燃油反馈控制系统故障诊断

燃油反馈控制系统故障诊断

氧传感器波形分析朱军汽车实验室点火示波器与汽车示波器点火示波器的功能

初次级单缸波形初次级阵列波形初次级并列波形初次级重叠波形点火示波器与汽车示波器汽车示波器

功能

点火示波器

数字示波器

数字万用表

专用示波器

点火示波器与汽车示波器点火示波器是传统发动机点火及燃油供给系统故障的“确诊器”。由于燃油反馈控制系统的出现及三元催化器的使用，点火示波器已不能完成对电控发动机的诊断。汽车示波器通过对氧传感器的测试成为现代发动机的“确诊器”。氧传感器与燃油反馈控制系统氧传感器波形能够反映出发动机的机械、燃油及电控系统的运行情况。发动机喷油器控制电脑氧传感器看门狗WTACHDOORDOG氧传感器与燃油反馈控制系统今天的氧传感器波形与过去的点火次级波形具有相同的地位。单缸点火次极波形双氧传感器波形氧传感器与三元催化转化器在三元催化器中CO和HC是氧化反应，NO是还原反应。COHCHC+O2NOXCO2H2ONOX–

O2CO2NO2CO+O2

燃油反馈控制工作原理利用氧传感器信号将空燃比

控制在14.7上下循环波动14.7氧传感器与三元催化转化器燃油反馈控制的循环波动不仅是空燃比自动控制的需要，同时也是三元催化器中两种化学反应(氧化与还原)的需要。

