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1、目 录摘要1关键词1前言1一、氧传感器的组成及工作原理1（一）氧传感器的组成2（二）氧传感器的工作原理2二、氧传感器的故障与检测3（一）氧传感器的作用3（二）氧传感器的常见故障5（三）氧传感器的检查方法6三、帕萨特汽车废气排放超标9（一）故障现象9（二）故障分析与排除的方法 10四、结论 10参考文献 110氧传感器的故障检测摘要：汽车工业越来越重视绿色环保。氧传感器作为燃油喷射系统的一部分。其对排放污染性，燃油经济性发挥了重要作用。而氧传感器申报的专利数,居汽车传感器的首位。氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气口的氧含量。因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，来微调燃料的
2、喷射量，使 A/F 控制在最佳状态，既大大地降低了排污量，又节省了能源。本文介绍了氧传感器的工作原理和检测方法，并通过故障案例分析总结了维修诊断经验。关键词：氧传感器；电压；检测；故障诊断 前言：随着科学技术的进步，汽车工业的发展和汽车保有量的急剧增加，汽车排放对大气的污染已经构成了公害它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展成为严重的社会问题。在有些大城市，汽车废气排放已经接近或超过环境容量。为了保护日益恶化的地球环境，世界各国先后出台了严格的汽车污染物排放标准。氧传感器是现代汽车控制废气排放提高燃油经济性的重要传感器之一。氧传感器是闭环燃油控制系统的一个重要标志性零件，它调整和
3、保持理想的空燃比，使三元催化器达到最佳的转换效率。使得发动机排气中的三种主要有毒成份，碳氢化合物 HC，一氧化碳 CO 和氮氧化合物 NOx都能在三元催化器中得到最大的转化和净化后排放到到大气中。一、氧传感器的组成及工作原理 氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩
4、短生产周期，节约能源。1（一）氧传感器的组成图 1 氧传感器结构图氧传感器结构图（如图 1 所示）包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ECU）电脑控制，当空气进量小（排气温度低）电流流向加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。 在试管状态化锆元素（ZRO2）的内外两侧，设置有白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电机外侧，内侧输入氧浓度高于大气，外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。 应当指出采用三元催化器后，必须使用无铅汽油，否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意，氧传感器在油门稳定，配制标准混合时较为重要的作用，而在频繁加浓或变稀混合时， （ECU）电脑将忽略氧传感器的信息，氧传感
5、器就不能起作用。 （二）氧传感器的工作原理氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量排气管道中的氧电势：陶瓷材料表面多孔，能够允许空气的氧分子在其中扩散。陶瓷在温度较高时成为2导电体。如果电极两面上的氧含量不一样的话，电极两侧就会有一个电压形成。当 =1 时，混合气完全燃烧，外侧电极面无氧分子存在，这时输出电压就会产生一个突变。氧传感器通过探测废气中含氧量的多少，能获得上次喷油时间过长或过短的信号，并将该信号修正。氧传感器是完成混合气闭环控制的重要组件，它又称 传感器，其外侧电极面暴露在废气流中，而其内侧电极面与外界空气相接触。该传感器由一个特殊陶瓷体（ZiO2 或 TiO2）构成，在它的表面
6、涂有透气性好的铂电极。混合气通过氧传感器闭环调节后，能将空燃比控制在 =0.981.02 之间范围内，从而得到一个最佳的混合气浓度，同时也使废气中的有害物排放量大大减少。氧传感器在满足下述条件后才能进行正常调节：发动机温度60；氧传感器温度300；发动机在怠速或部分负荷下工作。为了使氧传感器迅速加热，尽早正常工作，在氧传感器中装有加热装置。当氧传感器的电动势经 ECU 内的 A/D 转换后（如图 2 所示），变为信息输入到微机中与判别值进行比较，当电动势高于判别值时，即空燃比较浓时，反馈控制使其变稀，当电动势低于判别值时，反馈控制使其变浓。二、氧传感器的故障与检测 （一）氧传感器的作用 3由于
7、环保的要求，汽车在排气系统中装有三元催化器，以减少汽车的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)的排放量。由于三元催化器在理想空燃比（14.7:1）附近时净化率最高，所以必须控制发动机工作在理想空燃比很窄的范围内。发动机每次工作循环的喷油由装在排气管中的氧传感器反馈给发动机的 ECU，ECU 中微机根据氧传感器的反馈信号修正喷油量，达到燃烧最完全。（如图 3 所示为氧传感器的电路）由于汽车尾气及排气温度的原因，使氧传感器的工作条件极其恶劣。因此造成一般无加热器的氧传感器的寿命约为 58 万公里，而有加热器的氧传感器的寿命比无加热器长 3 万公里。氧传感器的失效过程都是缓慢进行的
