宽频氧传感器的工作原理及检修.pdf

通 过 上 述 分 析 , 使 用 信 号 模拟 法 不 仅 可 以 诊 断 A F E 型 发 动机 不 能 起 动 的 故 障 , 只 要 掌 握 其检 测 原 理 , 还 可 以 检 查 采 用 分 电器 式 ( 霍 尔 式 ) 点 火 系 统 的 各 类车 型 , 更 快 、 更 准 确 地 检 查 出 故障 部 位 作 者 单 位 : 江 苏 汽 车 技 师 学 院 )表 1 快 速 诊 断 一 览 表信 号 模 拟 时 的 故 障 现 象 故 障 部 位 可 能 的 故 障 点有 火 无 油油 泵 继 电 器 ( 1 6 7 号 继 电 器 ) ;油 泵 保 险 丝 ( 5 号 保 险 丝 ) ;油 泵油 泵 继 电 器 ( 1 6 7 号 继 电 器 ; )油 泵 保 险 丝 ( 5 号 保 险 丝 ) ;油 泵 相 关 电 路无 火 有 油点 火 线 圈 ;点 火 线 路—无 火 无 油E F I 保 险 丝 ( 中 央 继 电 板 左 侧 1 号 位 置 ) ;霍 尔 传 感 器 2 号 端 子 线 路 断 路E C U有 火 有 油喷 油 器 保 险 丝 ( 中 央 继 电 板 左 侧 2 号 位 置 ) ;霍 尔 传 感 器霍 尔 传 感 器 线 路!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!氧 传 感 器 的 作 用 是 监 测 尾 气 中氧 的 浓 度 , 并 将 信 息 反 馈 给 控 制 单 元修 正 喷 油 量 , 实 现 发 动 机 的 闭 环 控制 , 减 少 有 害 气 体 的 排 放 。

随 着 发 动机 电 控 技 术 的 发 展 , 普 通 的 4 线 制 氧传 感 器 由 于 其 检 测 范 围 的 局 限 性 , 已不 能 满 足 汽 车 工 况 的 需 求 , 因 而 宽 频氧 传 感 器 在 汽 车 上 的 应 用 越 来 越 广泛 但 是 , 由 于 对 这 类 传 感 器 的 使 用或 维 护 不 当 , 容 易 出 现 故 障 , 导 致 汽车 运 转 不 良 、 排 放 超 标 为 了 快 速 检修 此 类 故 障 , 必 须 从 普 通 氧 传 感 器 的工 作 特 点 入 手 , 分 析 宽 频 氧 传 感 器 的工 作 机 理 及 检 修 要 领 , 以 便 准 确 、 方便 地 排 除 故 障 1 . 普 通 氧 化 锆 式 氧 传 感 器 ( Z r O2)的 工 作 特 性氧 化 锆 式 氧 传 感 器 为 4 线 制 , 属于 主 动 、 平 面 型 氧 传 感 器 , 仅 适 用 于标 准 空 燃 比 附 近 范 围 在 3 5 0 ℃ 或 更高 的 温 度 下 能 传 导 氧 离 子 , 传 感 器 两侧 氧 气 的 浓 度 差 使 两 个 表 面 之 间 产生 电 位 差 , 且 工 作 曲 线 非 常 陡 峭 。

混合 气 在 接 近 标 准 空 然 比 时 , 输 出0 . 4 5 V 电 压 ; 混 合 气 偏 浓 时 , 输 出0 . 6 ～ 0 . 9 V 电 压 ; 混 合 气 偏 稀 时 , 输 出0 . 1 ～ 0 . 3 V 电 压 由 于 该 氧 传 感 器 只 能在 比 较 狭 窄 的 范 围 内 ( 0 . 1 ～ 0 . 9 V ) 工作 , 当 尾 气 过 浓 或 过 稀 时 无 法 检 测 ,因 此 有 一 定 的 局 限 性 2 . 宽 频 氧 传 感 器 的 结 构 特 点 及控 制 原 理1 ) 结 构 及 工 作 特 点为 了 克 服 普 通 氧 传 感 器 的 上 述缺 陷 , 人 们 开 发 出 了 新 一 代 氧 传 感器 — —— 宽 频 氧 传 感 器 宽 频 氧 传 感 器为 6 线 制 , 属 于 线 性 、 电 流 型 氧 传 感器 , 在 全 空 燃 比 范 围 内 ( λ = 0 . 7 ～ 4 . 0 ) 起作 用 它 由 1 个 普 通 窄 范 围 浓 度 差 电压 型 氧 传 感 器 Z r O2( 能 斯 特 元 件 ) 、 氧气 泵 单 元 ( Z r O2) 、 加 热 线 圈 、 传 感 器控 制 器 及 扩 散 小 孔 、 扩 散 室 等 构 成( 见 图 1 ) 。

