1、國家職業資格全省統一鑒定（國家職業資格二級）汽車修理工論文題目：廈門金龍汽車氧傳感器的失效故障與維修編號：廈門金龍汽車氧傳感器的失效故障與維修摘要：本文主要介紹一輛廈門金龍汽車氧傳感器的失效讓汽車不能準確檢測廢氣中的氧含量，更加反饋錯誤信號給電腦控制噴油量，使發動機出現怠速不穩，發動機中高速抖動和冒黑煙的診斷與排除的過程。關鍵詞：氧傳感器失效 故障 冒黑煙 怠速不穩一、 前言跟著社會科學技術的進步，汽車工業的發展和汽車保有量的急劇增加，汽車尾氣排放對大氣的污染已經構成了公害它惡化了人類的生存環境，影響了人們的身體健康，已發展成為嚴重的社會問題。在有些大城市，汽車廢氣排放已經接近或超過環境容量。

2、為了保護日益惡化的地球環境，世界各國先后出臺了便為嚴格的汽車污染物排放標準。氧傳感器是現代汽車控制廢氣排放提高燃油經濟性的重要傳感器之一。氧傳感器是汽車從以前的開環燃油控制過渡到現代的閉環燃油控制系統的一個重要標志性零件，它調整和保持理想的空燃比，使三元催化器達到最佳的轉換效率。使得發動機排氣中的三種主要有毒成份，碳氫化合物HC，一氧化碳CO和氮氧化合物N Ox都能在三元催化器中得到最大的轉化和凈化。二、氧傳感器功用與工作原理氧傳感器分為二氧化鋯(ZrO2)和二氧化鈦(TiO2)兩種結構形式。此車的氧傳感器為二氧化鋯式圖1.1、圖1.2圖1.1 (氧傳感器實物圖)1、導管排氣孔罩；2、鋯管；3

3、、電極；4、彈簧；5、線頭支架（絕緣）；6導管； 7、排氣管圖1.2 (二氧化鋯氧傳感器結構圖)氧傳感器功用：它是實現閉環控制的電控汽油噴射系統的主要部件，它用于檢測廢氣中氧含量，實現空燃比的閉環反饋控制。氧傳感器通常安裝在發動機的排氣管上，用來檢測排氣中氧離子的含量以獲得混合氣的空燃比信號，并將該信號轉換成電壓信號輸入到燃油噴射系統的控制電腦（ECU）根據氧傳感器的信號，對噴油時間進行修正，使噴油量保持在最佳值，令發動機動力性.經濟性.排氣凈化達到最佳狀態。氧傳感器工作原理：發動機工作時，廢氣從傳感器外表面即工作面流過，因高溫使氧分子發生電離，由于鋯管內外表面的兩個電極之間產生一個微小的電壓

4、，正常工作時氧傳感器輸出電壓在0.1V-0.9V之間。當發動機燃燒濃混合氣時，廢氣中含氧量較多，產生電壓約0.8V1V；當燃燒稀混合氣時，廢氣便有一定量的氧分子，使鋯管中氧氣移動能力減弱，只產生0.1V的電壓。即噴油量偏少 空燃比大 廢氣中氧含量大 氧傳感器產生0.1V電壓 ECU控制噴油量增大 噴油量偏大 空燃比小 廢氣中氧含量少 氧傳感器產生0.9V電壓 ECU控制噴油量減少 氧傳感器就是將所檢測到的電壓信號傳送（信息反饋）給ECU，ECU根據氧傳感器的信號來不斷調整噴油脈沖寬度，改變噴油量，使空燃比始終在理想值（14.7：1）附近上下波動，以達到理想空燃比的要求。如圖2圖2 (尾氣排放與