1.优化氧化过程需要足够的氧，三元催化器中就需要稍稀的混合气。

2.优化还原过程氧气量就必须少，三元催化器中就需要稍浓的混合气。氧反馈平衡测试检查O2输入及ECM输出信号更换氧传感器检查氧传感器测氧传感波形开始

检查反馈控制检测尾气排放结束检修电脑控制系统检修燃油及机械系统不良良好坏良好不良良好良好检查点火/燃油/真空检修尾气净化装置不良良好不良反映性响应性对称性净化性基本概念CATECM氧传感器喷油器上流动系统统:氧传感器之之前的系统统闭环:电脑、氧传传感器及喷油器组成成的系统下流动系统统:氧传感器之之后的系统统氧传感器失失效过程氧传感器寿寿命加热氧传感感器寿命为为5～8万万公里，无无加热氧传传感器寿命命为2～5万公里。。氧传感器失失效失效过程是是缓慢进行行的，先是是响应速度度变慢，而而后输出信信号幅度变变低，最后后输出信号号不变或完完全没有输输出信号。。氧传感器信信号电压氧传感器信信号电压的的变化是由由尾气中氧含量的变化所引引起的。如果尾气中中的氧含量量不发生变变化，那么么即使将发动机以2500RPM的转速运转转2～3min，氧传感器器信号电压压值也不会会发生变化化。发动机启动动后氧传感感器波形燃油反馈系系统进入闭环状态时时的图形发动机启动动后氧传感感器信号电电压逐渐上上升到450mv，然后进入入升高和下下降的循环环，即燃油油反馈进入入闭环。系统进入闭闭环点氧传感器的的测试方法法测试氧传感感器有两种种方法1·丙烷加注法2·急加速法氧传感器的的三个测试试参数氧传感器信信号测试中中有三个参数需要检查1）最高信号电压UMAX(mv)2）最低信号电压UMIN(mv)3）信号响应时间I(ms)氧传感器信信号测试参参数标准氧传感器标标准信号波波形氧传感器信信号波形参参数AUMAX>850mv(最高电压压)CUMIN75～175mv(最低电压压)BI<100ms(响应时间间)注:波形中中间在300-600mv之间的下降降段应该是是上下垂直直的。丙烷加注法法检测氧传感感器1.连接并安装装加注丙烷烷的设备2.把丙烷接到到真空管入入口处3.接上并设置置好汽车示示波器4.启动发动机机后暖机5.将发动机加加速到2500r/min后运转2~3min6.使发动机怠怠速运转7.打开丙烷开开关，缓慢慢加注丙烷烷8.直到反馈系系统失去对对空燃比的的控制能力力丙烷加注法法检测氧传感感器9.继续加注丙丙烷直到发发动机转速速因混合气气过浓而下下降100~200r/min(加注丙烷烷的整个过过程必须在在20~25S内完成)10.迅速把丙烷烷输入管从从真空管上上拔下，造造成极大的的瞬时真空空泄漏(这这时发动机机失速是正正常现象，，并不影响响测试结果果)11.待信号电压压波形移动动到示波器器显示屏中中央位置时时，锁定波波形，测试试结束氧传感器信信号标准测测试波形好的氧传感感器信号波形中的的三个参数数值均应符合前前面的标准准值已损坏的氧氧传感器测测试波形最高信号电电压下降至至427mv最低信号电电压小于0V响应时间延延长至237ms采用急加速速法的理由由对采用速度密度方方式进行空气流流量计量(即采用进进气压力传传感器)的的发动机，，因其能够够非常快地地补偿较大的真空泄漏，所以氧传传感器信号号在拔下丙丙烷输入管管时也决不会降低低。急加速法检检测氧传感感器1.以2500r/min的转速预热热发动机和和氧传感器器2~6min，然后再让发发动机怠速速运转20S。2.在2S内将发动机机节气门从从全闭(怠怠速)至全全开再至全全闭一次，，共进行5~6遍。(注意不要要使发动机机空转转速速超过4000r/min，只要用节气气门进行急急加速和全全减速就可可以了)3.定住屏幕上上的波形，，根据氧传传感器信号号波形的三三个测试参参数，判断断氧传感器器的好坏。。急加速法测测试氧传感感器波形在信号波形形中,上升部分是是急加速造成的,下下降部分是全减速造造成的。氧传感器的的种类氧传感器分分为氧化锆和氧化钛两种1.氧化锆锆型氧传感感器氧化锆型氧氧传感器实实质上是一一个化学电池，其电压随随氧含量而而变化，输输出电压为为0~1V，，电压高低与与混合气浓浓稀成正比比2.氧化钛钛型氧传感感器氧化钛型氧氧传感器实实质上是一一个可变电阻，其电阻值值随氧含量量而变化，，其输出电电压为0~5V或0~1V，有些电压压高低与混混合气浓稀稀成反比。。