知识点7氧传感器的检测 (1)课件讲解

第2章

汽油机电控燃油喷射系统检测任务七氧传感器的检测2氧传感器（OxygenSensor简称O2S）作用是检测排气中氧离子的含量，并将该信号转变为电信号输入ECU。如果氧的含量高，输出电压就低；如果氧的含量低，输出电压就高。ECU根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制。氧传感器安装在排气管上，外形与安装位置如图2-63所示。氧传感器按结构原理不同，氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式、氧化钛（TiO2）式和流量泵型（宽氧传感器）；按照空燃比工作范围分为窄氧传感器（普通型）和宽氧传感器，按工作温度不同分为加热型和非加热型；按安装位置分为前氧传感器和后氧传感器。（一）氧传感器结构与原理1．氧化锆式O2S氧化锆式氧传感器主要由钢质护管、钢质壳体、铝管、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成锆管是二氧化锆（ZrO2）固体电解质粉制成的陶瓷管，管的内、外表面均涂有金属铂层作为电极，内侧通大气，外侧通排气。3当混合气过稀时，则排气中氧含量高，传感器内、外侧氧浓度差小，两电极间产生的电压低（约为0.1V），此时ECU将增加喷油量，使实际空燃比减小；反之，混合气过浓时，则排气中氧含量低，传感器内、外侧氧浓度差大，两电极间产生的电压高（约为0.9V）。此时ECU将减少喷油量，使实际空燃比增大；如此反复，ECU根据氧传感器信号不断调节喷油量，将实际空燃比控制在理论空燃比附近。在理论空燃比附近，氧传感器输出的电压信号有一突变。4a2．氧化钛式O2S

5由二氧化钛感应元件、钢质壳体、加热元件和电极引线等组成，如图2-65a所示。二氧化钛感应元件的阻值随氧离子浓度的变化而变化，因此氧化钛式氧传感器也称阻值变化型氧传感器，信号源相当于一个可变电阻

