汽车发动机故障诊断技术FADONGJIZHENDUANJISHU课件

第三章电控汽油发动机的检测与诊断

——汽车教研室第三章——汽车教研室氧传感器根据空燃比和排气流中的含氧量向控制单元输送一个模拟电压信号。浓的混合气使氧传感器产生高电压，稀的混合气使氧传感器产生低电压。氧传感器用螺纹拧在排气歧管或接近发动机的排气支管中。某些制造厂把这种传感器分别称为排气含氧(EGO)传感器，或加热型排气含氧(HEGO)传感器。氧传感器中心有一个氧敏元件，它被钢制外壳包围着。

第一节传感器的检测与诊断（三）

(六)氧传感器的检测

氧传感器根据空燃比和排气流中的含氧量向控制单元输送一氧传感器有单线、双线、三线和四线四种。单线式只有一根引线，把氧敏元件联接到控制单元上，这根引线就作为信号线。如果氧传感器有两根引线，第二根引线就是搭铁线，也与控制单元相联。许多氧传感器有三根引线，第三根线与传感器中的电热元件相联，点火开关接通时，加热元件上的电压就由点火开关提供。鉴于氧传感器只有在温度达到315℃时才能产生令人满意的信号，采用内部加热器能使传感器快速预热，而且能在长时间的怠速运行时保持较高的传感器温度。氧传感器的内部加热器使氧传感器维持较高的温度，有助于烧掉传感器上的沉积物。当氧传感器有内部加热器时，就可安装在远离发动机的排气流中，而这也使设计者在传感器的位置方面有更大的灵活性。某些氧传感器有四根引线：一根信号线，一根加热器线，还有两根搭铁线。在这类四引线的传感器中，加热元件和敏感元件都有各自的搭铁线。更换氧传感器时其引线数目必须与原传感器相同。许多氧传感器中的氧敏元件由二氧化锆制成，但也有用二氧化钛的。——氧传感器概述

氧传感器有单线、双线、三线和四线四种。单线式只有一根1、氧化锆式氧传感器的诊断

氧化锆式氧传感器的信号电压范围是0.1V～0.9V。信号电压小于0.45V，氧传感器反馈给ECU的是混合气稀信号，ECU接到此信号将增加喷油器的喷油脉宽来补偿混合气过稀的状况。信号电压大于0.45V，反馈信号表示浓混合气，ECU接到此信号将减少喷油器的喷油脉宽来改变混合气过浓的状况。所以氧传感器信号应在0.45V上下变动，变动率一般每10s四次以上。

(1)由电压信号诊断

在测试氧传感器之前，发动机必须处在正常的工作温度范围内。必须用数字式电压表测试氧传感器，如果使用其他类型的电压表，可能损坏传感器。测试时，将一数字式电压表连在氧传感器的信号线与接地端之间，如图2-29所示。当发动机怠速且温度正常时，典型的氧传感器电压从0.3V到0.8V周期地变化。1、氧化锆式氧传感器的诊断氧化锆式氧传感器的信号电图2-29氧传感器与控制单元之间的连线——氧传感器与控制单元之间的连线示意图图2-29氧传感器与控制单元之间的连线——氧传感器与控制——电压信号诊断分析若电压读数过高，可能是混合气过浓，或是传感器被污染。氧传感器可能被室温硅密封胶或防冻剂污染，也可能被含铅汽油中的铅污染。

若电压读数过低，可能是混合气过稀，或是传感器故障，或是传感器与控制单元之间导线电阻过大等原因。

如果电压信号保持为一个中间值，可能是控制单元回路不通或传感器损坏。

把氧传感器从发动机上拆下，将氧传感器的敏感元件放到丙烷焊枪的火焰上加热。丙烷火焰可以使敏感元件与氧气隔离，这样，将导致传感器产生电压。传感器的敏感元件处在火焰中时，输出电压应该接近1V，而把敏感元件从火焰中拿出时，输出电压应立刻降至0V。如果传感器输出电压没有按上述变化，应予更换。——电压信号诊断分析若电压读数过高，可能是混合气过浓(2)由氧传感器导线诊断如果怀疑氧传感信号线有故障，在发动机处于怠速时，在控制单元和传感器两处用探针刺破导线测量电压。传感器和控制单元两处电压差不应超出汽车制造厂家给的规定值。这两者间的标准平均压差为0.2V。

如果超过0.2V，修理接搭铁线或传感器在排气管处的接搭铁线。

(2)由氧传感器导线诊断如果怀疑氧传感信号线有故障(3)由氧传感器上的加热器诊断

如果氧传感器上的加热器不工作，传感器的预热时间就要延长，控制单元处在开环状态的时间也延长，控制单元将误传出一个浓混合气指令。拆下传感器接线器，在加热器供电导线和搭铁线之间接上数字式电压表。在点火开关接通时，这段导线间应为12V电压，如果电压不足12V，应检查电源线或熔断器。