氧化锆型氧氧传感器硅橡胶连接线陶瓷支架二氧化锆内侧电极外侧电极引出线外壳护罩氧化锆型氧氧传感器信号输出特特性O2输出电压1.0V理论空燃比比稀浓0V氧化钛型氧氧传感器引出线金属网连接端子电极引线外壳密封釉保护壳滑石主接头密封圈长孔垫圈基片二氧化钛元元件O2输出电阻特性O2输出电压特性输出电阻浓理理论论空燃比稀稀1/5V输出电压浓理理论论空燃比稀稀氧化钛型氧氧传感器输输出信号波波形氧化钛型氧氧传感器输输出电压波波形（发动机怠怠速工况时时）氧化钛型氧氧传感器输输出电压波波形（发动机转速速为2500r/min时）三种燃油供供给系统有三种不同的燃油供给给系统1.反馈式式化油器(FBCARB)系统2.节气门门体燃油喷喷射(TBI)系统3.多点式式燃油喷射射(MFI)系统反馈式化油油器(FBCARB)系统FBCARB系统特点1.氧传感感器信号电电压变化最最慢2.由于系系统部件多多，电控系系统反应时时间长3.从主喷喷口到氧传传感器路径径最长4.氧传感感器信号频频率为0.1~1HZFBCARB氧传感器输输出信号波形典型反馈式式化油器系系统氧传感感器波形(发动机怠怠速时)典型反馈式式化油器系系统氧传感感器波形(发动机2500r/min时)由于反馈式式化油器系系统电子/机械部分分设计条件件的限制,各缸的进进气道长度度不相等,分分配给各缸缸的燃油量量也总是不不平衡,这这就是可能能使氧传感感器信号电电压波形中出现现杂波和尖尖峰.节气门体燃燃油喷射(TBI)系统TBI系统特点1.因只有有一个喷油油器，机械械部件少所所以反应时时间比较快快2.氧传感感器信号电电压变化频频率较高3.从喷油油器到氧传传感器的路路径与FBCARB相同4.氧传感感器信号频频率为0.2~3HZTBI系统氧传感感器输出信信号波形TBI燃油油喷射系统统氧传感器器信号波形形发动机怠速速时TBI燃油油喷射系统统氧传感器器信号波形形发动机2500r/min时时节气门体燃燃油喷射系系统(又称称单点式燃燃油喷射系系统),由由于有了一一些改进,因尔性能能优于反馈化化油器系统统,然而,该系统的的进气道及及从喷油油器到氧传传感器之间间的路径长度没有任任何优于反反馈式化油油器系统的的地方,分分配到各缸缸的燃油量量也是不平平衡的.多点式燃油油喷射(MFI)系统MFI系统特点1.大大改变了了电子机械械设计性能能超过FBCARB系统和TBI系统2.进气道明显显缩短，喷喷油器到进进气门的距距离没有了了3.氧传感器信信号频率达达到0.2~5HZMFI系统氧传感感器输出信信号波形MFI氧传传感器输出出信号电压压波形(发动机怠怠速时)MFI氧传传感器输出出信号电压压波形(发动机2500r/min时)多点式燃油油喷射系统统对燃油的的控制更为为精确,氧氧传感器信信号电压波波形更标准准,三元催化器器效果更好好,但该系系统分配配至各汽缸缸的燃油也也不完全平平衡,所以以氧传感器的的信号电压压波形也会会产生杂波波和尖峰.氧传感器杂杂波分析1.氧传感器杂杂波的的性质氧传感器杂杂波可能是是由于燃烧烧效率低造造成的,它它反映了发发动机各缸工作性性能以及三元催催化器工作效率降低的状况况氧传感器杂杂波分析2.氧传感感器杂波的的影响氧传感器杂杂波会影响响燃油反馈馈控制系统统的正常运运行,使反反馈控制程程序失去控制精度或“反馈节奏”,导致混混合气空燃比超出出正常范围围,从而影响响三元催化化器的工作作效率以及及尾气排放放和发动机机性能氧传感器杂杂波分析3.氧传感感器杂波的的含义1)在加速速方式下与碳氢化合合物HC波形上的尖尖峰毛刺相相对应的氧传感器器杂波是发发动机在在加大负荷荷时出现断火的信号号2)氧传感感器杂波还还说明进入入三元催化化器的尾气气中的氧含量升高高而造成NOX增加,因为在浓浓氧环境下下三元催化化器中的NOX无法减少氧传感器杂杂波分析4.氧传感器杂杂波的标准在燃油反馈控控制系统完完全正常（无真空泄泄漏,尾气气中HC和和O2均正正常）时,氧传感器器信号电压压波形上出出现少量杂波是允许的,而大量量杂波则不不可忽视氧传感器杂杂波分析5.氧传感器杂杂波产生的的原因氧传感器信信号电压波波形上的杂杂波通常是是由发动机机点火不良、零件老化、结构设计(如各缸进气气管长度不不同等)以及其它各种故障(如进气管阻阻塞、进气气门密封不不严)引起的点火不良的的原因1.