二氧化钛属于N型半导体元件，其阻值随氧离子浓度的变化而变化，感应元件周围的氧离子浓度较大，则阻值低，感应元件周围的氧离子很少，则阻值高，钛氧传感器的电阻将在混合气的过量空气系数大约为1（空燃比A/F约为14.7）时产生突变，其电阻值与过量空气系数的关系如图2-66a所示。二氧化钛感应元件的电路上串联一个分压电阻，由ECU向传感器提供一个（5V）稳压的工作电压，二氧化钛作为一个可变电阻，其上的分压为氧传感器的输出信号，排气中氧含量较多时，输出低电压；排气中氧含量少时，输出高电压。电路如图2-66b所示。6氧传感器失效的主要原因是感应元件老化和中毒。氧传感器老化的主要原因是感应元件局部表面温度过高。氧传感器的感应元件受到污染而失效的现象称为中毒。氧传感器中毒主要是指铅（Pb）中毒、硅（Si）中毒和磷中毒。7（二）宽带氧传感器控制原理1.宽带氧传感器类型及作用8调整更精确、更精细。通过单元泵工作，可将尾气吸入测量室，单元泵工作所用电流，即为传递给控制单元的电信号。控制的电压值在450mv附近。装在三元催化反应器前插头为6脚2．宽氧传感器的工作原理3．宽带氧传感器的检测氧传感器的常见故障氧传感器一旦出现故障，汽车电控单元就不能接收空燃比反馈信号，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。检测时，先将氧传感器从排气管拆下，观察氧传感器端部颜色，可判断其技术状况的变化情况。如果氧传感器端部为淡灰色时，氧传感器技术状况正常；如果氧传感器端部为棕色时，是铅污染造成的，应更换氧传感器；如果氧传感器端部为黑色时，是积碳造成的，若清除积碳可继续使用；如果氧传感器端部为白色时，是硅污染造成的，应更换氧传感器。101．锆型氧传感器检测（1）元件及线路检测普通加热型氧传感器检测方法，以大众宝来发动机的氧传感器为例。大众宝来发动机采用加热锆型双氧传感器，即氧传感器GX7和GX10，均为加热型，大众新宝来轿车前后氧传感器控制电路11前氧传感器GX7后氧传感器GX10测试端子标准值测试端子标准值线束端T4c/1与T4c/2之间电压12~14V线束端T4d/1与T4d/2之间电压12~14V传感器插座T4c/1与T4c/2端子间阻值6.5Ω传感器插座T4d/1与T4d/2端子间阻值6.5ΩT4c/2、T4c/3、T4c/4端子与T94/7、T94/15、T94/14间阻值小于0.5ΩT4d/2、T4d/3、T4d/4端子与T94/73、T94/17、T94/16间阻值小于0.5ΩT4c2、3、4端子对地间阻值无穷大T4d2、3、4端子对地间阻值无穷大12（2）读取氧传感器的数据块发动机以2500r/min左右的转速保持运转，前氧传感器正常的电压信号，应在0.2到0.9V之间连续波动，10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果电压信号在0到0.5V之间，表示混合气太稀，如果电压信号保持在0.5到1.0V之间，表示混合气太浓。若不在标准范围内，应检查氧传感器供电电压、相关线路。13（3）检测氧传感器的输出波形在闭环控制情况下，氧传感器信号电压应在100mV~1000mV之间不断地跳动，如果信号电压稳定在450mV附近，即在400mV和500mV之间达30s以上时，则不论是否处在闭环控制，均表明该传感器有故障，或信号电路为开路。14后氧传感器检查主要任务是监控三元催化器工作状况，其次才配合前氧传感器的工作，进入闭环控制。当三元催化器正常工作时，后氧传感器动态响应受到前氧传感器的阻尼，所以，后氧传感器的动态响应曲线的振幅比较小，前后氧传感器标准波形15检查流量泵氧传感器性能时，最好用诊断仪和废气分析仪配合使用，如果诊断仪的空燃比参数与废气分析仪的值不匹配时，则需要进一步检查。检查方法和步骤如下：（1）加热器电路的检查检查方法与普通氧传感器的加热器电路检查相同。（2）拔下传感器线束接头，用万用表检查泵单元输出和输入线路之间的修正电阻，其值应该在30~300Ω之间。（3）把传感器的接头插上，用万用表检查参考电压，其值应该在2.4~2.7V之间。（4）检查泵单元和氧化锆单元信号用一个双通道示波器，连接示波器的地线到搭铁点。接着连接一个通道到氧化锆单元信号线，另一个通道连接泵单元输入信号。氧化锆单元信号电压应该一直保持在0.45V。在混合气从最浓变为稀时，会产生一个大于1.0V的电压变化。163．典型宽氧传感器电路及检测大众迈腾车发动机设置两个氧传感器，控制电路如图2-73所示，即前氧传感器G39和后氧传感器G130，均为加热型氧传感器。后氧传感器G130安装在三元催化器后方，仍为普通加热型开关式氧传感器，检测方法同宝来车氧传感器。171+5=0.4-0.5V;2+6=77.5欧；5+6、2+5断3+4加热器电阻2.5-10欧（1）万用表检测G391）点火开关OFF，拔下前氧传感器的插头。2）万用表测量传感器端的端子3与端子4之间的阻值，正常值为2～5Ω。3）万用表测量传感器端的端子1与端子5之间的阻值，正常值为125Ω左右。3）点火开关ON，在线束侧测量各端子的电压值，端子2与端子6之间应为0.45V左右；端子4对地电压为12V，2S后为变为0，这是因为点火开关打到ON位置不着车，电脑控制油泵继电器只有2S左右的通电时间。18（2）诊断仪检测G39利用诊断仪读取数据流功能，测量宽带氧传感器的输出电压值。当发动机运转时，过量空气系数从0.686至1.405之间变化，相当于空燃比从10至20的范围