線寬域氧傳感器講義課件

寬域型氧傳感器

Wide-bandOxygenSensor寬域型氧傳感器

Wide-bandOxygen學(xué)習(xí)目的:學(xué)習(xí)寬域氧傳感器的使用車型、安裝位置、結(jié)構(gòu)、工作原理、故障診斷及檢測學(xué)習(xí)目的:學(xué)習(xí)寬域氧傳感器的使用車型、安裝位置、結(jié)構(gòu)、工作原適用車型大眾奧迪系列，歐3以上排放均使用此傳感器別克榮譽，新君威，君越，雪佛蘭科魯茲福特車系，新福克斯等所有FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動機都使用寬域氧傳感器適用車型大眾奧迪系列，歐3以上排放均使用此傳感器安裝位置安裝位置安裝位置安裝位置傳統(tǒng)氧氧化鋯式氧傳感器傳統(tǒng)氧氧化鋯式氧傳感器傳統(tǒng)氧氧化鋯式氧傳感器

氧傳感器的核心元件是氧化鋯管，它是一種固體電解質(zhì)，其內(nèi)外表面都覆蓋有多孔鉑電極和氧化鋁保護層，內(nèi)表面與大氣相通，外表面與尾氣接觸。

尾氣在與鋯管的外表面接觸時，尾氣中的殘留氧氣透過鉑電極和氧化鋁保護層同氧化鋯接觸，在一定高溫下鋯管內(nèi)外由于氧濃差而產(chǎn)生電勢差。當(dāng)在濃燃燒時，尾氣中的氧濃度降低，氧傳感器輸出電壓升至參考電壓以上。當(dāng)在稀燃燒時，尾氣中的氧濃度升高，氧傳感器輸出電壓降至參考電壓以下。

在電噴系統(tǒng)中，ECU參考氧傳感器的輸出信號調(diào)整燃料噴射等參數(shù)從而改變發(fā)動機空燃比，并結(jié)合三元催化裝置，可以最大限度降低尾氣有害氣體排放量，提高燃燒效率、節(jié)約能源，優(yōu)化發(fā)動機性能。

傳統(tǒng)氧氧化鋯式氧傳感器氧傳感器的核心元件是氧化鋯原理：由于廢氣與大氣中的氧離子含量不一至，即存在著濃度差，因此氧離子由大氣向廢氣中擴散，形成了一個微電池．產(chǎn)生０.1V---0.9V的電壓．0.9V０.1V傳統(tǒng)氧傳感器原理：由于廢氣與大氣中的氧離子含量不一至，即存在著濃度差，因?qū)捰蜓鮽鞲衅骼碚摶A(chǔ)寬域型氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴展而來。利用了氧化鋯的兩個特性：第一個特性是當(dāng)氧化鋯兩側(cè)的含氧量不同時，在氧化鋯兩側(cè)的電極上產(chǎn)生電動勢，普通氧傳感器正是利用氧化鋯的這一特性。第二個特性與第一個特性相反，即當(dāng)在氧化鋯兩側(cè)的電極上加上電壓時，可以使氧離子移動。寬域氧傳感器理論基礎(chǔ)寬域型氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧寬域氧傳感器分類根據(jù)傳感器制造材料不同以ZRO2基體的目化電解質(zhì)型利用氧化物半導(dǎo)體電阻變化寬域氧傳感器分類根據(jù)傳感器制造材料不同以ZRO2基體的目化電寬域氧傳感器分類根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)不同電池型泵電池型臨界電流型寬域氧傳感器分類根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)不同電池型泵電池型臨界電流型寬域氧傳感器構(gòu)造實物結(jié)構(gòu)圖寬域氧傳感器構(gòu)造實物結(jié)構(gòu)圖寬域氧傳感器構(gòu)造原理結(jié)構(gòu)圖原理結(jié)構(gòu)圖寬域氧傳感器構(gòu)造原理結(jié)構(gòu)圖原理結(jié)構(gòu)圖寬域型氧傳感器的兩個重要部分寬域型氧傳感器的兩個重要部分寬域型氧傳感器的兩個重要部分一部分稱為感應(yīng)室，它的一面與大氣接觸而另一面是測試腔，通過擴散孔與排氣接觸，和普通氧化鋯氧傳感器一樣，由于感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量不同而產(chǎn)生一個電動勢Us，一般的氧化鋯傳感器將此電壓作為控制單元的輸入信號來控制空燃比。而寬域型氧傳感器與此不同的是：發(fā)動機控制單元要使感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量保持一致，讓電壓值維持在0.45V，這個電壓只是電腦的參考標(biāo)準(zhǔn)值，它就需要傳感器的另一部分來完成。寬域型氧傳感器的兩個重要部分一部分稱為感應(yīng)室，它的一面與大氣寬域型氧傳感器的兩個重要部分另一部分是傳感器的關(guān)鍵部件泵氧元，泵氧元一邊是排氣，另一邊是與測試腔相連。泵氧元就是利用氧化鋯傳感器的反作用原理，將電壓施加于氧化鋯組件（泵氧元）上，這樣會造成氧離子的移動，把排氣中的氧泵入測試腔當(dāng)中，使感應(yīng)室兩側(cè)的電壓值維持在0.45V.這個施加在泵氧元上變化的電壓，才是我們要的氧含量信號。如果混合氣太濃，那么排氣中含氧量下降，此時從擴散孔益出的氧較多，感應(yīng)室的電壓升高。寬域型氧傳感器的兩個重要部分另一部分是傳感器的關(guān)鍵部件泵氧元寬域型氧傳感器的兩個重要部分為達到平衡，發(fā)動機控制單元增加控制電流使泵氧元增加泵氧效率，使測試腔的氧含量增加，這樣可以調(diào)節(jié)感應(yīng)室的電壓恢復(fù)到0.45v；相反，混合氣太稀，則排氣中的含氧量增加，這時氧要從擴散孔進入測試腔，感應(yīng)室電壓降低，此時泵氧元向外排出氧來平衡測試腔中的含氧量，使感應(yīng)室的電壓維持在0.45v.總而言之，加在泵氧元上的電壓可以保證當(dāng)測試腔內(nèi)的氧多時，排出腔內(nèi)的氧，這時發(fā)動機控制單元的控制電流是正電流；當(dāng)腔內(nèi)的氧少時，進行供氧，此時發(fā)動機控制單元的控制電流是負電流。以上過程供給泵氧元的電流就反映了排氣中的過量空氣含量系數(shù)。寬域型氧傳感器的兩個重要部分為達到平衡，發(fā)動機控制單元增加控

