氧传感器的故障诊断毕业论文

浅谈氧传感器故障的诊断与排除 浅谈氧传感器故障的诊断与排除 本文主要介绍一辆昌河浪迪车，由于氧传感器的失效,不能准确检测废气中的氧含量，更加反馈错误信号给电脑控制喷油量,使发动机出现怠速不稳,发动机中高速抖动和冒黑烟的诊断与排除的过程。 关键词：氧传感器失效 不能正确控制喷油量 诊断与排除 在提倡环保节能的今天。世界各国对汽车尾气排放标准要求越来越严格,电喷汽车越来越受市场的追棒。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。 一、故障现象 一辆昌河铃木浪迪车，发动机为K14B，YK50BD电控汽油喷射系统。行驶了才三千多公里出现怠速不稳,发动机中高速抖动,冒黑烟。来我厂维修。使用X431解码器检测,没有故障码,细看动态数据流。发现氧传感器数据流不正常。 二、氧传感器功用与工作原理 氧传感器分为二氧化锆(ZrO2)和二氧化钛(TiO2)两种结构形式。此车的氧传感器为二氧化锆式图1（日立加热式氧传感器）。如图2。 图2 氧传感器是实现闭环控制的电控汽油喷射系统的主要部件,它用于检测废气中氧含量,实现空燃比的闭环反馈控制。氧传感器通常安装在发动机的排气管上，用来检测排气中氧离子的含量以获得混合气的空燃比信号，并将该信号转换成电压信号输入到燃油喷射系统的控制电脑（ECU）根据氧传感器的信号，对喷油时间进行修正，使喷油量保持在最佳值，令发动机动力性.经济性.排气净化达到最佳状态。 发动机工作时，废气从传感器外表面即工作面流过，因高温使氧分子发生电离，由于锆管内外表面的两个电极之间产生一个微小的电压，正常工作时氧传感器输出电压在之间。当发动机燃烧浓混合气时，废气中含氧量较少，锆管中氧离子移动较快，产生电压约－1V；当燃烧稀混合气时，废气便有一定量的氧分子，使锆管中氧气移动能力减弱，只产生的电压。即 喷油量偏少—＞空燃比大—＞废气中氧含量大—＞氧传感器产生电压—＞ECU控制喷油量增大 喷油量偏大—＞空燃比小—＞废气中氧含量少—＞氧传感器产生电压—＞ECU控制喷油量减少 氧传感器就是将所检测到的电压信号传送（信息反馈）给ECU，ECU根据氧传感器的信号来不断调整喷油脉冲宽度，改变喷油量，使喷油量始终在理想值（：1）附近上下波动，以达到理想空燃比的要求。 计算机根据氧传感器的信号对喷油器的喷油量进行修正。它将氧传感器信号以为界进行划分,＞为混合气过浓，＜为混合气过稀。在发动机运转过程中，若混合气较浓，使实际空燃比小于理论空燃比，即反馈电压＞，计算机便控制喷油器减少喷油量。使混合气逐渐变稀，空燃比升高；反之则反。其反馈控制过程下图所示： 图3 在反馈控制过程中，由于从喷油行程开始，至氧传感器检测排出的氧分子浓度止，要经过进气、压缩、做功、排气及氧传感器响应等过程,需要一定的时间。因此，要准确地保持混合气浓度在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，氧传感器的输出电压也要在间不断变化,通常每10s变化8次以上。如果没有氧传感器，发动机就不知道混合气的混合情况，在进行修正喷油时也就不知道该修正多少喷油时间才合适，这就会造成混合气过浓或过稀，所以氧传器信号不良常常会造成发动机怠速不稳、加速不良、排气冒黑烟、耗油量大、发动机故障灯亮等故障现象。 三、故障的原因分析 一般车辆的氧传感器及线路故障，ECU会以故障代码存储记忆并控制故障警告灯闪烁。当故障代码显示为氧传感器问题时，故障原因除了氧传感器损坏外，线路短路、断路或ECU内控制电路有问题也会输出同样的故障代码，因此必须通过全面检测去查出故障的真正原因。 在使用氧传感过程中，会因多种因素导致其工作不良或损坏，使发动机出现怠速不稳，缺火、震抖、加速不良和油耗增加等故障。当氧传感器本身发生故障时，我们可以通过观察其顶端工作面的颜色来判断故障。 （1）顶端呈棕色。此特征是由铅污染所引起的。现在的汽油已升级没有含铅所以氧传感器铅中毒现象应不会发生。 （2）顶端呈白色。