8、，首先是它的响应速度变慢，输出信号的幅度变低，最后是输出信号不变化或完全没有信号输出。这时就会有故障代码出现，发动机检查灯或故障指示灯也会亮。除了由于使用年限或行驶里程的增加而导致氧传感器的正常失效外，氧传感器还可能因汽油中含铅或冷却液中的硅胶腐蚀而提前失效，氧传感器的衬垫在维修过程中被拆掉所造成的尾气泄漏也会导致氧传感器提前失效。还有一些潜在的因素，例如燃油压力过高、喷油器损坏、发动机电脑和传感器损坏以及操作不当等，也都可能导致氧传感器提前失效。然而，导致氧传感器提前失效4的首要原因是由发动机混合气过浓所造成的炭堵塞。由于氧传感器的失效，微机得不到氧传感器的反馈信号，也就无法修正喷油量，使怠
9、速时供给发动机过浓或过稀的混合气，造成发动机断火、工作不稳、加速滞后。 （二）氧传感器的常见故障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。 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
10、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。 54.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
11、正常的工作温度而失去作用。 5.氧传感器内部线路断脱 由于各种原因，如老鼠咬断或其他原因而导致线路断脱，使发动机 ECU 无法接受到传感器的信号。（三）氧传感器的检查方法氧传感器加热器电阻的检查拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱和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。 1.氧传感器反馈电压的测量 测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压(有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感
12、器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的 OX1 或 OX2 端子内直接测得氧传感器的反馈电压)。 对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用具有低量程(通常为 2V)和高阻抗(内阻大于 10M)的指针型万用表。具体的检测方法如下： （1）将发动机热车至正常工作温度(或起动后以 2500r/min 的转速运转2min)； （2）将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的 E1 或蓄电池负极，正表笔接故障检测插座内的 OX1 或 OX2 插孔，或接氧传感器线束插头上的号|出线； 6（3）让发动机以 2500r/min 左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在 0-1V
13、之间来回摆动，记下 10s 内电压表指针摆动的次数。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，10s 内反馈电压的变化次数应不少于 8 次。如果少于 8 次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，其原因可能是氧传感器表面有积碳，使灵敏度降低所致。对此，应让发动机以 2500r/min 的转速运转约 2min，以清除氧传感器表面的积碳，然后再检查反馈电压。如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢，则说明氧传感器损坏，或电脑反馈控制电路有故障。 （4）检查氧传感器有无损坏。拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再和电脑连接，反馈控制系统处于开环控制状态。将
14、万用表电压档的正表笔直接和氧传感器反馈电压输出接线柱连接，负表笔良好搭铁。在发动机运转中测量反馈电压，先脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为地形成稀混合气，同时观看电压表，其指针读数应下降。然后接上脱开的管路，再拔下水温传感器接头，用一个 4-8K 的电阻代替水温传感器，人为地形成浓混合气，同时观看电压表，其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度，在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升；突然松开加速踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。如果氧传感器的反馈电压无上述变化，表明氧传感器已损坏。 另外，氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时，若
15、是良好的氧传感器，输出端的电压应以 2.5V 为中心上下波动。否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若电阻值很大，说明传感器是好的，否则应更换传感器。（5）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7外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，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。 2.氧传感器的故障诊断 对氧传感器的故障诊断，可从以下几方面入手： 发动机冷态下怠速运转时，发动机 ECU 加热器的电源输出端端子的电压为12V 左右。如果没有加热电压，则氧传感器必然工作不
