氧传感器在电控汽车故障检修中的应用a

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,氧传感器在电控汽车故障检修中的应用,随着汽车排放法规的逐渐严格和社会对汽车排除污染控制的重视，“电喷”加三元催化器的发动机正在我国普及。,确切地说，这种发动机采用了混合气成分的闭环控制和三效催化反应装置的联合使用技术，这是当今汽油机最有效的排气净化方法。,而氧传感器是实现这一闭环控制的必不可少的重要部什。它不但对发动机排放控制起着不可或缺的作用。,即可以通过示波器读取其波形分析判断发动机的多种故障,在维修检测方面，氧传感器波形很像对 人体诊断的心电图。,氧传感器的一般作用,三效催化转化器后处理能有效地全面净化CO、HC和NOX这三种有害气体。但其净化效率依赖于混合气浓度必须保持在理论空燃比(14.7)附近的狭小范围内。一旦混合气体浓度偏离了这个狭小的范围，则三效催化转化器全面净化上述有害气体的能力便急剧下降(见图1)。由于混合空燃比的变化会引排气中氧浓度相应的变化，因此，在排气管中设置了氧传感器。,氧传感器的一般作用,氧传感器随时检测排气中的氧浓度，并随时向微机控制装置反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量(喷油脉宽)，如信号反映混合气较浓，则减少喷油时间；反之，如信号反映较稀，则延长喷油时间。从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比始终保持在理论空燃比附近(见图2)。这就是燃料闭环控制或称燃料反馈控制。,喷油量的闭环控制,氧传感器的一般作用,常用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时(见图3)，氧传感器的电压信号大约在0至1 V之间波动，平均值约450 mV。当混合气体浓度稍浓于理论空燃比时，氧传感器产生约800 mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于理论空燃比时，氧传感器产生接近100 mV的低电压信号。因此可以说，氧传感器是一个随时向微机反馈空燃比信息的“通信员”。,正常的多点喷射发动机,氧传感器波形,氧传感器对维修检测的作用,发动机闭环控制时氧传感器随时监测着排气中的氧浓度，如果供入气缸的混合气空燃比不正常，排气中的氧浓度亦不正常，氧传感器信号就会有所反映。,但排气中氧浓度不仅受混合气空燃比的影响，而且也受气缸中燃烧状况的影响。一旦燃烧不充分或个别缸出现缺火，气缸中的部分氧“未气缸中的部分氧“未经消化”即排出缸外，排气中的氧浓度即会发生变化。,因此，氧传感器的信号又受燃烧状况的影响。,当然，氧传感器损坏或微机控制装置故障也会使氧传感器信号异常。,氧传感器对维修检测的作用,发动机正常燃烧需要三方面条件：,1.合适的混合气空燃比；,2.足够的点火能量和适当的点火提前角；,3.正常的压缩压力和压缩温度,。,上述条件如有一条不满足，就有可能造成燃烧不正常，进而使排气中的氧含量异常，氧传感器的信号波形即出现异常。,氧传感器对维修检测的作用,下列故障可导致燃烧不正常进而引起氧传感器波形不正常：,1.点火系故障造成的燃烧不正常或缺火：例如:某缸火花塞损坏、某缸高压分线损坏、或分电器、分电器转子、点火线圈等损坏。这些故障可使部分氧“,不经消化,”即排出缸外从而使排气中的氧含量升高。对此，可用示波器检测，以排除这类故障的可能性或确认这类故障。,氧传感器对维修检测的作用,2.由机械原因引起的压缩泄漏使正常的压缩比遭到破坏：例如，气门烧损、活塞环断裂或磨损过度等造成的压缩泄漏使点火之前的压缩温度、压缩压力不够，造成燃烧不完全甚至缺火。这也可使部分氧“,不经消化,”即排出缸外引起排气中的氧含量升高。,3.真空泄漏造成的空燃比不正常：例如进气道、进气管上的真空软管等处存在泄漏。如果真空泄漏使混合气空燃比达到17以上时，就可引起因混合气过稀而发生的缺火。如此，造成排气氧含量增高。