調(diào)整舉例（一）混合氣過濃

1、泵入混合氣過濃時，泵氧元以原來的工作電流工作，測試室的氧含量減少。2、氧傳感器感應(yīng)室電壓值超過450mv。3、控制單元增大泵氧元的工作電流，使泵氧元旋轉(zhuǎn)速度增加，增加泵氧速度。4、泵氧元泵入測試室中的氧量增加，使感應(yīng)室電壓值恢復(fù)到450mv。5、控制單元根據(jù)增加的電流（折算成電壓值）減少噴油量

調(diào)整舉例（一）混合氣過濃

1、泵入混合氣過濃時，泵氧元以原調(diào)整舉例混合氣過濃調(diào)整舉例混合氣過濃調(diào)整舉例（二）混合氣過稀1、混合氣過稀時，泵在原來的工作電流下會泵入較多的氧，測試室中氧的含量增加。2、氧傳感器感應(yīng)室電壓值低于450mv。3、控制單元減小泵氧元的工作電流，使泵氧速度減小。4、泵氧元泵入測試室中的氧量減少，使感應(yīng)室電壓值恢復(fù)到450mv。5、同時控制單元根據(jù)減少的電流（折算成電壓值）增加噴油量。調(diào)整舉例（二）混合氣過稀1、混合氣過稀時，泵在原來的工作電流調(diào)整舉例混合氣過稀調(diào)整舉例混合氣過稀優(yōu)點總結(jié)1、監(jiān)測靈敏度更高

寬域氧傳感器一般都用在稀薄燃燒發(fā)動機中，在全空燃比范圍內(nèi)(λ=0.7～4.0)起作用。2、控制精確度更高（比較）

傳統(tǒng)氧傳感器只能反映混合氣的濃稀，而它能精確反饋空燃比，最大限度的發(fā)揮三元催化器的作用，降低有害氣體的排放。優(yōu)點總結(jié)小結(jié)我們應(yīng)會什么？A，兩種傳感器的不同1，氧化鋯式為電壓式（產(chǎn)生電壓）2，寬域氧傳感器內(nèi)有2個氧化鋯傳感器B，寬域氧傳感器的結(jié)構(gòu)和原理小結(jié)我們應(yīng)會什么？正常特征：保護管無殘留，顏色呈晦暗色機油污染特征：保護管表面覆上一層白色或灰黑色油狀的沉積物。成因：燃油添加劑或機油進入發(fā)動機進行燃燒鉛中毒特征：保護管表面有發(fā)亮的生銹層。成因：使用含鉛汽油。

