6线宽域氧传感器讲义(课堂PPT)

1、宽 域 型 氧 传 感 器Wide-band Oxygen Sensor石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏学习目的:学习宽域氧传感器的使用车型、安装位置、结构、工作原理、故障诊断及检测石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏适用车型 大众奥迪系列，欧3以上排放均使用此传感器 别克荣誉，新君威，君越，雪佛兰科鲁兹 福特车系，新福克斯等 所有FSI缸内直喷发动机都使用宽域氧传感器石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏安装位置石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏安装位置石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏传统氧氧化锆式氧传感器石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏传统氧氧化锆式氧传感器 氧传感器的核心元件是氧化锆管，它是一种固体

2、电解质，其内外表面都覆盖有多孔铂电极和氧化铝保护层，内表面与大气相通，外表面与尾气接触。 尾气在与锆管的外表面接触时，尾气中的残留氧气透过铂电极和氧化铝保护层同氧化锆接触，在一定高温下锆管内外由于氧浓差而产生电势差。当在浓燃烧时，尾气中的氧浓度降低，氧传感器输出电压升至参考电压以上。当在稀燃烧时，尾气中的氧浓度升高，氧传感器输出电压降至参考电压以下。 在电喷系统中，ECU参考氧传感器的输出信号调整燃料喷射等参数从而改变发动机空燃比，并结合三元催化装置，可以最大限度降低尾气有害气体排放量，提高燃烧效率、节约能源，优化发动机性能。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 原理：由于废气与大气中的氧离子含量

3、不一至，即存在着浓度差，因此氧离子由大气向废气中扩散，形成了一个微电池产生.1V-0.9V的电压传统氧传感器石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域氧传感器理论基础 宽域型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。利用了氧化锆的两个特性： 第一个特性是当氧化锆两侧的含氧量不同时，在氧化锆两侧的电极上产生电动势，普通氧传感器正是利用氧化锆的这一特性。 第二个特性与第一个特性相反，即当在氧化锆两侧的电极上加上电压时，可以使氧离子移动。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域氧传感器分类根据传感器制造材料不同以ZRO2基体的目化电解质型利用氧化物半导体电阻变化石家庄北方汽修学校 主讲

4、单春鹏宽域氧传感器分类根据传感器的结构不同电池型泵电池型临界电流型石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域氧传感器构造实物结构图石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域氧传感器构造原理结构图原理结构图石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽 域型 氧传 感器 的两 个重 要部 分石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域型氧传感器的两个重要部分 一部分称为感应室，它的一面与大气接触而另一面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，和普通氧化锆氧传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势Us，一般的氧化锆传感器将此电压作为控制单元的输入信号来控制空燃比。而宽域型氧传感器与此不同的是：发动机控制单元要使感应室两侧的

5、氧含量保持一致，让电压值维持在0.45V，这个电压只是电脑的参考标准值，它就需要传感器的另一部分来完成。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域型氧传感器的两个重要部分 另一部分是传感器的关键部件泵氧元，泵氧元一边是排气，另一边是与测试腔相连。泵氧元就是利用氧化锆传感器的反作用原理，将电压施加于氧化锆组件（泵氧元）上，这样会造成氧离子的移动，把排气中的氧泵入测试腔当中，使感应室两侧的电压值维持在0.45V.这个施加在泵氧元上变化的电压，才是我们要的氧含量信号。如果混合气太浓，那么排气中含氧量下降，此时从扩散孔益出的氧较多，感应室的电压升高。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏宽域型氧传感器的两个重要部

6、分 为达到平衡，发动机控制单元增加控制电流使泵氧元增加泵氧效率，使测试腔的氧含量增加，这样可以调节感应室的电压恢复到0.45v；相反，混合气太稀，则排气中的含氧量增加，这时氧要从扩散孔进入测试腔，感应室电压降低，此时泵氧元向外排出氧来平衡测试腔中的含氧量，使感应室的电压维持在0.45v.总而言之，加在泵氧元上的电压可以保证当测试腔内的氧多时，排出腔内的氧，这时发动机控制单元的控制电流是正电流；当腔内的氧少时，进行供氧，此时发动机控制单元的控制电流是负电流。以上过程供给泵氧元的电流就反映了排气中的过量空气含量系数。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏调整举例（一）混合气过浓 1、泵入混合气过浓时，泵

7、氧元以原来的工作电 流工作，测试室的氧含量减少。 2、氧传感器感应室电压值超过450mv。 3、控制单元增大泵氧元的工作电流，使泵氧元旋转速度增加，增加泵氧速度。 4、泵氧元泵入测试室中的氧量增加，使感应室电压值恢复到450mv。 5、控制单元根据增加的电流（折算成电压值） 减少喷油量石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏调整举例混合气过浓石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏调整举例（二）混合气过稀 1、混合气过稀时，泵在原来的工作电流下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量增加。 2、氧传感器感应室电压值低于450mv。 3、控制单元减小泵氧元的工作电流，使泵氧速度减小。 4、泵氧元泵入测试室中的氧量减少，