此特征大多是由于发动机在维修时使用了硅密封胶所致。当硅污染导致氧传感器失效或损坏时，一般应更换氧传感器。 （3）顶端呈黑色。积炭引起顶端呈黑色，属于正常现象。但积炭沉积过多，会影响信息反馈的灵敏度。对此，应定期清除积炭，并按照规定进行更换。 根据氧传感器的工作原理分析，氧传感器数据反映的是发动机整个系统燃烧的情况，它的故障代码有两种含义：“自身故障码，”即氧传感器本身损坏或线路短路、断路；“他身故障码”，即混合气过浓或过稀影响到氧传感器的电压反馈。所以有氧传感器故障码存储不一定说明氧传感器就坏了，应进行数据分析。其实氧传感器的数据分析不仅可以分析其本身的故障，用它的动态数据还可以分析发动机混合气的燃烧情况。氧传感器线路故障诊断有如下几方面： （1）氧传感器电压正常。大多数车辆一般都可以通过国产通用型解码器，读出发动机的动态传输数据流，如果动态数据在左右跳动，在之间变化，且在上下跳动的频率基本相等，那么氧传感器是正常的，混合气燃烧比较好。 （2）氧传感器电压过高。如果氧传感器的动态数据一直在以上跳动，说明混气太浓，发动机自诊断系统一般输出氧传感器故障或混合气过浓故障码，进入闭环工作时间长，发动机故障警告灯会亮。造成混合气浓的故障原因有：喷油漏油、空气滤清器堵塞、点火正时不良、其他影响混合气变浓的传感器工作不良等。 （3）氧传感器电压过低。如果氧传感器的动态数据一直在以下跳动，说明混合气太稀，发动机自诊断系统一般会输出氧传感器故障码或混合气过稀故障码，发动机故障警告灯亮。此时应检查造成混合气过稀的故障原因，如喷油嘴是否堵塞、进气歧管是否漏气、燃油压力是否过低等。 （4）如果数据为0V。说明氧传感器已损坏或信号线路有问题，应进一步检查氧传感器本身及其线路连接。特别说明，为了防止传感器损坏，有些电喷发动机电脑专门设计了传感器替代信号。传感器的替代信号是中间固定值，它不能反应发动机的实际工况，此时发动机工作于应急状态，即处于非常状态运转。氧传感器替代信号一般为左右，如果检测电压值为且不跳动，则说明氧传感器没有信号输入，对氧传感器及其线路进行检查。 四、故障的诊断与排除 根据氧传感器动态数据流来分析，虽然跳动的频率符合（8次以上/10s）可一直以左右跳动,电压过低不正常。氧传感器的正常电压应在为中心跳动,在之间变化且在上下跳动的频率基本相等。表明氧传感器的反馈信号不正常。 我反复研究有关氧传感器工作原理和保养资料。为了判断氧传感器是否本身出现问题，还是其他原因影响氧传感器信号电压过低。只能逐步检查。拔下氧传感器线束插头，测量接线端中加热线正极与负极之间的电阻13 欧（标准为＜100欧 ＝电压为12V。表示氧传感器正常。拆掉进气歧管上的一条真空管，以此来制造稀混合气状态，发现其信号也没有太多的改变，为左右，说明氧传感器正常。影响氧传感器信号电压过低的故障原因。①喷油器堵塞②空气流量计故障③燃油压力太低④空气流量计和节气门之间的未计量空气⑤排气歧管衬垫处泄漏，有未计量的空气⑥氧传感器加热故障或其本身脏污。我进行过路试，车加速性能良好，发动机只是间隔性抖动，不见喘、抖。理论上讲 ，看 图 分 析 浓﹤－ 空燃比 －＞ 稀 图4 氧传感器输出特性曲线图 ＜－说明含氧量多－说明空燃比大－说明喷油量偏少，可为什么会冒黑烟？车冒黑烟－说明燃烧不完全－说明混合气过浓－产生＞电压。理论与实际产生了矛盾，只好集中影响氧传感器电压信号过高与过低故障的共同点，逐步排除，1从数据流上来讲看。发动机转速,空气流量传感器发动机转速,空气流量传感器。看不出空气计流量计有问题。 测量汽油压力，装上汽油压力表，300KPa（标准为285KPa－320KPa）说明汽油压力没问题。3拆下喷油嘴，用喷油嘴清冼机清冼，喷油嘴雾化良好，测试喷油嘴泄漏，在300KPa的汽油压力下，5分钟也没漏滴半点。表明喷油嘴良好。4只剩下氧传感器了，拆下了见到氧传感器头黑也没太多积碳，用化清剂清冼一下装上，也没见好转。只好换个新的，装上新的氧传感器一试故障立刻消失，用X431看氧传感器动态数据流一切正常。 