拆下传感器，在加热器的接线端上连一只欧姆表(图2-30)，如果加热器没有正常的电阻值，应更换传感器。

(3)由氧传感器上的加热器诊断如果氧传感器上的加热——氧传感器上的加热器接线端示意图图2-30氧传感器上的加热器接线端——氧传感器上的加热器接线端示意图图2-30氧传感器上的加2、二氧化钛式氧传感器某些汽车现在装备二氧化钛型氧传感器。二氧化钛型传感器中包含一个可变电阻，可变电阻根据周围的空燃比变化而改变电阻值，以变换电压的方式工作，控制单元读取电阻两端的电压降。而二氧化锆型传感器则以产生电压的方式工作。控制单元把蓄电池的电压供给二氧化钛传感器，不过，这个电压值被电路中的一个电阻器降低了。随着空燃比周期性地浓稀变化，二氧化钛的阻值相应地变化。空燃比浓时，二氧化钛的阻值低，向控制单元提供一个较高的电压信号；空燃比稀时，二氧化钛的阻值高，输到控制单元的电压就低(图2-31)。

发动机冷起动之后，二氧化钛型氧传感器几乎能立即提供令人满意的信号，这就能在发动机暖车期间提供较好的空燃比控制。

2、二氧化钛式氧传感器某些汽车现在装备二氧化钛型氧图2-31二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号——二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号关系曲线图2-31二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号——二氧化钛(1)使用某些室温硫化密封剂会污染氧传感器，应使用汽车制造厂家推荐的室温硫化密封剂；

(2)如果含铅汽油用于装有氧传感器的发动机中，氧传感器上很快会出现铅沉积层，这样，传感器信号不会令人满意，很可能要更换传感器。所以应使用无铅汽油；

(3)冷却液漏进燃烧室会污染氧传感器；

(4)测试氧传感器必须使用数字电压表。一定不要用模拟电压表检查氧传感器的电压，因为这类仪表会吸收较大的电流，以至损坏传感器；

(5)在安装之前，传感器的螺纹表面应涂上防粘结剂，否则，下次要拆除传感器会很困难。

3、氧传感器使用与检测的注意事项

(1)使用某些室温硫化密封剂会污染氧传感器，应使用汽曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号(转速信号)，是电控系统点火和燃油喷射的主控制信号；凸轮轴位置传感器用于检测凸轮轴位置信号，是点火主控制信号。当发动机无法起动、怠速不稳或加速不良时，应检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。曲轴位置传感器安装位置一般在分电器内、曲轴皮带轮后或飞轮旁。凸轮轴位置传感器一般安装在分电器内或凸轮轴前端。目前使用的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器大都是磁感应式和霍尔效应式两种，光电式目前应用较少。

(七)曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号(转速信号)，是电1、磁感应式传感器的检测桑塔纳时代超人、SGM别克(7X)和丰田皇冠、凌志等车的曲轴位置传感器均采用磁感应传感器。图2-32所示为丰田汽车磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器线路图。图2-32丰田汽车磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器线路图1、磁感应式传感器的检测桑塔纳时代超人、SGM别克检测磁感应式传感器是否良好，应检查磁感应线圈阻值与交流信号电压。线圈阻值应符合厂家规定，如表2-8所示。

1、磁感应式传感器的检测（续）表2-8磁感应线圈阻值车型曲轴位置传感器(Ω)凸轮轴位置传感器(Ω)丰田皇冠3.0155～240(冷机)155～190(冷机)丰田凌志LS400835～1400(冷机)

1060～1645(热机)835～1400(冷机)

1060～1645(热机)SGM别克500～1500

桑塔纳时代超人480～1000

检测磁感应式传感器是否良好，应检查磁感应线圈阻值与交——磁感应式传感器的检测（续）磁感应线圈良好，但信号电压不一定良好，所以还应检测交流信号电压，交流信号电压随信号转子转速的增加而增大。用万用表检测磁感应传感器信号，万用表档位应置交流电压20V档，脱开磁感应传感器的连接器，用万用表两根表棒接触传感器的两个端子，起动时观察有无交流电压信号。丰田(四缸)分电器内的曲轴位置传感器(NE)信号在怠速时约0.77V，2000r／min时约1.3V，凸轮轴位置传感器(G)信号在怠速时约0.45V，2000r／min时约1V。当分电器从发动机上拆下，用手快速转动分电器轴，也能测试信号电压，NE信号约为0.08V，G信号约为0.04V。