8、使感应室电压值恢复到450mv。 5、同时控制单元根据减少的电流（折算成电压值）增加喷油量。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏调整举例混合气过稀石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏优点总结 1、监测灵敏度更高 宽域氧传感器一般都用在稀薄燃烧发动机中，在全空燃比范围内(=0.74.0)起作用。 2、控制精确度更高（比较） 传统氧传感器只能反映混合气的浓稀，而它能精确反馈空燃比，最大限度的发挥三元催化器的作用，降低有害气体的排放。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏小结 我们应会什么？ A，两种传感器的不同 1，氧化锆式为电压式（产生电压） 2，宽域氧传感器内有2个氧化锆传感器 B，宽域氧传感器的结构和原理

9、石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏正常特征：保护管无残留，颜色呈晦暗色机油污染特征：保护管表面覆上一层白色或灰黑色油状的沉积物。成因：燃油添加剂或机油进入发动机进行燃烧铅中毒特征：保护管表面有发亮的生锈层。成因：使用含铅汽油。 *含铅汽油会损害氧传感器和三元催化器。大多数的氧传感器经过含铅汽油的侵蚀后，使用里程数会急剧下降。经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。防冻剂污染成因：防冻剂从气缸盖处泄露至发动机，进行燃烧。辨别氧传感器中毒辨别氧传感器中毒故障诊断与维修硅中毒特征：保护管沉积物颜色介于亮白色和颗粒状的浅灰色之间。成因：硅化合物存在于一些密封材料、润滑剂及防冻剂中

10、的腐蚀抑制成分。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 01-08-30/1 显示:111 第一位1/0代表? 第二位1/0代表？ 第三位1/0代表？石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组30:Lambda 30:Lambda 调节调节Read measured value block 30 100 000 - -氧传感器加热器工作氧传感器加热器工作- -氧传感器运行状态就绪氧传感器运行状态就绪- -氧调节有效氧调节有效 达到上述相对应的条件，则显示值为达到上述相对应的条件，则显示值为1 1，否则为，否则为0 0。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组30:Lambda 30:Lambd

11、a 调节调节Read measured value block 30 110 000 - -氧传感器加热器工作氧传感器加热器工作- -氧传感器运行状态就绪氧传感器运行状态就绪- -氧调节有效氧调节有效 达到上述相对应的条件，则显示值为达到上述相对应的条件，则显示值为1 1，否则为，否则为0 0。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组30:Lambda 30:Lambda 调节调节Read measured value block 30 111 000 - -氧传感器加热器工作氧传感器加热器工作- -氧传感器运行状态就绪氧传感器运行状态就绪- -氧调节有效氧调节有效 达到上述相对应的条件，

12、则显示值为达到上述相对应的条件，则显示值为1 1，否则为，否则为0 0。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组30:Lambda 30:Lambda 调节调节Read measured value block 30 011 000 - -氧传感器加热器工作氧传感器加热器工作- -氧传感器运行状态就绪氧传感器运行状态就绪- -氧调节有效氧调节有效 达到上述相对应的条件，则显示值为达到上述相对应的条件，则显示值为1 1，否则为，否则为0 0。0石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组32:Lambda 32:Lambda 调节调节- -自适应自适应( (学习学习) )值值Read mea

13、sured value block 32 9.8% 0.0% 怠速怠速 注：刚洗完积炭注：刚洗完积炭显示区显示区1 1：怠速工况下的氧调节自适应值：怠速工况下的氧调节自适应值(-1010%)(-1010%)显示区显示区2 2：部分负荷工况下的氧调节自适应值：部分负荷工况下的氧调节自适应值(-1010%)(-1010%)石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组32:Lambda 32:Lambda 调节调节- -自适应自适应( (学习学习) )值值Read measured value block 32 0.0% 3.0% 显示区显示区1 1：怠速工况下的氧调节自适应值：怠速工况下的氧调节自

14、适应值(-1010%)(-1010%)显示区显示区2 2：部分负荷工况下的氧调节自适应值：部分负荷工况下的氧调节自适应值(-1010%)(-1010%)负荷负荷0石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组32-32-自适应值低（自适应值低（负值负值）, ,则可能是因为则可能是因为: :（混合混合气浓气浓）- -喷油嘴关闭不严而泄漏-燃油压力过高-活性碳罐电磁阀常开-空气流量计有故障-氧传感器过脏或其加热器损坏显示组显示组32-32-自适应值高：自适应值高：, ,则可能是因为则可能是因为: :（混合气稀）混合气稀）- -空气流量计故障或其与节流阀体间管路密封不好-排气岐管密封性不好-喷油嘴打不

