任务5.2氧传感器故障检修

1、主讲：邓家林适应专业适应专业: : 汽车运用技术、汽车电子技术、汽车服务技术与营销汽车运用技术、汽车电子技术、汽车服务技术与营销 任务5.1 氧传感器检修发动机怠速不稳故障的检修汽车工程学院实训教研室汽车工程学院实训教研室教学目标专业能力专业能力方法能力方法能力社会能力社会能力1.1.能正确的着装，保证实训安全；能正确的着装，保证实训安全；2.2.能按操作规程进行设备的规范操作；能按操作规程进行设备的规范操作；3.3.能实施能实施5S5S管理；管理；4.4.能正确使用实训场地的工具、量具及设备。能正确使用实训场地的工具、量具及设备。1.1.了解职业员的职业标准；了解职业员的职业标准；2.2.熟

2、悉基本的维修操作流程；熟悉基本的维修操作流程；3.3.熟悉熟悉6S6S管理内容管理内容4 4、熟悉实训设备的操作规程、熟悉实训设备的操作规程。1.1.培养与客户的语言交流与沟通能力，有较强的口头与书培养与客户的语言交流与沟通能力，有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力面表达能力、人际沟通能力2.2.明确学习方法，能自主学习新知识、新技术；明确学习方法，能自主学习新知识、新技术；3.3.严格遵守安全规范、严格遵守安全规范、5S5S管理，环保性。管理，环保性。教教学学目目标标 案例案例： 4S店接到一台丰田卡罗拉轿车，装用丰田1ZR-FE电喷发动机。车主反映发动机怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标

3、，故障灯亮起。 请帮车主将车修复。 本次课主要介绍的内容有： 汽车氧传感器的认识 任务一：汽车氧传感器的认识 任务二：汽车氧传感器的检测 任务二：发动机怠速不稳的检修按结构分：氧化锆式、氧化钛式按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型汽车氧传感器的认识 一、类 型 采用氧传感器的最终目的是为了提高发动机的排放性能。 检测排气中氧含量，判断混合气成分，调整空燃比在理论值14.7左右，实现燃油闭坏控制，从而使三元催化效果最佳，达到最佳的排放性能空燃比空燃比氧氧喷油喷油14.7（空然比闭环控制）单床双床氧化锆氧传感器 加热器：预热加热器：预热 锆管：二氧化锆（锆管：二氧化锆（rOrO2 2）制成的

4、锆管，内侧通大）制成的锆管，内侧通大气，为正极，外测通废气，为负极。检测空然比。气，为正极，外测通废气，为负极。检测空然比。?氧化钛氧传感器氧化钛氧传感器 结构如右图，主结构如右图，主要由二氧化钛元件、导要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端线、金属外壳和接线端子等组成。子等组成。 当废气中的氧浓当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，利用钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电进行处理，即转换成电压信号输送给压信号输送给ECUECU，用，用来

5、确定实际的空燃比。来确定实际的空燃比。 1二氧化钛元件2金属外壳3陶瓷绝缘体 4接线端子5陶瓷元件6导线7金属保护套 （1）氧浓度信号电压？锆管两侧的电压随两侧的氧浓度差的增大而增大，微电池。ECM给锆管两电极间提供一微小的基准电压，约为0.45V。 大于0.45V ， ECU控制减油；小于0.45V ， ECM控制增油。维持空燃比14.7。（2）ECU如何根据信号电压识别空燃比，控制喷油？ 结论：信号电压一般在01V之间以0.45V为中心上下波动，混合气浓，高；混合气稀，低。低频直流、脉冲电压信号。氧传感器失效氧传感器失效 （桑塔纳AJR）水温大于80，起动（1）万用表检测1）检测加热线圈