,氧传感器对维修检测的作用,4.各缸喷油不均衡造成的压缩比不正常(对于多点喷射)：个别缸喷油器的喷油量过多或过少(喷油器卡在开的位置或堵塞)，造成混合气过浓或过稀，当个别缸的混合气空燃比达到13以下或17以上时，将可能引起缺火。亦可造成排气氧含量异常。,氧传感,器,器故障,波,波形及,分,分析举,例,例,个别缸,喷,喷油器,堵,堵塞造,成,成各缸,喷,喷油不,均,均衡,间歇性,点,点火系,缺,缺火故,障,障,氧传感,器,器配合,喷,喷油脉,宽,宽检查,分,分析,进气真,空,空泄漏,氧传感,器,器良好,与,与损坏,的,的波形,比,比较,个别缸,喷,喷油器,堵,堵塞,造,造成各,缸,缸喷油,不,不均衡,的,的故障,现,现象,怠速非,常,常不稳,加速迟,缓,缓,动力下,降,降,在冷启,动,动后或,重,重新热,启,启动后,的,的开环,控,控制期,间,间情况,稍,稍好，,一,一旦反,馈,馈燃油,控,控制系,统,统进入,闭,闭环控,制,制，症,状,状就变,得,得显著,。,。,氧,传,传感器,电,电压波,形,形,用示波,器,器检测,氧,氧传感,器,器，检,测,测发动,机,机在,2 500r/min和,其,其他稳,定,定转速,下,下的氧,传,传感器,波,波形，,以,以检查,燃,燃料反,馈,馈控制,系,系统。,氧,氧传感,器,器在所,有,有的转,速,速、负,荷,荷下都,显,显示了,严,严重的,杂,杂波。,氧,传,传感器,电,电压波,形,形,个别缸,喷,喷油器,堵,堵塞造,成,成各缸,喷,喷油不,均,均衡时,的,的,氧传感,器,器信号,电,电压波,形,形,故,障,障分析,严重的,杂,杂波表,明,明排气,氧,氧不均,衡,衡或存,在,在缺火,。,。这些,杂,杂波彻,底,底毁坏,了,了燃料,反,反馈控,制,制系统,对,对混合,气,气的控,制,制能力,。,。,通常可,以,以采用,排,排除其,他,他故障,可,可能性,的,的方法(即排,除,除法),来,来判定,喷,喷油不,均,均衡。,包,包括用,示,示波器,检,检查、,判,判断点,火,火系统,和,和气缸,压,压缩压,力,力以排,除,除其可,能,能性；,用,用人为,加,加浓或,配,配合其,他,他仪器,等,等方法,排,排除真,空,空泄漏,的,的可能,性,性。总,之,之，对,于,于多点,喷,喷射式,发,发动机,，,，如果,没,没有点,火,火不良,、,、压缩,泄,泄漏、,真,真空泄,漏,漏问题,引,引起的,缺,缺火，,则,则可假,定,定是喷,射,射不均,衡,衡引起,的,的缺火,。,。,故,障,障分析,此例中,，,，进一,步,步检查,了,了上述,点,点火、,压,压缩、,真,真空的,各,各方面,情,情况，,结,结果表,明,明可以,排,排除这,些,些方面,问,问题的,可,可能性,。,。因此,，,，判断,为,为喷油,器,器损坏,。,。,还应,注,注意,到,到，,上,上述,“,“在,冷,冷启,动,动后,或,或重,新,新热,启,启动,后,后的,开,开环,控,控制,期,期间,情,情况,稍,稍好,”,”。,这,这进,一,一步,说,说明,了,了有,个,个别,缸,缸喷,油,油器,存,存在,堵,堵塞,问,问题,。,。这,是,是因,为,为，,在,在当,时,时情,况,况下,，,，喷,油,油脉,宽,宽稍,长,长，,加,加浓,了,了混,合,合气,，,，多,少,少起,到,到一,些,些补,偿,偿作,用,用。,当更,换,换了,好,好的,喷,喷油,器,器后,，,，故,障,障现,象,象消,失,失，,波,波形,恢,恢复,正,正常,。,。,间歇,性,性点,火,火系,缺,缺火,故,故障,图示,为,为发,动,动机,在,在2500r/min,时,时的,氧,氧传,感,感器,波,波形,。,。波,形,形反,映,映出,点,点火,系,系统,存,存在,间,间歇,缺,缺火,故,故障,。,。,波形两边,部,部分显示,正,正常，但,波,波形中段,严,严重的杂,波,波显示燃,烧,烧极不正,常,常甚至缺,火,火。