食盐有没有保质期:细说氧传感器

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/05 08:48:48

细说氧传感器(三元催化器核心部件)[归纳整理]

汽车氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器:它被用来监测发动机所排出废气中氧的含量或浓度,并根据所测得的数据输出一个信号电压,反馈给车载电脑(ECU),车载电脑根据收到的信号控制喷油量、进气量的大小,调整气、油比,从而达到省油、提高效率、减少污染等目的。(最佳气油比为14.7:1) 它通常安装在排气系统中,直接与排气气流接触。

据国外权威机构统计:汽车使用氧传感器后可省油15%、提高效率18%、降低污染50%  如果氧传感器出现故障,不但会使汽车费油及排放超标,还会使发动机工况恶化,导致怠速熄火、发动机运转失准等各种故障  一车用氧传感器工作原理  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,又可缩短生产周期,节约能源。

工作原理  氧传感器的工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。大气中氧的含量为21%,浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。

在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时,在电极之间产生一个高电压(0。6~1V),这个电压信号被送到ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800°C时,对混合气的变化反应最快,而在低温时这种特性会发生很大变化。  二氧传感器的作用  电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO))一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOX)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性,在理论空燃比(14/:7)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑,以控制空燃比。当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动势:O伏)通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。  ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高,并相应地控制喷油持续的时间。但是,如氧传器有故障使输出的电动势不正常,(ECU)电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。  主氧传感器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,氧传感器就不能起作用。  

 

三氧传感器的故障原因及诊断(要在专业维修店进行)  经过对故障的现象认真分析后,要进行以下的检测。  (一)发动机的基本检测:测量各汽缸的压力,均在1080Kpa(千帕)以上,正常;燃油系统压力2801080Kpa(千帕),正常;测尾气CO(一氧化碳)含量为7。5%,严重超标(正常为0.35%)。说明燃烧不完全。  (二)读取发动机控制系统故障码:使发动机怠速空负荷运行,冷却液温度达到发动机正常温度85度以上。将X431与车上16针OBD-2诊断座连接通讯。使用X431的读取故障码功能,读到“氧传感器不可靠信号”的故障内容。说明氧传感器本体或线路有故障。为了进一步确定这一故障的判断,可使用X431的读取动态数据流功能。  (三)对动态数据流进行分析:  (1)在发动机冷却液温度达到90度时,氧传感器本题加热温度达到了300度以上,传感器开始工作了。它正常工作会产生0.1~0.9V的变化电压信号输送给ECU(行车电脑)。但实测电压恒定不变(氧传感器损坏后电压信号恒定不变,一般都是低电压),ECU接收这个电压信号后,判断发动机混合气过稀(低电压过稀,高电压过浓,ECU只是以此判断)。所以ECU控制喷油器延长喷油时间,使喷油量增加,供给变浓的混合气。因为ECU得不到正常的变化信号电压的反馈,因此不能自动调节混合气空燃比,造成混合气一直处于过浓状态。所以可以证明是氧传感器这一错误的信号电压造成ECU不能精确地计算喷油量,导致发动机混合气过浓。  (2)发动机在怠速及部分负荷条件下,空气流量、冷却水温、转速、节气门角度同时都是影响空燃比的重要因素。但从第一次与第二次测量数据的对比要看到它们的实测值均为正常,说明它们并没有影响到ECU的正常工作。  (3)“发动机负荷”即喷油脉宽,反映的是发动机每转的持续喷油时间。发动机在怠速及部分负荷运行时,其正常值应在1.3-2.5ms之间,数值越大说明喷油器持续喷油时间越长,喷油量就越多。该车实测值为3.5ms,所以证实了ECU控制喷油器增加了喷油量。在节气门角度2∠º,空气量3.0g/s正常情况下,喷油脉宽的增长,也说明了发动机进入的空气量与喷油量的实际比例小于14.7,所以产生浓混合气。  (4)由以上分析可得出:  ① 是氧传感器失效造成了发动机混合气过浓。混合气过浓,空气不足,燃油不能完全燃烧,使发动机工作不正常:怠速不稳、排气管冒黑烟、功率下降及油耗升高。  ② 未燃的汽油排入高温的三元催化转换器内,遇到空气中的氧分子就会急骤燃烧起来,使催化剂熔融,堵塞催化转换器的排气孔造成排气节流。从而造成发动机功率更加严重下降,给汽车的动力性、经济性造成极大的影响。  四故障的检修与排除  根据以上的诊断,首先检查了氧传感器的工况。  (1)检查基本电压:将氧传感器接头拔下,用数字万用表表笔连接到插头的3和4(通向ECU的插孔)处。点火开关ON,测量电压为4.5V,正常。  (2)检查加热元件:起动发动机,用数字万用表表笔连接到插头的1和2之间测电阻,显示为∞(常温下为1-5Ω)。说明加热元件已损环。  (3)接着从排气管上拆下三元催化转换器,从其排气进口清楚地看到网状通气孔大部分已堵塞,说明转换器已损坏。将转换器内部凿空后装回排气管上,使用免拆式清洗机用除炭剂进行清洗喷油器及气缸内积炭,使发动机在2000rpm运转了10min后,断开清洗机。再将氧传感器和三元催化转换器更换了新件。最后使用X431删除了故障码。  (4)起动发动机,怠速运转平稳,踩油门转速提升灵敏,排气管已无黑烟上路行驶,加性性能恢复良好。试车后再用X431读取发动机动态数据流:转速840rpm,氧传感器信号电压在0.1-0.9V之间变化,发动机负荷为2.0ms,测尾气CO含量为0.18%。结果显示正常,证明故障完全排除。  综上所述,通过对氧传感器工作原理的正确理解和对动态数据流的深入分析,准确地找到了因氧传感器失效而造成发动机故障的原因。因此利用专用诊断仪协查发动机故障是一种行之有效的检测手段。