5、空燃比關系圖)計算機根據氧傳感器的信號對噴油器的噴油量進行修正。它將氧傳感器信號以0.5V為界進行劃分，大于0.5V為混合氣過濃，小于0.5V為混合氣過稀。在發動機運轉過程中，若混合氣較濃，使實際空燃比小于理論空燃比，即反饋電壓大于0.5V，計算機便控制噴油器減少噴油量。使混合氣逐漸變稀，空燃比升高；反之則反。其反饋控制過程下圖3所示：圖3發動機反饋控制過程圖在反饋控制過程中，由于從噴油行程開始，至氧傳感器檢測排出的氧分子濃度止，要經過進氣、壓縮、做功、排氣及氧傳感器響應等過程，需要一定的時間。因此，要準確地保持混合氣濃度在理論空燃比附近一個狹小的范圍內波動，氧傳感器的輸出電壓也要在0.1V-

6、0.9V間不斷變化，通常每10s變化8次以上。若變化過緩（小于8次）或者輸出電壓保持不變，說明反饋系統故障。如果沒有氧傳感器，發動機就不知道混合氣的混合情況，在進行修正噴油時也就不知道該修正多少噴油時間才合適，這就會造成混合氣過濃或過稀，所以氧傳器信號不良常常會造成發動機怠速不穩、加速不良、排氣冒黑煙、耗油量大、發動機故障燈亮等故障現象。二、案例分析（一）、故障現象 一輛廈門金龍汽車（XML6482EA），發動機型號為491QA，美國德爾福電控汽油噴射系統。行駛二十一萬五百多公里出現怠速不穩，冒黑煙。使用專業解碼器元征-X431進行檢測，結果沒有發現故障碼，再細看動態數據流。發現氧傳感器數據流

7、不正常。（二）、氧傳感器可能發生故障的原因分析根據廈門金龍汽車的氧傳感器特征及解碼器檢測動態數據流現象分析：如果發現氧傳感器數據流不正常及ECU會以故障代碼存儲記憶并控制故障警告燈閃爍。故障代碼顯示為氧傳感器問題時，故障原因除了氧傳感器損壞外，線路短路、斷路或ECU內控制電路有問題也會輸出同樣的故障代碼，因此必須通過全面檢測去查出故障的真正原因在使用氧傳感過程中，會因多種因素導致其工作不良或損壞，使發動機出現怠速不穩、加速不良、排氣冒黑煙、耗油量大、發動機故障燈亮等故障。1、首先要檢查氧傳感器本身發生故障時，我們可以通過觀察其頂端工作面的顏色來判斷故障。若正常使用如下圖4：圖4 （氧傳感器正常

8、使用情況圖）（1）頂端呈棕色。此特征是由鉛污染所引起的。現在的汽油已升級沒有含鉛所以氧傳感器鉛中毒現象應不會發生，但不排除用戶使用了非法含鉛汽油。（2）頂端呈白色。此特征大多是由于發動機在維修時使用了硅密封膠所致。當硅污染導致氧傳感器失效或損壞時，一般應更換氧傳感器。（3）頂端呈黑色。積炭引起頂端呈黑色，屬于正常現象。但積炭沉積過多，會影響信息反饋的靈敏度。對此，應定期清除積炭，并按照規定進行更換。2、根據氧傳感器的工作原理分析，氧傳感器數據反映的是發動機整個系統燃燒的情況，它的故障代碼有兩種含義：“自身故障碼，”即氧傳感器本身損壞或線路短路、斷路；“他身故障碼”，即混合氣過濃或過稀影響到氧傳

9、感器的電壓反饋。所以有氧傳感器故障碼存儲不一定說明氧傳感器就壞了，應進行數據分析。其實氧傳感器的數據分析不僅可以分析其本身的故障，用它的動態數據還可以分析發動機混合氣的燃燒情況。氧傳感器線路故障診斷有如下幾方面： （1）觀察氧傳感器電壓正常。使用專業解碼器元征-X431讀出發動機的動態傳輸數據流，如果動態數據在0.5V左右跳動，在0.10.9V之間變化，且在0.5V上下跳動的頻率基本相等，那么氧傳感器是正常的，混合氣燃燒比較好。 （2）氧傳感器電壓過高。如果氧傳感器的動態數據一直在0.5V以上跳動，說明混氣太濃，發動機自診斷系統一般輸出氧傳感器故障或混合氣過濃故障碼，進入閉環工作時間長，發動機