点火系系统本身有有故障2.混合气气过浓或过过稀3.发发动动机机机机械械故故障障4.真真空空泄泄漏漏5.多多点点喷喷油油量量不不一一致致点火火不不良良的的诊诊断断步步骤骤1.检检查查点点火火系系统统2.检检查查燃燃油油系系统统3.检检查查汽汽缸缸压压力力4.检检查查真真空空泄泄漏漏氧传传感感器器杂杂波波的的判判断断原原则则1.若若杂杂波波比比较较明明显显则则通通常常与与发发动动机机的的故故障障有有关关，，发发动动机机修修理理后后应应消消失失2.若若杂杂波波不不明明显显且且无无真真空空泄泄漏漏，，排排气气中中的的HC和O2含量量均均正正常常，，发发动动机机各各工工况况运运转转平平稳稳，，则则属属于于正正常常杂杂波波3.正正常常杂杂波波在在发发动动机机修修理理中中是是不不能能被被排排除除的的氧传传感感器器杂杂波波的的三三种种类类型型1.增幅幅杂杂波波增幅幅杂杂波波是是指指出出经经常常现现在在300~600mv的一一些些不不重重要要的杂杂波波,这这种种杂杂波波是是由由于于氧氧传感感器器自自身身的的化化学学特特性性引引起的的,而而不不是是由由发发动动机机故故障障产生生的的,因因此此被被称称为为无无关关型型杂波波。。增增幅幅杂杂波波是是指指高高于于300mv和低低于于600mv的杂杂波波FBCARB系系统统氧氧传传感感器器信信号号电压压波波形形中中的的增增幅幅杂杂波波氧传传感感器器杂杂波波的的三三种种类类型型2.中等等杂杂波波中等等杂杂波波是是指指在在高高电电压压段段向下下冲冲的的尖尖峰峰,中中等等杂杂波波的的尖峰峰幅幅度度不不大大于于150mv,当当氧传传感感器器的的波波形形通通过过450mv时,中中等等杂杂波波对对特特定定的的故故障障诊断断可可能能有有用用,它它与与反反馈馈系系统统类型型、、发发动动机机运运行行方方式式、、发发动机机系系列列及及氧氧传传感感器器的的类类型型有很很大大关关系系。。TBI系系统统氧氧传传感感器器信信号号电电压压波形形中中的的中中等等杂杂波波氧传传感感器器杂杂波波的的三三种种类类型型3.严严重重杂杂波波严重重杂杂波波是是指指振振幅幅大大于于200mv的杂杂波波,在在示示波波器器上上表表现现为为从从波波形形顶部部向向下下冲冲(冲冲过过200mv或达达到到信号号电电压压波波形形低低部部)的的尖尖峰峰,并并且且在在发动动机机持持续续运运转转期期间间覆覆盖盖整整个个信信号号电压压范范围围.发发动动机机处处在在稳稳定定运运行行方方式式时,例例如如2500r/min时,如如果果严严重重杂杂波波能够够持持续续几几秒秒钟钟,则则意意味味着着发发动动机机有有故障障,通通常常是是点点火火不不良良或或各各缸缸喷喷油油量量不一一致致.因因此此必必须须予予以以排排除除.由损损坏坏的的喷喷油油器器引引起起的的氧氧传传感感器器信信号号严重重杂杂波波(发发动动机机转转速速为为2500r/min)严重重杂杂波波说说明明个别别喷喷油油器器损损坏坏高频频杂杂波波使使燃燃油油反反馈馈系系统统失失去去对对燃燃油油的精精确确控控制制(平平均均电电压压为为627mv)氧传传感感器器电电压压信信号号杂杂波波规规律律1.亚洲洲和和欧欧洲洲汽汽车车的的氧氧传传感感器器杂杂波波比比美美国国汽汽车车少少得得多多2.福福特特汽汽车车比比通通用用汽汽车车或或其其它它带带三三元元催催化化器器的的美美国国汽汽车车杂杂波波少少得得多多3.通通用用汽汽车车比比克克莱莱斯斯勒勒汽汽车车的的杂杂波波多多，，许许多多通通用用汽汽车车FBCARB和TBI系统统因因结结构构原原因因产产生生许许多多中中等等杂杂波波,这这是是正正常常的的。。4.克克莱莱斯斯勒勒汽汽车车2.0和2.5LTBI发动动机机氧氧传传感感器器波波形形上上也也有有典典型型的的杂杂乱乱波波形形氧传传感感器器电电压压信信号号杂杂波波规规律律5.北美美制制造造的的汽汽车车采采用用亚亚洲洲的的发发动动机机和和电电子子反反馈馈控控制制系系统统的的氧氧传传感感器器波波形形十十分分干干净净6.采采用用亚亚洲洲发发动动机机和和燃燃油油反反馈馈控控制制系系统统的的通通用用及及克克莱莱斯斯勒勒汽汽车车氧氧传传感感器器波波形形上上杂杂波波一一般般比比较较少少7.