 

 

 

 

 

空燃比传感器的原理与检修

    空燃比传感器又叫宽范围氧传感器,宽带氧传感器,线性氧传感器,稀混合比氧传感器等。它们基于两种设计:单单元和双单元。单单元传感器产生的电压类似于传统的氧传感器。它们通过PCM内的平衡监控电路控制电流的流量。以丰田汽车为例说明。

    丰田采用的是单单元线性空燃比传感器。丰田的空燃比传感器看起来像传统的氧传感器,两者都是4条线,并且形状一样。两者互换也可以安装得上去,但无法工作。双单元传感器的代表是流量泵或离子泵传感器。它们属于宽带传感器或稀空燃比传感器,它可以反馈的空燃比达到22:1。宽带传感器可反馈的空燃比范围大约在12:1到20:之间。单单元和双单元传感器都要求更高的工作温度(大约650度)。   

    一,单单元空燃比传感器

    单单元线性空燃比传感器最早用于1996年在加州销售的丰田汽车。为了符合OBD2通用解码器的读取要求,丰田只有采用0到1.0V来报告空燃比传感器电压,而实际的空燃比传感器电压值则在2.4到4.0V之间变化。如图是空燃比与电压值的对照表,从图中可以看出如果用OBD2通用解码器读出的氧传感器电压值为0.64V,这表示当前的空燃比是14.4:1,而如果用原厂解码器读出来的值则是3.2V。