当 排 气 管 废 气 中 的 氧 离 子 通 过扩 散 通 道 进 入 测 量 区 时 , 氧 气 泵 单 元泵 入 或 泵 出 氧 离 子 , 并 使 氧 浓 度 达 到λ = 1 , 以 使 其 电 压 值 控 制 在 0 . 4 5 V 附近 , 即 将 普 通 氧 传 感 器 的 输 出 电 压( 能 斯 特 电 压 为 0 . 4 5 V ) 送 到 传 感 器内 的 运 算 放 大 器 , 通 过 与 E C U 输 入传 感 器 的 1 - 5 脚 比 较 电 压 比 较 后 , 运算 放 大 器 控 制 泵 电 流 I p , E C U 可 以通 过 消 耗 的 泵 电 流 I p 计 算 出 排 气 管中 实 际 的 氧 浓 度 , 进 而 控 制 喷 油 量 2 ) 控 制 原 理① 混 合 气 过 稀 时 : 氧 气 泵 在 原来 的 转 速 ( 相 同 泵 电 流 I p ) 的 泵 氧 量与 通 过 扩 散 通 道 进 入 测 量 室 的 氧 量叠 加 后 , 使 得 测 量 室 中 氧 的 含 量 较多 , O2信 号 电 压 值 下 降 , 富 氧 的 稀 混合 气 产 生 低 于 参 考 电 压 U r e f 的 电 压值 , 传 感 器 控 制 器 就 会 产 生 泵 电 流 ,自 动 减 小 单 元 泵 的 工 作 电 流 I p( 使 泵入 测 试 室 的 氧 量 减 少 ) , 使 O2信 号 尽快 恢 复 到 0 . 4 5 V 的 电 压 值 。

E C U 接 收到 单 元 泵 的 工 作 电 流 I p( 控 制 单 元 将其 折 算 成 电 压 值 信 号 ) , 根 据 减 少 的泵 电 流 I p , E C U 加 大 喷 油 量 ② 混 合 气 过 浓 时 : 氧 气 泵 在 原 来的 转 速 ( 相 同 泵 电 流 I p ) 的 泵 氧 量 与通 过 扩 散 通 道 进 入 测 量 室 的 氧 量 叠加 后 , 使 得 测 量 室 中 氧 的 含 量 较 少 ,O2信 号 电 压 值 上 升 , 稀 氧 的 浓 混 合气 产 生 高 于 参 考 电 压 U r e f 的 电 压值 , 传 感 器 控 制 器 就 会 产 生 泵 电 流 ,自 动 增 加 单 元 泵 的 工 作 电 流 I p ( 使泵 入 测 试 室 的 氧 量 增 加 ) , 使 O2信号 尽 快 恢 复 到 0 . 4 5 V 的 电 压 值 E C U 接 收 到 单 元 泵 的 工 作 电 流 I p( 控 制 单 元 将 其 折 算 成 电 压 值 信号 ) , 根 据 增 加 的 泵 电 流 I p , E C U 减少 喷 油 量 。