*含鉛汽油會損害氧傳感器和三元催化器。大多數(shù)的氧傳感器經(jīng)過含鉛汽油的侵蝕后，使用里程數(shù)會急劇下降。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。防凍劑污染成因：防凍劑從氣缸蓋處泄露至發(fā)動機，進行燃燒。辨別氧傳感器中毒故障診斷與維修

硅中毒特征：保護管沉積物顏色介于亮白色和顆粒狀的淺灰色之間。成因：硅化合物存在于一些密封材料、潤滑劑及防凍劑中的腐蝕抑制成分。正常機油污染鉛中毒辨別氧傳感器中毒故障診斷與維修

硅中毒01---08---30/1顯示:111第一位1/0代表?第二位1/0代表？第三位1/0代表？數(shù)據(jù)流分析01---08---30/1數(shù)據(jù)流分析08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Readmeasuredvalueblock30

100000

-氧傳感器加熱器工作-氧傳感器運行狀態(tài)就緒-氧調(diào)節(jié)有效

達到上述相對應(yīng)的條件，則顯示值為1，否則為0。08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Rea08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Readmeasuredvalueblock30

110000

-氧傳感器加熱器工作-氧傳感器運行狀態(tài)就緒-氧調(diào)節(jié)有效

達到上述相對應(yīng)的條件，則顯示值為1，否則為0。08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Rea08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Readmeasuredvalueblock30

111000

-氧傳感器加熱器工作-氧傳感器運行狀態(tài)就緒-氧調(diào)節(jié)有效

達到上述相對應(yīng)的條件，則顯示值為1，否則為0。08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Rea08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Readmeasuredvalueblock30

011000

-氧傳感器加熱器工作-氧傳感器運行狀態(tài)就緒-氧調(diào)節(jié)有效

達到上述相對應(yīng)的條件，則顯示值為1，否則為0。008功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組30:Lambda調(diào)節(jié)Rea08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組32:Lambda調(diào)節(jié)-自適應(yīng)(學(xué)習(xí))值Readmeasuredvalueblock32

－9.8%0.0%

怠速

注：剛洗完積炭顯示區(qū)1：怠速工況下的氧調(diào)節(jié)自適應(yīng)值(-10…10%)顯示區(qū)2：部分負荷工況下的氧調(diào)節(jié)自適應(yīng)值(-10…10%)08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組32:Lambda調(diào)節(jié)-自適08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組32:Lambda調(diào)節(jié)-自適應(yīng)(學(xué)習(xí))值Readmeasuredvalueblock32

0.0%3.0%

顯示區(qū)1：怠速工況下的氧調(diào)節(jié)自適應(yīng)值(-10…10%)顯示區(qū)2：部分負荷工況下的氧調(diào)節(jié)自適應(yīng)值(-10…10%)負荷008功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組32:Lambda調(diào)節(jié)-自適顯示組32-自適應(yīng)值低（負值）,則可能是因為:（混合氣濃）-噴油嘴關(guān)閉不嚴而泄漏-燃油壓力過高-活性碳罐電磁閥常開-空氣流量計有故障-氧傳感器過臟或其加熱器損壞顯示組32-自適應(yīng)值高：,則可能是因為:（混合氣?。?空氣流量計故障或其與節(jié)流閥體間管路密封不好-排氣岐管密封性不好-噴油嘴打不開-燃油壓力過低-氧傳感器過臟或其加熱器損壞顯示組32-自適應(yīng)值低（負值）,則可能是因為:（混合氣濃）08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組33:Lambda調(diào)節(jié)值Readmeasuredvalueblock33

2.5%0.3V

混合氣稀

顯示區(qū)1：催化器前的氧調(diào)節(jié)(-10…10%)-該顯示值必須波動變化,否則說明氧調(diào)節(jié)被關(guān)閉顯示區(qū)2：催化器前的氧傳感器電壓(0.000…1.000V)-該值恒為1.0V,對正極短路;該值恒為0.4-0.5V,開路;該值恒為0.00V,對地短路08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組33:Lambda調(diào)節(jié)值Re08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組33:Lambda調(diào)節(jié)值Readmeasuredvalueblock33

-3.0%0.8V

混合氣濃

顯示區(qū)1：催化器前的氧調(diào)節(jié)(-10…10%)-該顯示值必須波動變化,否則說明氧調(diào)節(jié)被關(guān)閉顯示區(qū)2：催化器前的氧傳感器電壓(0.000…1.000V)-該值恒為1.0V,對正極短路;該值恒為0.4-0.5V,開路;該值恒為0.00V,對地短路008功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組33:Lambda調(diào)節(jié)值Re誤區(qū)：1，氧傳感器電壓固定為某一值時（0.8V）就說是氧傳感器死了a氧傳感器真的死了b廢氣成分的真實反應(yīng)（太濃）原因誤區(qū)：1，氧傳感器電壓固定為某一值時（0.8V）就說是氧傳-噴油嘴關(guān)閉不嚴而泄漏-燃油壓力過高-活性碳罐電磁閥常開-空氣流量計有故障-氧傳感器過臟或其加熱器損壞濃1-噴油嘴關(guān)閉不嚴而泄漏濃1誤區(qū)2.只看故障碼，不認真分析數(shù)據(jù)流－－什么碼換什么件