原厂仪电压        空燃比         通用OBD2仪器电压       混合气浓度

 2.4                   12.0                0.48                          RICH

 2.5                   12.3                0.50

 2.6                   12.6                0.52

 2.7                   12.9                0.54

 2.8                   13.2                0.56

 2.9                   13.5                0.58

 3.0                   13.8                0.60

 3.1                   14.1                0.62

 3.2                   14.4                0.64

 3.3                   14.7                0.66                         STOICH

 3.4                   15.3                0.68

 3.5                   15.9                0.70

 3.6                   16.5 .              0.72

 3.7                   17.2                0.74 

 3.8                   17.8                0.76

 3.9                   18.4                0.78

 4.0                   19.0                0.80                         LEAH

     技术人员在测试时如果不知道车辆采用的是此种空燃比传感器,而采用传统氧化锆传感器的测试方法。则会认为电压应该在0到1.0V之间变化,但实际上会保持在大约0.66不变.如果制造一个真空泄漏,让混合气变稀,此时电压将增加到大约0.8V,而传统的氧传感器则应该是0.2V以下;如果用丙烷产生一个浓混合气,此时电压将减少到大约0.48V,而传统的氧传感器则应该是0.8V以上。这一点容易让技术人员误以为传感器或PCM控制单元故障。为了避免产生这样的混淆,加州大气资源委员会批准并发布了新的关于空燃比传感器的OBD2参数,丰田公司也做了相应的修正。现在如果你的OBD2通用解码器不能读取新的空燃比传感器参数,则在解码器上将无法显示。而根据空燃比传感器类型的不同,这个值也可以用电流来显示。空燃比传感器也可以采用仪器进行检查。四线式单单元空燃比传感器有两条是加热线,两条线是传感器信号线。首先检查加热器电路,加热器电路有两条线,一条是B+蓄电池或充电电压,另一条接PCM的参考地。我们可以用电流钳和示波器测量其电流变化。接下来我们检查传感器信号电路。检查传感器信号电路有几个方法可以采用。  

     第一种方法是采用万用表的电压档测量两根信号线,其中一条线的电压值应该是3.0V,另一条线的电压值应该是3.3V。如果电压值不正确,可能是线路开路或短路或者是PCM故障。

    第二种方法是改变混合气浓度并测量两条线间的电压降,正常的情况会像传统的氧传感器那样在0到1.0V之间变化。测试时要注意加热器温度要保持在正常的工作温度范围内。

    第三种方法是在其中一根信号线上串联一个数字万用表,把万用表调到电流档的毫安量程,改变混合气浓度,并观察电流值,电流一定会随着混合气从浓到稀而从正变为负值。

   二,双单元空燃比传感器

    双单元宽带空燃比传感器也叫流量泵传感器。它包含两个氧化锆单元A和B。氧化锆传感器有一个特性,就是当氧离子移动时会产生电动势,相反如果将电压施加在氧化锆传感器上,也会造成氧离子的移动。其中,氧化锆单元A像传统的氧化锆传感器那样根据大气和测试腔之间的氧浓度不同而产生电动势。氧化锆单元B则反过来通过施加一个电压,使之成为一个氧离子泵,把氧离子从排气管泵到测试腔。发动机控制单元PCM监控氧化锆单元的信号并保持电压在0.45V。为了保持这一电压值,PCM会增加或减小泵单元电路的电流,以控制测试腔的氧离子浓度,从而使氧化锆单元A产生一个0.45V的电压。PCM通过给泵单元施加的电流变化就可以计算出混合气值。

     检查空燃比传感器最好的方法是采用解码器和废气分析仪进行配合检查。如果解码器的空燃比参数与废气分析仪的值不匹配,则需要进行进一步的检查。可根据以下4个步骤进行检查诊断。

     1,检查加热器电路。像前面介绍的线性空燃比传感器的检查方法那样采用电流钳及示波器来检查电流的变化。

     2,分开传感器线束接头。用万用表检查泵单元输出和输入线路之间的修正电阻,他的值应该在30欧姆到300欧姆之间。

     3,把传感器的接头插上,用万用表检查参考地电压,它的值应该在2.4到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参考地,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。如果不是首先检查电路,接着检查输入泵单元。泵单元电压会以0.5到0.6的幅度波动,示波器要设置为AC耦合,这样才显示得出负的电压值。在混合气从最浓变为稀时,会产生一个大于1.0的电压变化。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

氧传感器的作用

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

  电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO)一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOx)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性,在理论空燃比(14.7:1)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑,以控制空燃比。当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动势:O伏)通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。

ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高,并相应地控制喷油持续的时间。但是,如氧传器有故障使输出的电动势不正常,(ECU)电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。

氧传感器的组成

主氧传感器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,氧传感器就不能起作用。

氧传感器的工作原理

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,又可缩短生产周期,节约能源。

  

氧传感器的工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。大气中氧的含量为21%,浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时,在电极之间产生一个高电压(0。6~1V),这个电压信号被送到ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800°C时,对混合气的变化反应最快,而在低温时这种特性会发生很大变化。

 

氧传感器的杂波分析

概述

  1.为什么要研究氧传感器波形上的杂波信号呢?