,如前述，,虽,虽然进入,气,气缸的混,合,合气空燃,比,比没有问,题,题，但由,于,于缺火时,气,气缸内的,氧,氧“未经,消,消化”即,排,排出缸外,，,，致使氧,传,传感器波,形,形出现一,系,系列的低,压,压尖峰，,形,形成严重,的,的杂波。,同时，整,个,个波形显,示,示燃料反,馈,馈控制系,统,统的反应,是,是正常的,。,。其原因,范,范围可见,“,“2”，,并,并可按例1中的“,排,排除法”,检,检查，但,其,其数秒的,间,间歇表明,压,压缩泄漏,或,或真空泄,漏,漏的可能,性,性较小。,可,可对点火,系,系做进一,步,步检查以,确,确定具体,故,故障原因,。,。,氧传感器,配,配合喷油,脉,脉宽检查,分,分析,图示为发,动,动机在2500r/min时的,氧,氧传感器,波,波形和喷,油,油脉宽波,形,形,氧传感器,波,波形显示,为,为不正常,的,的持续浓,混,混合气信,号,号(上边,波,波形)，,而,而微机控,制,制系统能,正,正确地发,出,出较短的,喷,喷油脉宽,指,指令(下,边,边波形，,正,正常应为5 ms)试图使,混,混合气变,稀,稀。两个,波,波形的关,系,系是正确,的,的负反馈,关,关系。这,说,说明故障,不,不在燃料,反,反馈控制,系,系统，可,能,能是燃油,压,压力过高,或,或喷油器,存,存在漏油,等,等原因。,若氧传感,器,器波形显,示,示为不正,常,常的持续,稀,稀混合气,信,信号(低,电,电压)，,而,而微机控,制,制系统能,发,发出较长,的,的喷油脉,宽,宽指令(,例,例如6ms)，,这,这两个波,形,形的关系,也,也是正确,的,的负反馈,关,关系。这,同,同样说明,故,故障不在,燃,燃料反馈,控,控制系统,，,，可能是,燃,燃油压力,过,过低或喷,油,油器存在,堵,堵塞等原,因,因。,图示为发,动,动机在2500r/min时的,氧,氧传感器,波,波形和喷,油,油脉宽波,形,形。,（浓氧传,感,感器信号,，,，长喷油,脉,脉宽信号,）,）,氧传感器,波,波形显示,为,为不正常,的,的持续浓,混,混合气信,号,号(上边,波,波形)，,而,而微机控,制,制系统正,在,在发出的,却,却仍然是,要,要加浓混,合,合气的较,长,长的喷油,脉,脉宽指令(下边波,形,形，正常,应,应为5ms)，,即,即两个波,形,形的关系,出,出现方向,性,性错误。,这,这说明故,障,障存在于,燃,燃料反馈,控,控制系统,内,内部，例,如,如可能是,微,微机控制,系,系统接收,了,了错误的,进,进气流量,信,信号或错,误,误的发动,机,机冷却液,温,温度信号,等,等原因。,进气真空,泄,泄漏,图示为发,动,动机在2500r/min时的,氧,氧传感器,波,波形。故,障,障为个别,气,气缸的进,气,气歧管真,空,空泄漏。,真空泄漏,使,使混合气,过,过稀，每,当,当真空泄,漏,漏的气缸,排,排气时，,氧,氧传感器,就,就产生一,个,个低电压,尖,尖峰。一,系,系列的低,电,电压尖峰,在,在波形中,形,形成了严,重,重的杂波,。,。,而平均电,压,压高达536mV,则,则可解释,为,为：当氧,传,传感器向,微,微机控制,系,系统反馈,低,低电压信,号,号时，燃,料,料反馈控,制,制系统使,气,气缸内的,混,混合气立,即,即加浓，,排,排气时氧,传,传感器对,此,此反映为,高,高电压信,号,号。这说,明,明燃料反,馈,馈控制系,统,统的反应,是,是正确的,。,。,氧传感器,良,良好与损,坏,坏的波形,比,比较,图示为良,好,好的氧传,感,感器波形,与,与损坏的,氧,氧传感器,波,波形叠加,比,比较。,振幅大的,波,波形表示,良,良好者，,振,振幅小的,表,表示损坏,者,者。,损坏的氧,传,传感器波,形,形表明，,燃,燃料反馈,控,控制系统,的,的正常运,行,行受到了,严,严重的抑,制,制。但从,其,其波形中,的,的“稍浓,、,、稍稀”,振,振动来分,析,析。,燃料反馈,控,控制系统,一,一旦接收,到,到正确的,氧,氧传感器,反,反馈信号,是,是有控制,空,空燃比能,力,力的。,由于损坏,的,的氧传感,器,器的反应,速,速率迟缓,限,限制了浓,稀,稀转换次,数,数，使混,合,合气空燃