五、结束语 通过上述方法终于排除了，这辆浪迪车怠速发抖中高速发动机发抖的故障。从中得出结论，是氧传感器的失效，反馈错误信号给电脑，误导电脑的修正喷油量错误 氧传感器的检修 电喷车在我国出现的时间并不长，所以相应维修方面的参考书籍并不多见，在这方面的成熟经验也很少。下面我们就从氧传感器的基本结构开始，以目前应用最多的氧化锆传感器为例，着重谈谈其常见故障的诊断及修理方法。 结构及工作原理 电喷发动机通常在排气管上安装有氧传感器，图1所示为氧化锆氧传感器。发动机工作时，废气从传感器外表面即工作面流过，因高温使氧分子发生电离。由于锆管内外表面上氧分子的浓度不同，便使氧分子从浓度大的结管内表面向浓度小的锆管外表面移动，从而在锆管内外表面的两个电极之间产生一个微小的电压，如图2所示。当发动机燃烧浓混合气时，废气中含氧量极少，锆管中氧离子移动较快，产生电压达1V左右；当燃烧稀混合气时，废气中便有一定量的氧分子，使锆管中氧离子移动能力减弱，只产生的电压。氧传感器就是将所检测电压传送(信息反馈)给ECU(微机控制系统)，ECU便将混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使发动机动力性、经济性、排气净化性达到最佳状态。 表面特征与故障原因 氧传感器在使用中，会因多种因素导致其工作不良或损坏，使发动机出现怠速不稳、缺火、喘抖和油耗增加等故障。一般车型的氧传感器故障或线路问题，ECU

加一点汽车培训设备的,把文章写的完美一点,

汽车发动机电控系统故障检测与维修 诊断是指对某个或某几个故障症状通过一定手段的检测从而做出正确判断的过程。而综合诊断技术则是指对复杂的故障症状，利用一切可能的和必要的检测手段进行检测，并通过对其检测的结果(包括各种数据参数)进行由此及彼，由表及里，由浅人深，去伪存真的认真分析，从而得出尽可能符合实际的判断并在进一步的拆解和修理中不断验证和修正原判断直至真正排除故障的全过程。通常包括下述几个部分： (1) 故障码分析； (2) 数据分析(含波形分析)； (3) 点火分析(含波形分析)； (4) 尾气分析(含波形分析)； (5) 压力和真空分析(含波形分析)。 故障代码分析是在读取故障代码的基础上，结合其他检测结果对所读取的故障代码进行比较分析从而做出故障判断的一种方法。它是汽车电子控制系统故障诊断中最基本也是最简单的方法之一。故障代码分析的过程是对汽车控制电脑故障自诊断系统所纪录的故障代码进行读取、清除和鉴别分类的分析过程。通常故障代码分析是诊断汽车电子控制系统故障的第一步。 故障代码(简称故障码)是汽车控制电脑的自诊断系统对检测出的故障点所记录下的相应编码(数字或字母)。 根据各数据在检测仪上显示方式不同，数据参数可分为两大类型：数值参数和状态参数。数据参数是有一定单位、一定变化范围的参数，它通常反映出电控装置工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等。状态参数是那些只有2种工作状态的参数，如开或关，闭合或断开、高或低、是或否等，它通常表示电控装置中的开关和电磁阀等元件的工作状态。 根据ECU的控制原理，数据参数又分为输入参数和输出参数。输入参数是指各传感器或开关信号输入给ECU的各个参数。输入参数可以是数值参数，也可以是状态参数。输出参数是ECU送出给各执行器的输出指令。输出参数大多是状态参数，也有少部分是数值参数。 数据流中的参数可以按汽车和发动机的各个系统进行分类，不同类型或不同系统的参数的分析方法各不相同。在进行电控装置故障诊断时，还应当将几种不同类型或不同系统的参数进行综合对照分析。不同厂牌及不同车型的汽车，其电控装置的数据流参数的名称和内容都不完全相同。 数据参数分析是诊断电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。数据参数分析在测量结果显示方式上可分为数值显示和波形显示两种方式，在测量手段上又可以分为电脑通讯式测量和电路在线式测量以及元件模拟式测量三种。 