  这是因为杂波可能是由于燃烧效率低造成的,只要上流动系统不是处在正确的工作状态下,催化器就不能被精确地测试,氧传感器波形的杂波能警告各个发动机气缸性能的下降,这时废气诊断是最主要的。因为它能发现催化器转换效率的降低和个别气缸的性能降低。杂波信号也妨碍燃油反馈控制系统控制器的正常运行(在发动机控制电脑中的反馈程序运行),“燃油反馈控制系统控制器”专门指起作用的软件程序(从现在起,称之为“反馈控制器”),它是接受氧传感器电压信号并计算正确的即时喷油或混合气控制命令的程序。 通常,反馈控制器程序不是设计成有效地去处理由非正常的系统操作和燃油控制命令所产生的氧传感器信号频率。杂乱的高频变动信号能使反馈控制器失掉控制精度,或失去“反馈节奏”。这里有几个影响,首先,当反馈控制器的操作精度受影响时,燃油混合比就会超出催化剂窗口,这将影响转换器的工作效率和废气排放。其次,当反馈控制器的操作精度受影响时,发动机性能也将受到影响。 杂波可以成为失去控制的废气进入催化剂的判定性指示,经常可发现当杂波存在时,进入催化剂的废气便没有了正确的混合气空燃比,理解氧传感器波形上的杂波对废气排放的修理诊断是很重要的。在一些情况下,杂波是催化转换效率减少的明显信号,随后就是尾气排放超出标准。此外,氧传感器波形上杂波的解释、对发动机性能或行驶能力诊断是一个有价值的工具。杂波是燃烧效率从一缸到另一个缸不平衡指示。对氧传器波形上的杂波的解释和理解对有效地运用氧传感器信号修理验证也是很重要的。 在氧传感强器波形上的杂波表明排气变化从一个缸到另一个缸的不平衡,或者是比较特别地从个别的燃烧过程中没有得到较高的氧的含量。大多数氧传感器当工作正常时能够比较快的反馈各个燃烧过程所产生的电压偏差。杂波的信号限制越大,从各个燃烧过程测得氧成分的差别就越大,在不同行驶方式下看到的杂波不但对确定稳态和瞬态废气试验失效的根本原因是重要的,而且也是有效的可驾驶性能诊断的判断依据。 在加速方式下与BC的峰值毛刺形成一对一废气波形的氧传感器信号杂波是一种非常重要的诊断信号,因为它意味着在有负荷的情况下点火出现断火现象。通常,杂波幅度越大。在排气中氧传感器的成份就越多,所以杂波是由于进入催化器的反馈气平均氧含量升高造成氧化氮排前增加的指示,在浓氧环境中(稀混合气)催化器中的氧化氮不能被减少(化学地)。 综上所述,已知一些反馈类型系统完全正常的氧传感器波形上的杂波信号对废气或发动机性能不产生明显影响。对于少量的杂波可以不去管它,而大量的杂波是重要的。这正说明诊断是一种艺术,要学会判断什么是正常的杂波,什么不是就需要实践,而最好的老师是经验,学习的最好方法是从观察不同行驶里程和不同类型的汽车上观察氧传感器波形。理解什么是正常的杂波,什么是不正常杂波,对有效地进行废气排放修理以及行驶能力诊断是非常有价值的,它值得花时间去学习。 对于大多数普通系统,一个软件波形是绝对有价值的,对正在控制着的系统拥有一张氧传感器参考波形,能判断出什么样的杂波是允许的、正常的,而什么样的杂波是应该关注的,关于好的杂波标准是:如果发动机性能是好的,则应该没有真空泄漏,废气中的碳氢(HC)化合物和氧含量是正常的。 在本部分的试验中将尽可能地给出大量的资料,以便去理解在这个训练中正好有充分的时间和空间来包括所有的关于这个的课题。

  2.杂波产生的原因

  氧传感器信号的杂波通常由以下原因引起:

  A.缸的点火不良(各种不同的根本原因,点火系统造成的点火不良,气缸压力造成的点火不良真空泄漏和喷油嘴不平衡造成的点火不良);

  B.系统设计,例如不同的进气管通道长度等等;

  C.由于发动机和零部件老化造成的系统设计问题的扩大(由于气缸压力不平衡造成的不同的进气管通道长度问题的扩大);

  D.系统设计,例如不同的进气管通道等等。

  3.由点火不良气缸引起氧传感器波形的杂波,发动机的点火不良是如何引起杂波呢?