6、线圈电阻：室温 15 供电电压：起动 ，12V 搭铁电阻：0V 2 2）检测信号电路）检测信号电路 动态值：动态值：发动机运发动机运转转2500r/min2500r/min，电，电压在压在0.11V; 0.11V; 以以0.45V0.45V为中心上下为中心上下波动次数波动次数10s10s内不内不少于少于8 8次；发动机次；发动机加速，加速，0.7V0.7V1.0V;1.0V;发动机减速，发动机减速，0.1V0.1V0.3V0.3V。 静态值：发动机不静态值：发动机不运转，运转，0.450.5V0.450.5VV最高信号电压最高信号电压850mV850mV最低信号电压最低信号电压75175mV7

7、5175mV从浓到稀的最大从浓到稀的最大允许响应时间允许响应时间100ms100ms（2 2）示波器）示波器检测检测只要有只要有1 1个个不符合规不符合规定，必须定，必须进行故障进行故障检查。检查。结论：结论：检测信号检测信号电压最大、电压最大、最小值、最小值、变化次数变化次数禁用含铅汽油，防止催化剂失效；三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。 在检修氧传感器时，应注意以下事项：在检修氧传感器时，应注意以下

8、事项： (1)氧传感器一般使用氧化锆(ZrO2，一种陶瓷材料)作敏感元件。因为陶瓷硬而脆，甚至强烈的吹洗都会使它碎裂，所以，在拆装时，不要用扳手或撬扛敲打，以免损坏。 (2)不要在氧传感器内部喷涂防锈层或使用溶剂，以防阻碍或堵塞外部空气进入传感器内部而改变其性能，甚至完全失效。其他油液如动力转向机油和制动液也会起同样的作用。 检修注意事项检修注意事项 (3)在维修发动机时，应按规定使用密封垫或密封胶。在有润滑油流动的部位，不要使用含有醋酸的硅密封胶或硅橡胶密封垫。除有厂商规定者外，不要在氧传感器的螺纹处使用防粘剂或溶剂。 （1）氧传感器中毒氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经

9、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。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。 1.8 1.8 氧传感器的常见故障：氧传感器的常见故障： 另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。 （2）积

10、碳由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。 （3）氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。 （4）加热器电阻丝烧断对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。 （5）氧传感器内部线路断脱。 氧传感器的检查方法 1.氧传感器加热器电阻的检查拔下氧

11、传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为4-40(参考具体车型说明书)。如不符合标准，应更换氧传感器 2.2.氧传感器反馈电压的测量氧传感器反馈电压的测量: : 数字万用表置于直流电压“DC”量程，在发动机运转期间，用万用表测试氧传感器的信号电压，读取最小最大值。好的氧传感器应该能被检测到小于0.3V、高于0.8V的信号电压。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.45V上下不断变化，1s内反馈电压的变化次数应不少于8次。.氧传感器外观颜色的检查从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破

12、损，则应更换氧传感器。通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障：淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色；白色顶尖：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器；黑色顶尖：由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。 (1)使用含铅汽油，引起氧传感器中毒，使其作用失效。造成氧传感器中毒的决定性因素是排气温度，如果在900的高温下侵入铅，就好像在传感器表面上涂了一层高温漆，它堵塞了氧传感器基准侧和排气侧之间氧离子的流动，从而使氧传感器失去检测排气中氧含量的能力。国外研究结果表明，装用电控汽油喷射闭环系统的汽车，在使用含铅汽

13、油行驶480km后，氧传感器的整个性能已基本丧失，而三元催化转换器中毒后，其催化效率也会大大降低，甚至不起净化作用。在我国氧传感器早期故障率很高的原因即在于此，使用无铅汽油后，其故障率将会大大降低。氧传感器早期损坏的主要原因有：2)发动机维修中使用了不合要求的硅密封胶或硅橡胶密封垫，引起硅中毒。任何含有醋酸(作硫化剂用)的硅胶都会损害氧传感器。硅胶也叫温室硫化胶，含醋酸的硅胶如用于发动机上有润滑油流动的部位，醋酸就会蒸发进入曲轴箱或气门区，然后经废气再循环系统被吸入进气管，在正常情况下，就会由排气管排出，损坏氧传感器。 现今车辆安有两个氧传感器，三元催化器前放一个，后放一个。前方的作用是检测发