——磁感应式传感器的检测（续）磁感应线圈良好，但信霍尔效应传感器信号是频率调制信号，其波形是方波，所以可用直流电压档检测平均电压，以判别霍尔传感器有无信号输出。

桑塔纳时代超人车的凸轮位置传感器，SGM别克车的曲轴位置传感器(24X)、凸轮轴位置传感器均采用霍尔效应传感器。克莱斯勒2.5L发动机上的曲轴位置传感器(CKP)与凸轮轴位置传感器(CMP)也是采用霍尔效应式传感器，其电路如图2-33所示，检测方法如下：2、霍尔效应式传感器的检测图2-33曲轴与凸轮轴位置传感器电路(克莱斯勒2.5L)霍尔效应传感器信号是频率调制信号，其波形是方波，所以脱开传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压，应为8V。若无电压，则应检查传感器至发动机控制电脑之间的线路，若线路正常，则应检查或更换发动机电脑。

插头电源端子与搭铁间有8V电压时，将插头插回，起起发动机，测量传感器输出端子信号电压，应为3～6V，如无信号电压，则为传感器故障。

——霍尔效应式传感器的检测方法图2-33曲轴与凸轮轴位置传感器电路(克莱斯勒2.5L)脱开传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭汽车发动机故障诊断技术FADONGJIZHENDUANJISHU课件第三章电控汽油发动机的检测与诊断

——汽车教研室第三章——汽车教研室氧传感器根据空燃比和排气流中的含氧量向控制单元输送一个模拟电压信号。浓的混合气使氧传感器产生高电压，稀的混合气使氧传感器产生低电压。氧传感器用螺纹拧在排气歧管或接近发动机的排气支管中。某些制造厂把这种传感器分别称为排气含氧(EGO)传感器，或加热型排气含氧(HEGO)传感器。氧传感器中心有一个氧敏元件，它被钢制外壳包围着。

第一节传感器的检测与诊断（三）

(六)氧传感器的检测

氧传感器根据空燃比和排气流中的含氧量向控制单元输送一氧传感器有单线、双线、三线和四线四种。单线式只有一根引线，把氧敏元件联接到控制单元上，这根引线就作为信号线。如果氧传感器有两根引线，第二根引线就是搭铁线，也与控制单元相联。许多氧传感器有三根引线，第三根线与传感器中的电热元件相联，点火开关接通时，加热元件上的电压就由点火开关提供。鉴于氧传感器只有在温度达到315℃时才能产生令人满意的信号，采用内部加热器能使传感器快速预热，而且能在长时间的怠速运行时保持较高的传感器温度。氧传感器的内部加热器使氧传感器维持较高的温度，有助于烧掉传感器上的沉积物。当氧传感器有内部加热器时，就可安装在远离发动机的排气流中，而这也使设计者在传感器的位置方面有更大的灵活性。某些氧传感器有四根引线：一根信号线，一根加热器线，还有两根搭铁线。在这类四引线的传感器中，加热元件和敏感元件都有各自的搭铁线。更换氧传感器时其引线数目必须与原传感器相同。许多氧传感器中的氧敏元件由二氧化锆制成，但也有用二氧化钛的。——氧传感器概述

氧传感器有单线、双线、三线和四线四种。单线式只有一根1、氧化锆式氧传感器的诊断

氧化锆式氧传感器的信号电压范围是0.1V～0.9V。信号电压小于0.45V，氧传感器反馈给ECU的是混合气稀信号，ECU接到此信号将增加喷油器的喷油脉宽来补偿混合气过稀的状况。信号电压大于0.45V，反馈信号表示浓混合气，ECU接到此信号将减少喷油器的喷油脉宽来改变混合气过浓的状况。所以氧传感器信号应在0.45V上下变动，变动率一般每10s四次以上。

(1)由电压信号诊断

在测试氧传感器之前，发动机必须处在正常的工作温度范围内。必须用数字式电压表测试氧传感器，如果使用其他类型的电压表，可能损坏传感器。测试时，将一数字式电压表连在氧传感器的信号线与接地端之间，如图2-29所示。当发动机怠速且温度正常时，典型的氧传感器电压从0.3V到0.8V周期地变化。1、氧化锆式氧传感器的诊断氧化锆式氧传感器的信号电图2-29氧传感器与控制单元之间的连线——氧传感器与控制单元之间的连线示意图图2-29氧传感器与控制单元之间的连线——氧传感器与控制——电压信号诊断分析若电压读数过高，可能是混合气过浓，或是传感器被污染。氧传感器可能被室温硅密封胶或防冻剂污染，也可能被含铅汽油中的铅污染。