  在点火不良状态下波形上的毛刺和杂波由那些燃烧不完全或根本不燃烧的单个燃烧时间或系列燃烧事件引起,它导致在气缸中有效氧化部分被利用,剩下的多余氧走到排气管中,并经过氧传感器。当传感器发现排气中氧成分变化时,它就非常快地产生一个低压或毛刺,一系列这些高频毛刺就组成称之为“杂波”东西。

  4.产生毛刺的不同点火不良类型

  a)点火系统造成的点火不良(例如:损坏的火花塞、高压线、分电器盖、分火头、点火线圈或只影响单个气缸或一对气缸的初级点火问题)。通常点火示波器可以用来确定这些问题或排除这些故障);

  b)送至气缸的混合气浓造成的点火不良(各种可能的原因)对给定的危险混合气空燃比例约为13:1;

  c)送至气缸的混合气过稀造成的点火不良(各种可能的原因)对给定的危险的混合气空燃比例为17:1;

  d)由气缸压力造成的点火不良,它是由机械问题造成的,它使得在点火前燃油空气混合气的压力降低,并不能产生足够的热,这就妨碍了燃烧,它增加了排气中的氧含量。(例如气门烧损,活塞环断裂或磨损,凸轮磨损,气门卡住等);

  e)一个缸或几个缸有真空泄漏造成的不良,这可以通过对所怀疑的真空泄漏区域(进气叶轮、进气歧管垫、真空管等)加入丙烷的方法来确定,看示波器的波形什么时候因加丙烷使信号变多,尖峰消失,当与一个缸或几个缸有关的真空泄漏造成进入气缸的混合气超过17:1时,真空泄漏造成的点火不良就发生了。

  f)就喷油嘴喷射不平衡造成的点火不良仅在多点喷射发动机中,一个缸的油浓或稀混合气造成点火不良是因为喷油时每个喷油嘴实际喷射的油量太多了或太少(喷油嘴堵塞或卡住)造成的。当一个气缸或几个汽油中的混合气空燃比超过危险时17:1就产生了稀点火不良,低于13:1也产生浓点火不良,这就造成了喷油嘴喷油不平衡产生的点火不良。 通常,可以用排除由点火系统造成的点火不良、气缸压力的点火不良和单个气缸真空泄漏造成的可能性来判断。喷油不平衡。可以用汽车示波器排除自点火系统和气缸压力造成的点火不良(用发现点火系统造成的点火不良和动力平衡气缸压力问题)。排除与个别气缸有关的真空泄漏,通常采用往可能产生真空泄漏的区域或周围加丙烷(进气歧管、化油器垫等)的方法,同时像从前说过的那样,从示波器上观察氧传感器信号波形的方法达到目的。通常,在多点燃油喷射发动机,如果不能证实a、b、和c类型造成的点火不良,那么不平衡造成氧传感器波形中的严重杂波的可能性就可以确定。 判断氧传感器的杂波的规则 如果氧传感器的信号上有明显的杂波,这种杂波对所判断的那一类系统是不正常的话,通常这将伴随着重复的、可测试出的怠速时的发动机故障(例如:每次气缸点火的的爆震)。通常,如果杂波是明显的,发动机的故障最终将与波形上的各个尖峰有关,没有明显的伴随着发动机故障的杂波是不容易消除的杂波(在某些情况下这是正确的),也就是说当在波形上产生杂波的个别尖峰最终与发动机故障无关时,那么在修理中想要排除它的可能性很小。 综上所说,判断杂泼的规则是:如果可断定进气歧管无真空泄漏,排气的碳氢化合物(HC)和氧的含量正常,发动机的转动或怠速都比较平衡的话,那么杂波或许是可以接收的,或是正常的。

  许多汽车燃油反馈控制系统中,不但安装一个氧传感器,福特3.8L V6型从1980年制造出来的就装有两个氧传感,为了适应不断加强的EPA的废气控制要求,使用多个氧传感器的系统数量在不断增加。在1988年和更新的汽车上氧传感器的数目在连续地增加。此外,从1994年起一些汽车在催化器前和后各装一个氧传感器,这种结何可以用装在汽车上的OBD-Ⅱ系统来检查催化器的性能,在一定情况下,还可以增加对空燃比控制的精度。在任何情况下,由于氧传感器信号快使其成为最有价值的发动机性能诊断工具之一,氧传感器越多,对检修技术人员越有好处。

