng)在在其其連連接接完完好好的的條條件件下下進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)試試））。。c.接上上并并設(shè)設(shè)置置好好波波形形測(cè)測(cè)試試設(shè)設(shè)備備。。d.起動(dòng)動(dòng)發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)，，并并使使發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)在在2500r/min下運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2~3min。e.使發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)怠怠速速運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。。f.打開開丙丙烷烷開開關(guān)關(guān)，，加加注注丙丙烷烷，，直直到到氧氧傳傳感感器器輸輸出出的的信信號(hào)號(hào)電電壓壓升升高高，，此此時(shí)時(shí)一一個(gè)個(gè)運(yùn)運(yùn)行行正正常常的的燃燃油油反反饋饋控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)會(huì)會(huì)試試圖圖將將氧氧傳傳感感器器的的信信號(hào)號(hào)電電壓壓向向變變小小的的方方向向拉拉回回；；再再繼繼續(xù)續(xù)緩緩慢慢地地加加注注丙丙烷烷，，直直到到該該系系統(tǒng)統(tǒng)失失去去將將混混合合氣氣變變稀稀的的能能力力；；再再繼繼續(xù)續(xù)加加注注丙丙烷烷，，直直到到發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速下下降降100~200r/min。這這個(gè)個(gè)操操作作步步驟驟須須在在20~25s內(nèi)完完成成。。g.迅速速把把丙丙烷烷輸輸入入端端移移離離真真空空管管，，以以造造成成極極大大的的瞬瞬時(shí)時(shí)真真空空泄泄漏漏，，再再關(guān)關(guān)閉閉丙丙烷烷開開關(guān)關(guān)。。h.待信信號(hào)號(hào)電電壓壓波波形形移移動(dòng)動(dòng)到到波波形形測(cè)測(cè)試試設(shè)設(shè)備備顯顯示示屏屏的的中中央央位位置置時(shí)時(shí)鎖鎖定定波波形形，，測(cè)測(cè)試試完完成成。。一個(gè)好的氧傳傳感器應(yīng)輸出出如下圖所示示的信號(hào)電壓壓波形，其3個(gè)參數(shù)值須符符合下表所列列的值。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)號(hào)波形參數(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)氧傳感器標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)信號(hào)電壓波波形A-最高信號(hào)電壓壓（1.1V）；B-信號(hào)的響應(yīng)時(shí)時(shí)間（40ms）