14、动机不同工况的空燃比，同时电脑根据该信号调整喷油量和计算点火时间。后方的主要是检测三元催化器的工作好坏！即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常(好坏)的重要依据。后氧传感器车型：宁波美日MR6370A型轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。 故障：发动机怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标，故障灯亮起。检查：故障代码21，无氧传感器信号。起动待发动机温度上升为60以上时，用万用表检测氧传感器的输出信号，始终为0.7V。拔下一根发动机的真空管，使混合气变稀，再堵住空气滤清器，使混合气变浓，输出电压还是0.7V不变，说明氧传感器损坏。拆下氧传感器，顶尖呈棕色状（铅

15、中毒），更换后试车，故障灯熄灭，故障排除。分析：使用含铅汽油，汽油中的铅造成氧传感器失效。ECU不能实行空燃比闭环控制，造成怠速时混合气较浓。 案例：氧传感器铅中毒2 2、三元催化转换器（、三元催化转换器（TWCTWC） 1 1）TWCTWC功能功能 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。有害气体转变为无害气体。 三元：三元：COCO、HCHC，NOXNOX 三元催化剂：铂三元催化剂：铂( (或钯或钯) ) 和和 铑铑 三元催化转换作用：三元催化转换作用： COCO、HCHC、NOX H2ONOX H2O、CO2CO

16、2、N2N2 高催化效率条件：高催化效率条件： 理想混合气（空燃比理想混合气（空燃比14.714.7：1 1）2 2）TWCTWC的构造的构造如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。奔驰车系三元催化转化器的安装位置奔驰车系三元催化转化器的安装位置 三元催化转换器安装在排气消声器前面，由三元催化转换器安装在排气消声器前面，由三元催化三元催化转换芯子和外壳转换芯子和外壳等构成。等构成。三元催化转化器的结构三元催化转化器的结构1-1-载体（催化剂）载体（催化剂）2-2-衬垫衬垫3-3-氧传感器氧传感器4-4-外壳外壳 大多数三元催化转换芯子以蜂窝状

17、陶瓷作为承载催化大多数三元催化转换芯子以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载体上浸渍铂（或钯）和铑的混合剂的载体，在陶瓷载体上浸渍铂（或钯）和铑的混合物作为催化剂。物作为催化剂。催化转换装置（催化转换装置（TWCTWC） 1）三元催化转换器性能的检测方法 （1）简单人工检查 通过人工检查可以从一开始判断TWC是否有损坏。用橡皮槌轻轻敲打TWC，听有无“咔啦”声，并伴随有散碎物体落下。如果有此异响，则说明TWC内部催化物质剥落或蜂窝陶瓷载体破碎，那么必须更换整个转换器了。如果没有上述异响，应该检查TWC是否堵塞。TWC芯子堵塞是比较常见的故障，可以用下面方法进行。 检测排气背压法。从二次空气

18、喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接一个压力表。在发动机转速为2500r/min时观察压力表的读数，此时读数应该小于17.24kPa，如果排气背压大于或等于 20.70kPa，则表明排气系统堵塞。若观察TWC、消声器及排气管没有外伤，则可将TWC出口和消声器脱开后观察压力表读数是否有变化。若压力表显示排气背压仍然较高，则为TWC损坏：若压力表显示排气背压陡然下降，则说明堵塞发生在TWC出气口后面的部件。 （2）红外温度计测量法 这是一种比较简单的测量方法。TWC在实际使用过程中，其出口管道温度比进口管道温度至少高出38，在怠速时，其温度也相差10%。但是若出口与入口处的温度没有差别或出口温度低于入口温度，则说明TWC没有氧化反应，此时应该检查二次空气喷射泵是否有故障，若没有故障，就说明TWC已经损坏。 （3）利用双氧传感器信号电压波形分析 目前，许多发动机燃油反馈控制系统中，都安装两个氧传感器。分别装载TWC的反应前、后两端。这种结构在装有OBD-代系统的汽车上，可以有效地检测TWC的