  通常,燃油反馈控制系统的工程逻辑决定,氧传感器在靠近燃烧室的地方,燃油控制的精度越高,这主要是由于排气空气气流的特性确定的:例如气体的速度,通道的长度(气体瞬时太滞后)和传感器的响应的时间等等。许多制造商在每个气缸的每个排气歧管底下安装一个氧传感器,这样就能判定哪一个气缸有问题,这就排除了诊断失误的可能性,在许多情况下靠排除至少一半潜在有问题气缸来减少诊断时间。 用双氧传感器进行催化器监视 一个工作正常的催化转换器,配上正常控制燃油分配系统的燃油反馈控制系统,它可以保证最安全的将有害的排气成份变为相对无害的氧化碳和水蒸气,但是,催化器会因过热而受损(由点火不良等等),这导致催化剂表面减少和孔板金属烧结,这两点都将使催化器永久损坏。

  当催化剂失效时就能知道,对环境和废气系统修理时,技术人员是十分重要的。

  OBD-Ⅱ诊断系统的出现,对环境和催化剂的随车监视系统、OBD-II监视系统依据好或坏的催化剂的氧化特征作精确的检测手段。在稳定运行时,催化剂后面好的氧传感器(热的)应比催化剂前的任何一个氧传感器的信号波动少得多,这是由于在转换碳氢化合物和一氧化碳时正常运行的催化剂消耗氧化能力,这就减少了后氧传感器信号的波动。

  后氧传感器的信号波动比氧传感器的信号波动要小的多。也要注意当催化剂“关断”(或达到运行温度),催化器开始储存和用氧做催化转换时,信号由于在排气中氧越来越少而升高。

当催化剂完全损坏时,催化剂的转换效率、以及它的氧储存能力丧失,因此,催化剂后部的排气中氧的含量如果不完全的话,则十分接近催化剂前部的排气中的氧的含量。

 

氧传感器的检测

装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机,如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障,那么极有可能是氧传感器及相关线路出了问题。

  大多数发动机的电控系统都有自检功能,当氧传感器或相关部位发生故障时,电脑会自动记下故障内容,维修人员只需用专门的解码器读出故障代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢?这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。

  如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的,检修时只需拔下氧传感器接头,如果发动机的故障消失,则说明氧传感器已经损坏,必须更换,如果发动机故障依旧,那么还要从其他地方找原因。

  利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端,正常情况下,电压应在0-1V之间变化,中值在500mV左右,如果输出电压长时间保持某一数值而无变化,则表明氧传感器已经损坏。

实际上,氧传感器是一个相当耐用的部件,只要燃油质量过关,它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。

氧传感器的表征与故障

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOX的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

  目前,实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分,;单引线的为氧化锆式氧传感器;双引线的为氧化钛式氧传感器;三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器,原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。

  氧传感器一旦出现故障,将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息,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。因此,必须及时地排除故障或更换。

  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。

  4.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正常的工作温度而失去作用。

  5.氧传感器内部线路断脱。

  6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:

   ①淡灰色顶尖:这是氧传感器的正常颜色;

  ②白色顶尖:由硅污染造成的,此时必须更换氧传感器;

  ③棕色顶尖:由铅污染造成的,如果严重,也必须更换氧传感器;

  ④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。

  氧传感器的作用

  电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO))一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOX)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性,在理论空燃比(14/:7)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑,以控制空燃比。当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动势:O伏)通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。

  ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高,并相应地控制喷油持续的时间。但是,如氧传器有故障使输出的电动势不正常,(ECU)电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。

  主氧传感器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,氧传感器就不能起作用。

  后氧传感器

  现今车辆安有两个氧传感器,三元催化器前放一个,后放一个。前方的作用是检测发动机不同工况的空燃比,同时电脑根据该信号调整喷油量和计算点火时间。后方的主要是检测三元催化器的工作好坏!即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常(好坏)的重要依据.