在在极极少少数数情情况况下下，，氧氧传传感感器器排排气气侧侧金金属属罩罩损损坏坏或或丢丢失失时时，，会会产产生生杂杂波波双氧传感器在三元催化器器前后各装一一个氧传感器器的结构被称称为双氧传感感器，这种结结构在装有OBD-Ⅱ的汽车上可用用于检查三元元催化器的性性能，在一定定情况下还可可以提高对空空燃比的控制制精度，氧传传感器的位置置越靠近燃燃烧室，燃油油控制精度就就越高。双氧传感器的的正常波形在汽车匀速行行驶时，三元元催化器后氧传传感器比前氧氧传感器的波动动小得多，这这是因为正常运行行的三元催化化器在转化HC和CO时要消耗氧气。OBD-Ⅱ正是根据这个原理来检检测三元催化化器转化效率的的。前氧传感器信信号电压波形形后氧传感器信信号电压波形形三元催化器前前后氧传感器电压压波形双氧传感器不不正常波形一个工作正常常的三元催化化器,在配上燃油反反馈控制系统统后就可以保证将将尾气中的有有害成分转变为相相对无害的二二氧化碳和水蒸气气.但是三元元催化器会因为温度度过高(如点点火不良)而损坏(催化器有效效表面减少或板块金属属烧结),以以及燃油中的磷、铅、、硫或发动机机冷却液中的硅的化化学污染而损损坏。当三元催化器器损坏时,其转化效率率丧失,这时时在其前和后后的排气管中中的氧含量十十分接近(几乎相当当于没有安装装三元催化器器),因而前前后氧传感器器的信号电压压波形趋于近近乎相同氧反馈平衡测测试中的几个个问题1.开环怠速速运转氧传感器信号号电压在短时时间或持续怠怠速状态下固固定不变，此此时氧传感器器的反馈信号号不起作用，，控制电脑按按预先确定的的空燃比控制制喷油。(例如:二次空空气喷射系统统将空气泵进进上流动系统统，使氧传感感器产生固定定稀的信号。。有些发动机机在高1500r/min持续运转后回回到怠速时也也会短时进入入开环怠速20s)氧反馈平衡测测试中的几个个问题2.“自我学学习”记忆功功能的擦除当出现电脑根根本不控制空空燃比或控制制很差的现象象，甚至在排排除了严重的的动力和行驶驶性能故障之之后电脑仍不不能很好的控控制空燃比，，这通常是因因为燃油反馈馈控制系统被被偏置在固定定的空燃比状状态下了氧反馈平衡测测试中的几个个问题这时氧传感器器的信号电压压波形是一条条“平的直线线”(通常常是空燃比大大的状态)，，即使在修修好后电脑也也不能立刻恢恢复对空燃比比的控制，这这可能是由于于发动机电脑脑的记忆功能能造成的虚假假故障。(发动机在修理理前和修理后后的状况发生生了很大变化化，但电脑仍仍按记忆的修修理前的状况况控制发动机机，因而致使使发动机工作作不正常)氧反馈平衡测测试中的几个个问题3.恢复发动机电电脑控制功能能的方法1)在两条不同的的道路上试车车，每次行驶驶约10min，行驶包括城城市驾驶、高高速公路巡航航行驶、加速速、减速、怠怠速等各种不不同工况。2)擦除电脑脑记忆，使电电脑较快地进进行“再学习习”。而后后再进行两个个10min的行驶循环，，并用示波器器观察氧传感感器波形是否否恢复正常。。“闭环”的不不同含义电脑诊断仪显显示的“闭环”与燃油反馈馈控制系统的的“闭环”并不完全相相同，这是因因为发动机电电脑只要判定定以下三个条条件成立就立立即通报电脑脑诊断仪燃油油反馈控制系系统进入了““闭环”，，但此时燃油油反馈控制系系统并不一定定真正控制了了空燃比。电脑判定进入入闭环的三个个条件1.发动机冷冷却液已经达达到了规定的温度2.发动机起起动后，运转转已达到了预预先规定的时间3.氧传感器器信号电压已已数次穿越过450mv水平线判定进入闭环环的注意事项项注意氧传感器器信号电压越越过450mv的次数不一定定是电脑控制制空燃比的结结果，它有可可能是因发动动机加减速引起的。以上情况说明明电脑诊断仪仪指示进入““闭环”时，，并不表明燃燃油反馈控制制系统工作正正常，也不说说明排放正常常。判定进入闭环环的注意事项项只有根据氧传感器的信号电压波波形才能正确确判断燃油反反馈控制系统统是否真正进进入了“闭环”控制状态，，才能对燃油油反馈控制系系统的状况作作出正确的评评价氧传感器电压压波形分析注注意事项有些汽车(1987年前前的通用汽车车)在用汽车车示波器观察察氧传感器信信号电压波形形时不能同时时使用电脑诊诊断仪，这是是因为当电脑脑诊断仪处于于“故障码””和“数据流流”状态时，，发动机控制制电脑会进入入特定的工作作方式，其空空燃比会发生生变化，氧传传感器信号电电压会明显偏偏高。