汽车检测与维修技术8毕业论文

1、四川汽车职业技术学院毕业设计（论文） 论文题目： 氧传感器故障检测 系 别： 汽车工程系 专业班级： 12级汽车检测与维修技术2班 学生姓名： 杨伟 指导老师： 王成健 二一五年四月二日目 录引 言.21 氧传感器的作用以及原理.21.1氧传感器的原理.2 1.2 氧传感器的作用.22氧传感器的分类与组成.32.1氧传感器的分类.32.2 氧传感器的组成.33 汽车对环境的影响.43.1汽车排放对环境的影响.44 汽车上的净化系统.54.1三元催化器.55 氧传感器对汽车的影响.65.1氧传感器对汽车排放的影响.66 氧传感器的检测.76.1氧传感器的检测方法.77 氧传感器故障表现与维修.8

2、7.1氧传感器故障表现与维修方法.8 参考文献.9致 谢.10 i 氧传感器故障对环境的影响氧传感器故障对汽车排放的影响【摘 要】国内经济不断提高致使国内汽车不断增加，从而汽车排放对环境影响也被重点关注。而氧传感器在汽车排放中占据了重要位置。氧传感器一般安装在两个位置，一个是进去管一个是排气管。在进气管的氧传感器出现故障使ECU接受不到正确的信号，而导致油耗增加。在排气管的氧传感器出现故障会导致排放污染增加。所以本文将要对在排气管上的氧传感器故障而导致的汽车排放问题从而引起的环境问题，提出一些解决方法。【关键词】氧传感器 故障 汽车 排放 环境8引 言 近年来国内各大城市PM2.5不断增加而导

3、致国人对环境的保护意识增加。然而国内经济不断提高致使国内汽车不断增加，从而汽车排放对环境影响也被重点关注。而氧传感器在汽车排放中占据了重要位置。所以氧传感器故障对我们的环境也有一定的关系。1. 氧传感器的作用以及原理1.1 氧传感器的原理简单来说就是将空气中的氧含量传递给ECU，ECU来控制空燃比（14.7:1）。1.2 氧传感器的作用电喷车为获得高排气净化率，降低排气中（CO）一氧化碳、（HC）碳氢化合物和（NOx）氮氧化合物成份，必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性，在理论空

4、燃比（14.7：1）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态（小电动势：O伏）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1伏）通知（ECU）电脑。CU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。传感器的作用是测定发动机燃

5、烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。2. 氧传感器的分类与组成2.1氧传感器分类氧传感器根据材料划分，分为：氧化钛式（氧化钛式氧传感器 是利用二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器 ）和氧化锆（氧化锆式氧传感器 的基本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管）式两种。按照氧传感器 后面线的数量划分，可

6、以分为：2线、3线、4线、5线、6线等。按照氧传感器 信号特性可以划分，可以分为：窄域（跃变式）、宽域（宽频带式）2.2氧传感器的组成氧传感器利用了Nernst原理。其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧(废气侧)，使该电极带负电, 即产生电势差。当空燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；当空燃比等于14.7

7、时，此时陶瓷管内外两侧产生的电动势为0.4V0.5V， 该电动势为基准电动势；当空燃比较高时（稀混合气），废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近为零。加热型氧传感器：- 加热型氧传感器抗铅能力强；- 对排气温度依赖少，能在负荷低、废气温度较低的情况下照常发挥作用；- 起动后迅速进入闭环控制加热型管式氧传感器核心元件： 3汽车对环境的影响3.1汽车排放对环境的影响世界范围看，空气污染的另一重大因素是汽车尾气。 汽车尾气中含有一氧化碳、氧 化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更 大。 铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。农村居民，

8、一般从空气中吸入体内的铅量每 天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后，主 要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓度最高。几周后，铅由以上组织转移到骨 骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约9095的铅积存于骨骼中，只有少量铅存 在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸 碱类药物而破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引起铅中毒的症状。铅中毒的症状 表现很广泛，如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖 气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等；重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄 疸

9、、肝脏肿肝功能异常等症状。 1943年，在美国加利福尼亚州的洛杉矶市，250万辆汽 车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学 反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学 烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼 吸衰竭而死亡，后者使全市四分之三的人患病。这就是在历史上被称为“世界八大公害”和 “20世纪十大环境公害”之一的洛杉矶光化学烟雾事件。也正是这些事件使人们深刻认识到 了汽车尾气的危害性。之前，我国环保部发布了2012年中国机动车污染防治年报，公布2011年