15、开-燃油压力过低-氧传感器过脏或其加热器损坏石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组33:Lambda 33:Lambda 调节值调节值Read measured value block 33 2.5% 0.3V 混合气稀混合气稀 显示区显示区1 1：催化器前的氧调节：催化器前的氧调节(-1010%)(-1010%)-该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭显示区显示区2 2：催化器前的氧传感器电压：催化器前的氧传感器电压(0.0001.000V)(0.0001.000V)-该值恒为1.0V,对正极短路;该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为0.00V,对地短路石家庄北方汽修学校 主讲

16、 单春鹏显示组显示组33:Lambda 33:Lambda 调节值调节值Read measured value block 33 -3.0% 0.8V 混合气浓混合气浓 显示区显示区1 1：催化器前的氧调节：催化器前的氧调节(-1010%)(-1010%)-该显示值必须波动变化,否则说明氧调节被关闭显示区显示区2 2：催化器前的氧传感器电压：催化器前的氧传感器电压(0.0001.000V)(0.0001.000V)-该值恒为1.0V,对正极短路;该值恒为0.4-0.5V,开路;该值恒为0.00V,对地短路0石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏误区： 1，氧传感器电压固定为某一值时（0.8V）就说是

17、氧传感器死了a氧传感器真的死了氧传感器真的死了b废气成分的真实反应（太浓）废气成分的真实反应（太浓）原因石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏-喷油嘴关闭不严而泄漏-燃油压力过高-活性碳罐电磁阀常开-空气流量计有故障-氧传感器过脏或其加热器损坏浓1石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏误区 2.只看故障码，不认真分析数据流 什么码换什么件 0石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 不愿用数据流的原因不愿用数据流的原因（1） 部分故障诊断仪界面是外文，看不懂；（2） 界面虽是中文，但读到的值是否正确却不知道。因为缺乏资料或嫌看资料麻烦。（3） 原厂规定的正常值范围较大，往往数据流符合正常范围，但车辆仍有故障，所以

18、认为读数据流没多大用。这是缺少综合分析及积累正常数据流的缘故。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 A。捷达（5V）发动机。故障现象：怠速不稳、加速无力，冒黑烟。故障诊断与排除：（1） 读故障码：00561混合气自适应超限和00522水温传感器断路。记下故障码后清码，重新读码，只有“00522”水温传感器。经查水温传感器为0欧。更换后,发现故障照旧，至此，故障码作用已尽。实例实例石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 不读数据流诊断方法（假定式）：A、怠速不稳，请洗节气门体后重做基本设定；加速无力，冒黑烟，查油压，正常。折检喷油嘴，未见异常。再次发动发现仍加速无力，但怠速已变平稳。 石家庄北方汽修学校

19、主讲 单春鹏B、由于还加速冒黑烟，就更换氧传感器，但无效。检查火花塞与高压线，高压线正常，火花塞间隙较大且发黑。更换火花塞，试车故障现象减弱，但加速时仍冒黑烟。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏 C、至此，有人说是ECU损坏；有人怀疑是点火线圈损坏；也有人说是气门正时不当或是空气流量计损坏。本着从简到繁、从不换件到换件的程序。检查配气正时，良好。更换点火线圈，无效。更换空气流量计后，故障消除。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏读数据流诊断方法对于排气管冒黑烟且怠速不稳的发动机，可读02，03组和033组的数据流。石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组02:02:基本功能基本功能- -空气流量

20、计空气流量计Read measured value block 2 850 rpm 23 % 3.2 ms 4.7 g/s 1 2 3 4 1 2 3 4显示区显示区1 1：发动机怠速转速（：发动机怠速转速（840 rpm840 rpm左右左右) )显示区显示区2 2：发动机负荷（：发动机负荷（1535 %1535 % ）显示区显示区3 3：喷油时间（：喷油时间（2.05.5 ms2.05.5 ms) )显示区显示区4 4：进气量：进气量( (2.05.0 g/s2.05.0 g/s) )-当节流阀体有故障导致发动机进入应急运转时,进气量值最大为4.55.0 g/s -若空气流量计有故障,EC

21、U根据节气门电位计信号给出替代值2石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组03:03:基本功能基本功能- -空气流量计空气流量计Read measured value block 3 870rpm 3.5 ms 6 5.5 5.5 BTDCBTDC 1 2 3 4 1 2 3 4显示区显示区1 1：发动机怠速转速（：发动机怠速转速（740820rpm)740820rpm)显示区显示区2 2：喷油时间（：喷油时间（2.05.5 ms)2.05.5 ms)显示区显示区3 3：节气门开度：节气门开度(05 (05 ) ) - -加速踏板踩到最低时该值最大为8090 显示区显示区4 4：点火提前角：点火提前角( (上止点前上止点前012 012 ) 石家庄北方汽修学校 主讲 单春鹏显示组显示组33:Lambda 33:Lambda 调节值调节值Read mea