电脑在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判断其响应的速率，以获得最佳的控制效果。如氧传感器的信号，不仅要求有信号电压和电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数(如某些车要求大于6～10次／10s)，当小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢。有了故障码的故障是比较好解决的。但当次数并未超过限定值，而又已经反应迟缓时，并不会产生故障码。此时如仔细体会，可能会感到一些故障症状。我们应接上仪器观察氧传感器的数据(包括信号电压和在上下的变化状态以判断传感器的好坏)。比如奥迪车，当氧传感器的响应迟缓时，往往在1600～1800r／min之间出现转速自动波动(加速踏板不动)约100～200r／min，甚至影响加速性。这往往是由于氧传感器响应迟缓，导致空燃比变化过大，造成转速的波动。还有对采用OBD—Ⅱ系统的车，催化转化器前后氧传感器的信号变化频率是不一样的。通常后氧传感器的信号变化频率至少应低于前氧传感器的一半，否则可能催化转化器的转化效率已减低了。 又如奥迪车的机油压力警报系统采用高低压报警。其规定在怠速时，当低压传感器(通常安装在缸盖后侧)处的压力小于30kPa时要报警，而在(2000±50)r／min时，主油道压力(传感器安装在机滤处)低于180kPa时高压要报警。有一个车却在怠速时，高压报警。经检查是转速信号错误。更换点火模块后，系统正常。因为报警控制系统是从点火模块处获得转速信号的，当在怠速时，实际转速为(800±50)r／min，而报警系统得到的转速信号却已接近2000r／min，可这时的机油压力不会达到180kPa以上，自然会报警了。 有故障码时 在进行故障码分析并确认有故障码存在时，可以直接找出与该故障码相关的各组数据进行分析，并根据故障码设定的条件分析故障码产生的原因，进而对数据的数值及波形进行分析，找出故障点。

电控发动机与化油器式发动机最大的不同在燃油供给系。电控发动机的燃油供给系取消了化油器，却增加了不少电子自动控制装置。其中包括许多传感器，执行元件和ECU。电控发动机不仅要完成化油器所要完成的任务，而且要完成化油器难以完成的任务。例如，使可燃混合气的空燃比浓度能控制在所需要的范围内。化油器式发动机油路和电路划分的非常清楚，互相影响不大。而电控发动机燃油供给系统增加了电子控制部分，这就使得油路和电路相互联系，它不仅影响发动机燃油系的工作，而且还影响发动机的正常运行。由于电控发动机电子控制装置的增加，这就使发动机的整个结构(包括电控系)更为复杂。快速导航结构组成 工作原理 待测参数 优点基本思想在初期，是以电子技术替代机械控制技术实现系统的功能，并对其功能进行扩展，使性能得到大幅度提高；发展到一定程度后，电子技术可以促使系统原理发生本质变化，从而可以突破局限，使发动机性能得以大幅度提高。电控发动机结构组成电子控制单元电控单元（ECU）是发动机电子控制系统的核心。它完成发动机各种参数的采集和喷油量、喷油定时的控制，决定整个电控系统的功能。传感器传感器(Sensor)将发动机工况与环境的信息通过各种信号即时、真实的传递到ECU。换句话说，ECU所了解到的只是一个由诸多信号所构成的发动机。所以，传感器信息的准确性、再现性与即时性就直接决定控制的好坏。执行器电控系统要完成的各种控制功能，是靠各种执行器来实现的。在控制过程中，执行器将ECU传来的控制信号转换成某种机械运动或电器的运动，从而引起发动机运行参数的改变，完成控制功能。工作原理以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号，参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时，然后通过执行器进行控制输出。