宽 频 氧 传 感 器 的 工 作 过 程 可 以模 拟 成 图 2 , 电 路 图 如 3 所 示 ( 新 甲壳 虫 轿 车 氧 传 感 器 电 路 ) 3 . 检 修 方 法宽 频 氧 传 感 器 性 能 的 检 查 分 为三 种 情 况 , 一 是 检 测 氧 传 感 器 电 阻 ;二 是 测 量 氧 传 感 器 电 压 输 出 信 号 ; 三是 观 察 氧 传 感 器 外 观 的 颜 色 1 ) 检 查 氧 传 感 器 电 阻当 发 动 机 温 度 达 到 正 常 后 , 拔 下氧 传 感 器 的 导 线 连 接 器 , 用 电 阻 表 检测 传 感 器 端 子 之 间 的 电 阻 值 , 电 阻 值应 符 合 具 体 车 型 标 准 值 的 要 求 前 氧传 感 器 3 - 4 针 脚 的 电 阻 为 2 . 5 ～ 1 0 Ω ,宽 频 氧 传 感 器 的 工 作 原 理 及 检 修□ 浙 江 / 吴 君A U T O M O B I L E M A I N T E N A N C E汽 车 诊 所1 8汽 车 维 修 2 0 0 8 .8图 2 宽 频 氧 传 感 器 的 工 作 过 程图 1 宽 频 氧 传 感 器 结 构尾 气单 元 泵扩 散通 道涂 层 的 极 板测 量 室单 元 泵 电 流02S 信 号O2空 气排 气 管 废 气 入 口泵 工 作 区 域测 量 对 比 区 域外 界 新 鲜 空 气6 针 插 头B o m b i n外 接 电 阻3 0 0 m V5 0 ～ 3 5 0 m V4 5 0 D e s e a d o5 0 0R e a l1 P5 0T s6215后 氧 传 感 器 1 - 2 针 脚 的 电 阻 为 6 . 4 ～4 7 . 5 Ω , 否 则 应 更 换 氧 传 感 器 。

注 : 后 氧 传 感 器 只 负 责 校 验 , 当前 氧 传 感 器 出 现 故 障 时 , 发 动 机 进 入开 环 紧 急 运 行 状 态 2 ) 检 查 氧 传 感 器 输 出 电 压以 宝 来 轿 车 为 例 , 起 动 发 动 机 ,使 发 动 机 达 到 正 常 工 作 温 度 , 并 维持 发 动 机 怠 速 运 转 不 能 用 万 用 表直 接 测 量 氧 传 感 器 信 号 端 子 的 输 出电 压 , 而 应 通 过 专 用 解 码 器 读 取 数据 流 发 动 机 控 制 单 元 将 宽 频 氧 传感 器 的 电 流 信 号 转 化 为 电 压 值 显 示出 来 , 其 规 定 电 压 值 为 1 . 0 ～ 2 . 0 V 电压 值 大 于 1 . 5 V 时 表 示 混 合 气 过 稀 ;电 压 值 小 于 1 . 5 V 时 , 表 示 混 合 气 过浓 当 电 压 值 为 0 V 、 1 . 5 V 、 4 . 9 V 的 恒定 值 时 , 表 明 氧 传 感 器 本 身 或 其 线路 有 故 障 也 可 用 示 波 器 观 察 其 电压 峰 值 , 当 拔 掉 某 个 气 缸 的 高 压 分火 线 ( 断 火 ) 后 , 排 气 中 的 含 氧 量 将下 降 , 如 果 其 指 示 的 峰 值 电 压 有 所升 高 , 说 明 氧 传 感 器 性 能 良 好 ( 其 变化 范 围 在 0 . 4 5 V 左 右 ) 。

3 ) 外 观 颜 色 检 查通 过 观 察 氧 传 感 器 顶 部 的 颜 色 ,可 以 判 断 故 障 的 原 因 氧 传 感 器 顶 部的 正 常 颜 色 为 淡 灰色 , 如 果 发 现 氧 传 感器 顶 部 颜 色 发 生 变化 , 则 预 示 着 氧 传 感器 存 在 故 障 或 故 障隐 患 氧 传 感 器 顶 部呈 黑 色 , 是 由 于 积 碳污 染 造 成 的 , 可 拆 下氧 传 感 器 后 清 除 其上 的 积 碳 氧 传 感 器顶 部 呈 红 棕 色 , 说 明氧 传 感 器 受 铅 污 染 ,此 时 甚 至 不 起 净 化作 用 如 果 氧 传 感 器顶 部 呈 白 色 , 说 明 是硅 污 染 造 成 的 , 原 因是 发 动 机 在 维 修 时使 用 了 不 符 合 要 求的 硅 密 封 胶 , 此 时 必须 更 换 氧 传 感 器 作 者 单 位 : 浙 江 经济 职 业 技 术 学 院 )图 3 氧 传 感 器 电 路A U T O M O B I L E M A I N T E N A N C E汽 车 诊 所1 9汽 车 维 修 2 0 0 8 .8。