10、故障警告燈會亮。造成混合氣濃的故障原因有：噴油漏油、空氣濾清器堵塞、點火正時不良、其他影響混合氣變濃的傳感器工作不良等。 （3）氧傳感器電壓過低。如果氧傳感器的動態數據一直在0.5V以下跳動，說明混合氣太稀，發動機自診斷系統一般會輸出氧傳感器故障碼或混合氣過稀故障碼，發動機故障警告燈亮。此時應檢查造成混合氣過稀的故障原因，如噴油嘴是否堵塞、進氣歧管是否漏氣、燃油壓力是否過低等。 （4）如果數據為0V。說明氧傳感器已損壞或信號線路有問題，應進一步檢查氧傳感器本身及其線路連接。特別說明，為了防止傳感器損壞，有些電噴發動機電腦專門設計了傳感器替代信號。傳感器的替代信號是中間固定值，它不能反應發動機的

11、實際工況，此時發動機工作于應急狀態，即處于非常狀態運轉。氧傳感器替代信號一般為0.5V左右，如果檢測電壓值為0.45V且不跳動，則說明氧傳感器沒有信號輸入，對氧傳感器及其線路進行檢查。（三）、故障的診斷與排除根據氧傳感器動態數據流來分析，雖然跳動的頻率符合（8次以上/10s）可一直以0.32V左右跳動，電壓過低不正常。氧傳感器的正常電壓應在0.45V0.65為中心跳動，在0.10.9V之間變化且在0.45V0.65V上下跳動的頻率基本相等。表明氧傳感器的反饋信號不正常。如圖5圖5 （氧傳感器的正常電壓示波圖）逐步檢查。拔下氧傳感器線束插頭，測量接線端中加熱線正極與負極之間的電阻13 歐，電壓為

12、12V。表示氧傳感器加熱電阻正常。影響氧傳感器信號電壓過低的故障原因。噴油器堵塞、進氣壓力傳感器與節氣門位置傳感器故障、燃油壓力太低、空氣流量計和節氣門之間的未計量空氣、排氣歧管襯墊處泄漏，有未計量的空氣、氧傳感器加熱故障或其本身臟污。進行過路試，車加速性能良好，發動機只是間隔性抖動，不見喘、抖。理論上講 小于0.5V說明含氧量多說明空燃比大說明噴油量偏少，可為什么會冒黑煙？車冒黑煙說明燃燒不完全說明混合氣過濃產生大于0.5V電壓。理論與實際產生了矛盾，只好集中影響氧傳感器電壓信號過高與過低故障的共同點，逐步排除，步驟1：檢查進氣壓力傳感器是否正常，該車檢查節氣門位置傳感器是否正常，該車采用觸

13、點開關式：為三線制，有IDL、E和PSW三個端子。檢測產生IDL和PSW信號與E端子之間電阻，當IDL為0，PSW為1時發動機為大負荷；當IDL為0，PSW為0時發動機為低負荷（節能狀態）；當IDL為1，PSW為0時發動機為怠速（0指不通低電位，1指通高電位）。檢查情況正常，三個檔位的數值正常。步驟2：測量汽油壓力，裝上汽油壓力表，300KPa（標準為285KPa320KPa）說明汽油壓力沒問題。步驟3：拆下噴油嘴，用噴油嘴清冼機清冼，噴油嘴霧化良好，測試噴油嘴泄漏，在300KPa的汽油壓力下，5分鐘也沒漏滴半點。表明噴油嘴良好。步驟4: 只剩下氧傳感器了，拆下了見到氧傳感器頭黑也沒太多積碳，用化清劑清冼一下裝上，也沒見好轉。如下圖7圖7氧傳感器安裝位置圖最后只好換個新的，裝上新的氧傳感器一試故障立刻消失，用X431看氧傳感器動態數據流一切正常。三、結束語通過上述方法終于排除了，這輛金龍車怠速發抖中高速發動機發抖的故障