0誤區(qū)2.只看故障碼，不認真分析數(shù)據(jù)流0

不愿用數(shù)據(jù)流的原因

（1）部分故障診斷儀界面是外文，看不懂；

（2）界面雖是中文，但讀到的值是否正確卻不知道。因為缺乏資料或嫌看資料麻煩。

（3）原廠規(guī)定的正常值范圍較大，往往數(shù)據(jù)流符合正常范圍，但車輛仍有故障，所以認為讀數(shù)據(jù)流沒多大用。這是缺少綜合分析及積累正常數(shù)據(jù)流的緣故。不愿用數(shù)據(jù)流的原因

（1）部分故障診斷儀界面是外文，

A。捷達（5V）發(fā)動機。故障現(xiàn)象：怠速不穩(wěn)、加速無力，冒黑煙。

故障診斷與排除：

（1）讀故障碼：00561混合氣自適應(yīng)超限和00522水溫傳感器斷路。

記下故障碼后清碼，重新讀碼，只有“00522”水溫傳感器。經(jīng)查水溫傳感器為0歐。更換后,發(fā)現(xiàn)故障照舊，至此，故障碼作用已盡。

實例

A。捷達（5V）發(fā)動機。故障現(xiàn)象：怠速不穩(wěn)、加速無力，冒不讀數(shù)據(jù)流診斷方法（假定式）：

A、怠速不穩(wěn)，請洗節(jié)氣門體后重做基本設(shè)定；

加速無力，冒黑煙，查油壓，正常。折檢噴油嘴，未見異常。再次發(fā)動發(fā)現(xiàn)仍加速無力，但怠速已變平穩(wěn)。不讀數(shù)據(jù)流診斷方法（假定式）：B、由于還加速冒黑煙，就更換氧傳感器，但無效。

檢查火花塞與高壓線，高壓線正常，火花塞間隙較大且發(fā)黑。更換火花塞，試車故障現(xiàn)象減弱，但加速時仍冒黑煙。

B、由于還加速冒黑煙，就更換氧傳感器，但無效。

檢查火花C、至此，有人說是ECU損壞；有人懷疑是點火線圈損壞；也有人說是氣門正時不當(dāng)或是空氣流量計損壞……。

本著從簡到繁、從不換件到換件的程序。檢查配氣正時，良好。更換點火線圈，無效。更換空氣流量計后，故障消除。

C、至此，有人說是ECU損壞；有人懷疑是點火線圈損壞；也有人讀數(shù)據(jù)流診斷方法

對于排氣管冒黑煙且怠速不穩(wěn)的發(fā)動機，可讀02，03組和033組的數(shù)據(jù)流。

讀數(shù)據(jù)流診斷方法

對于排08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組02:基本功能-空氣流量計Readmeasuredvalueblock2

850rpm23%

3.2ms4.7g/s

1234顯示區(qū)1：發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速（840rpm左右)顯示區(qū)2：發(fā)動機負荷（15…35%）顯示區(qū)3：噴油時間（2.0…5.5ms)顯示區(qū)4：進氣量(2.0…5.0g/s)-當(dāng)節(jié)流閥體有故障導(dǎo)致發(fā)動機進入應(yīng)急運轉(zhuǎn)時,進氣量值最大為4.5…5.0g/s-若空氣流量計有故障,ECU根據(jù)節(jié)氣門電位計信號給出替代值208功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組02:基本功能-空氣流量計Re08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組03:基本功能-空氣流量計Readmeasuredvalueblock3

870rpm3.5ms6<5.5°BTDC1234顯示區(qū)1：發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速（740…820rpm)顯示區(qū)2：噴油時間（2.0…5.5ms)顯示區(qū)3：節(jié)氣門開度(0…5°<)-加速踏板踩到最低時該值最大為80…90°<顯示區(qū)4：點火提前角(上止點前0…12°)

08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組03:基本功能-空氣流量計Re08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)組顯示組33:Lambda調(diào)節(jié)值Readmeasuredvalueblock33

－23%0.8V

12顯示區(qū)1：催化器前的氧調(diào)節(jié)(-10…1