尾气排放调整整测试注意事事项在CO值调整以后，，在NOX测试之前，必必须先确认发发动机加速时时无爆震现象象产生CO值调整降低后后，NOX会增加。这时时应检查EGR系统是否正常常，点火是否否过早，冷却却液温度是否否过高，二次次空气喷射系系统在热机后后是否仍在工工作。尾气排放调整整测试注意事事项如果下流动系系统出现氧气气过多的情况况，三元催化化器就不能有有效地降低NOX的排放，这时时应检查二次次空气喷射系系统空气中的O2含量为21%,正常燃烧时O2含量为0.5%,如果6缸中有一个汽汽缸缺火,氧含量会升高高到4.0%。(其中4.0%=21.0%÷÷6+0.5%)用万用表检查查氧传感器的的方法万用表的技术术指标1.选择高阻抗数字万用表(DVOM)2.DVOM应具有最大、最小值值(MIN/MAX)记录功能3.DVOM应具有条形图显示的模拟指针功功能4.DVOM应具有频率(HZ)测量功能用万用表检查查氧传感器的的方法氧传感器测试试参数指标1.在混合气浓状态下输出电压应达达到0.800V(实测约0.7~1.1V)2.在混合气稀状态下输出电压应下下降至0.200V(实测约0.2V或更小)3.输出电压变化频率应在1~5HZ用万用表检检查氧传感感器的方法法在线式测量量氧传感器与与电脑之间间的线路相相连接时测测量分离式测量量氧传感器与与电脑之间间的线路不不连接时测测量试验台测量量拆下氧传感感器后在试试验台上测测量用万用表检检查氧传感感器的方法法试验台测量量方法在拆下氧传传感器后进进行试验台台测量时，，应使用丙丙烷加热氧氧传感器的的带有凹槽槽的不锈钢钢端部，在在20S内应看到大大于0.6V的输出电压压信号用万用表检检查氧传感感器的方法法氧传感器测测试条件1.发动机起动动热机后2000~2500r/min运转两分钟钟以上2.氧传感器加加热器电压压及电流应应正常3.氧传感器应应达到600℉(315℃)以上氧传感器的的修理方法法在混合气较较浓状态下下氧传感器器若没有输输出电压，，则可能是是氧传感器器被积碳阻阻塞。此时时可以让发发动机在2000r/min的转速下以以稀混合气气状态运转转1~2min即可清洁氧氧传感器或或造成真空空泄漏使发发动机转速速时快时慢慢，以此产产生足够多多余的热量量去烧掉排排气装置中中的积碳层层。9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。05:31:3005:31:3005:3112/25/20225:31:30AM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2205:31:3005:31Dec-2225-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。05:31:3005:31:3005:31Sunday,December25,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2205:31:3005:31:30December25,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。25十二月月20225:31:30上午05:31:3012月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月225:31上上午午12月月-2205:31December25,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/255:31:3005:31:3025December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。5:31:30上上午午5:31上上午午05:31:3012月月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。05:31:3005:31:3005:3112/25/20225:31:30AM