10、全国机动车污染排放状况。年报显示，我国已连续三年成为世界机动车产销第一大国，机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。机动车排放的污染物主要包含四项：氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳。2011年，全国机动车四项污染物排放4607.9万吨，比2010年增加3.5%，而汽车的排放量占到了机动车排放总量的84.7%。其中，汽车对CO、HC的贡献比例分别达到了80.6%、76.9%，而对NOx、PM的贡献比例则高达90.4%和94.9%。4.汽车上的净化系统4.1 三元催化器三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可

11、将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。而氧传感器安装在三元催化器的两端监控着汽车排放的尾气中氧的含量，从而把数据传送给ECU来决定汽车发动机的燃烧中氧含量的燃烧量，留下来的氧气将在三元催化器中与有害其他发生氧化还原反应来净化掉有害气体。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；碳氢化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NO

12、x还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。前提是还有氧气可用，空燃比要合理。5.氧传感器对汽车的影响5.1氧传感器对汽车排放的影响氧传感器：检测排气中的氧浓度，提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值（理论值）附近的的基准信号； 进气温度传感器：检测进气温度，提供给ECU作为计算空气密度的依据。如果氧传感器出现错误ECU无法接受到正确的数据使发动机无法达到正常的空燃比（14.7:1）。空气无法完全燃烧，在高温的作用下空气中氧气将与其他其他发生化学作用从而产生出一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)、铅(Pb)等.而这些气体往往是有害气体，对人体有巨大伤

13、害的。柴油机微粒的组成成分质量分布干碳烟（DS,Dry Soot）4050可溶性有机物（SOF,Soluble Organic Fraction）3545硫酸盐510研究显示，空气中粒径10微米（0.01毫米）以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡；粒径2.5微米（0.0025毫米，相当于头发粗细的1/10）以下的细颗粒物，被人吸入后会进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发哮喘、支气管炎和心血管病等。2011年，全国机动车排放的PM达62.1万吨，而汽车贡献了94.9%，排放量达59万吨。其

14、中，按排放标准划分，保有量占9.5%的国I前标准汽车贡献了其中的48.9%。而按燃料类型来分，保有量占17.0%的柴油车则贡献了99%以上。从上述各种惊人的数据中我们可以对汽车排放对环境的影响有了更直观的了解，所以更加深了我们对氧传感器的了解所迫在眉睫的事实。 6.氧传感器的检测6.1氧传感器的检测方法装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机，如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障，那么极有可能是氧传感器及相关线路出了问题。大多数发动机的电控系统都有自检功能，当氧传感器或相关部位发生故障时，电脑会自动记下故障内容，维修人员只需用专门的解码器读出故障

15、代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢？这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的，检修时只需拔下氧传感器接头，如果发动机的故障消失，则说明氧传感器已经损坏，必须更换，如果发动机故障依旧，那么还要从其他地方找原因。利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端，正常情况下，电压应在01V之间变化，中值在500mV左右，如果输出电压长时间保持某一数值而无变化，则表明氧传感器已经损坏。实际上，氧传感器是一个相当耐用的部件，只要燃油质量过关，它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量

16、超标造成的。这一点，驾驶装有三元催化装置汽车的司机务必要加以重视.7 氧传感器故障表现与维修7.1 氧传感器故障表现及其维修方法氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此，必须及时地排除故障或更换。故障表现维修方法氧传感器铅中毒（铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效）轻微中毒只需换汽油;较重只能换一个积碳(主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加)消除沉积物氧传感器陶瓷碎裂更换加热器电阻丝烧断（温度不正常）更换氧传感器内部线路断脱更换氧传感器的清

17、洗：拆下氧传感器，用5-10%的三氯化铁溶液加过量的盐酸，这个比例要视传感器头子表面的情况而定。将氧传感器放到溶液里浸泡，10-15分钟后取出，用水冲净，不仅周围的四个孔要通畅，从底部观察，洗净后里面的载体呈白色。如果清洗得不理想，继续此项的工作，直到能看到白色的载体为止。用水冲净后，装上传感器，重复上述的第四步测量工作。一般说来，只要不是副厂的传感器，只要内部的瓷体没有炸裂，加热电阻没有开路，经过上述清洗过的氧传感器都可以恢复正常工作。参考文献1. 胡子.汽车氧传感器的常见故障及检查J.汽车电子网，2013（5）2. 赵艳琴;王岭;朱靖;王建民.汽车用传感器的发展和研究J.传感器世界;2006（5）3. 王连红.氧传感器的发展与应用J.山东陶瓷;2004年（2）4. 文华;朱玉琛;张玉广;汤雪志.氧传感器的发展和应用J.舰船防化.2008年（3）5. 李春明.汽车发动机燃油喷射技术M.北京理工大学出版社，2008.6. 王银.汽车传感器使用与检修.金盾出版社20027. 惠黎生;翁荣伟.常见汽车传感器