若电压读数过低，可能是混合气过稀，或是传感器故障，或是传感器与控制单元之间导线电阻过大等原因。

如果电压信号保持为一个中间值，可能是控制单元回路不通或传感器损坏。

把氧传感器从发动机上拆下，将氧传感器的敏感元件放到丙烷焊枪的火焰上加热。丙烷火焰可以使敏感元件与氧气隔离，这样，将导致传感器产生电压。传感器的敏感元件处在火焰中时，输出电压应该接近1V，而把敏感元件从火焰中拿出时，输出电压应立刻降至0V。如果传感器输出电压没有按上述变化，应予更换。——电压信号诊断分析若电压读数过高，可能是混合气过浓(2)由氧传感器导线诊断如果怀疑氧传感信号线有故障，在发动机处于怠速时，在控制单元和传感器两处用探针刺破导线测量电压。传感器和控制单元两处电压差不应超出汽车制造厂家给的规定值。这两者间的标准平均压差为0.2V。

如果超过0.2V，修理接搭铁线或传感器在排气管处的接搭铁线。

(2)由氧传感器导线诊断如果怀疑氧传感信号线有故障(3)由氧传感器上的加热器诊断

如果氧传感器上的加热器不工作，传感器的预热时间就要延长，控制单元处在开环状态的时间也延长，控制单元将误传出一个浓混合气指令。拆下传感器接线器，在加热器供电导线和搭铁线之间接上数字式电压表。在点火开关接通时，这段导线间应为12V电压，如果电压不足12V，应检查电源线或熔断器。

拆下传感器，在加热器的接线端上连一只欧姆表(图2-30)，如果加热器没有正常的电阻值，应更换传感器。

(3)由氧传感器上的加热器诊断如果氧传感器上的加热——氧传感器上的加热器接线端示意图图2-30氧传感器上的加热器接线端——氧传感器上的加热器接线端示意图图2-30氧传感器上的加2、二氧化钛式氧传感器某些汽车现在装备二氧化钛型氧传感器。二氧化钛型传感器中包含一个可变电阻，可变电阻根据周围的空燃比变化而改变电阻值，以变换电压的方式工作，控制单元读取电阻两端的电压降。而二氧化锆型传感器则以产生电压的方式工作。控制单元把蓄电池的电压供给二氧化钛传感器，不过，这个电压值被电路中的一个电阻器降低了。随着空燃比周期性地浓稀变化，二氧化钛的阻值相应地变化。空燃比浓时，二氧化钛的阻值低，向控制单元提供一个较高的电压信号；空燃比稀时，二氧化钛的阻值高，输到控制单元的电压就低(图2-31)。

发动机冷起动之后，二氧化钛型氧传感器几乎能立即提供令人满意的信号，这就能在发动机暖车期间提供较好的空燃比控制。

2、二氧化钛式氧传感器某些汽车现在装备二氧化钛型氧图2-31二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号——二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号关系曲线图2-31二氧化钛型氧传感器的阻值与电压信号——二氧化钛(1)使用某些室温硫化密封剂会污染氧传感器，应使用汽车制造厂家推荐的室温硫化密封剂；

(2)如果含铅汽油用于装有氧传感器的发动机中，氧传感器上很快会出现铅沉积层，这样，传感器信号不会令人满意，很可能要更换传感器。所以应使用无铅汽油；

(3)冷却液漏进燃烧室会污染氧传感器；

(4)测试氧传感器必须使用数字电压表。一定不要用模拟电压表检查氧传感器的电压，因为这类仪表会吸收较大的电流，以至损坏传感器；

(5)在安装之前，传感器的螺纹表面应涂上防粘结剂，否则，下次要拆除传感器会很困难。

3、氧传感器使用与检测的注意事项

(1)使用某些室温硫化密封剂会污染氧传感器，应使用汽曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号(转速信号)，是电控系统点火和燃油喷射的主控制信号；凸轮轴位置传感器用于检测凸轮轴位置信号，是点火主控制信号。当发动机无法起动、怠速不稳或加速不良时，应检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。曲轴位置传感器安装位置一般在分电器内、曲轴皮带轮后或飞轮旁。凸轮轴位置传感器一般安装在分电器内或凸轮轴前端。目前使用的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器大都是磁感应式和霍尔效应式两种，光电式目前应用较少。

(七)曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号(转速信号)，是电1、磁感应式传感器的检测桑塔纳时代超人、SGM别克(7X)和丰田皇冠、凌志等车的曲轴位置传感器均采用磁感应传感器。图2-32所示为丰田汽车磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器线路图。图2-32丰田汽车磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器线路图1、磁感应式传感器的检测桑塔纳时代超人、SGM别克检测磁感应式传感器是否良好，应检查磁感应线圈阻值与交流信号电压。线圈阻值应符合厂家规定，如表2-8所示。

1、磁感应式传感器的检测（续）表2-8磁感应线圈阻值车型曲轴位置传感器(Ω)凸轮轴位置传感器(Ω)丰田皇冠3.0155～240(冷机)155～190(冷机)丰田凌志LS400835～1400(冷机)

1060～1645(热机)835～1400(冷机)

1060～1645(热机)SGM别克500～1500

桑塔纳时代超人480～1000

检测磁感应式传感器是否良好，应检查磁感应线圈阻值