任務(wù)5.2氧傳感器故障檢修

1、主講：鄧家林適應(yīng)專業(yè)適應(yīng)專業(yè): : 汽車運用技術(shù)、汽車電子技術(shù)、汽車服務(wù)技術(shù)與營銷汽車運用技術(shù)、汽車電子技術(shù)、汽車服務(wù)技術(shù)與營銷 任務(wù)5.1 氧傳感器檢修發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障的檢修汽車工程學(xué)院實訓(xùn)教研室汽車工程學(xué)院實訓(xùn)教研室教學(xué)目標(biāo)專業(yè)能力專業(yè)能力方法能力方法能力社會能力社會能力1.1.能正確的著裝，保證實訓(xùn)安全；能正確的著裝，保證實訓(xùn)安全；2.2.能按操作規(guī)程進行設(shè)備的規(guī)范操作；能按操作規(guī)程進行設(shè)備的規(guī)范操作；3.3.能實施能實施5S5S管理；管理；4.4.能正確使用實訓(xùn)場地的工具、量具及設(shè)備。能正確使用實訓(xùn)場地的工具、量具及設(shè)備。1.1.了解職業(yè)員的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；了解職業(yè)員的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；2.2.熟

2、悉基本的維修操作流程；熟悉基本的維修操作流程；3.3.熟悉熟悉6S6S管理內(nèi)容管理內(nèi)容4 4、熟悉實訓(xùn)設(shè)備的操作規(guī)程、熟悉實訓(xùn)設(shè)備的操作規(guī)程。1.1.培養(yǎng)與客戶的語言交流與溝通能力，有較強的口頭與書培養(yǎng)與客戶的語言交流與溝通能力，有較強的口頭與書面表達能力、人際溝通能力面表達能力、人際溝通能力2.2.明確學(xué)習(xí)方法，能自主學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)；明確學(xué)習(xí)方法，能自主學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)；3.3.嚴(yán)格遵守安全規(guī)范、嚴(yán)格遵守安全規(guī)范、5S5S管理，環(huán)保性。管理，環(huán)保性。教教學(xué)學(xué)目目標(biāo)標(biāo) 案例案例： 4S店接到一臺豐田卡羅拉轎車，裝用豐田1ZR-FE電噴發(fā)動機。車主反映發(fā)動機怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)

3、，故障燈亮起。 請幫車主將車修復(fù)。 本次課主要介紹的內(nèi)容有： 汽車氧傳感器的認識 任務(wù)一：汽車氧傳感器的認識 任務(wù)二：汽車氧傳感器的檢測 任務(wù)二：發(fā)動機怠速不穩(wěn)的檢修按結(jié)構(gòu)分：氧化鋯式、氧化鈦式按傳感器是否有加熱裝置分：加熱型、非加熱型汽車氧傳感器的認識 一、類 型 采用氧傳感器的最終目的是為了提高發(fā)動機的排放性能。 檢測排氣中氧含量，判斷混合氣成分，調(diào)整空燃比在理論值14.7左右，實現(xiàn)燃油閉壞控制，從而使三元催化效果最佳，達到最佳的排放性能空燃比空燃比氧氧噴油噴油14.7（空然比閉環(huán)控制）單床雙床氧化鋯氧傳感器 加熱器：預(yù)熱加熱器：預(yù)熱 鋯管：二氧化鋯（鋯管：二氧化鋯（rOrO2 2）制成的

4、鋯管，內(nèi)側(cè)通大）制成的鋯管，內(nèi)側(cè)通大氣，為正極，外測通廢氣，為負極。檢測空然比。氣，為正極，外測通廢氣，為負極。檢測空然比。?氧化鈦氧傳感器氧化鈦氧傳感器 結(jié)構(gòu)如右圖，主結(jié)構(gòu)如右圖，主要由二氧化鈦元件、導(dǎo)要由二氧化鈦元件、導(dǎo)線、金屬外殼和接線端線、金屬外殼和接線端子等組成。子等組成。 當(dāng)廢氣中的氧濃當(dāng)廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電度高時，二氧化鈦的電阻值增大；反之，廢氣阻值增大；反之，廢氣中氧濃度較低時二氧化中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減小，利用鈦的電阻值減小，利用適當(dāng)?shù)碾娐穼﹄娮枳兞窟m當(dāng)?shù)碾娐穼﹄娮枳兞窟M行處理，即轉(zhuǎn)換成電進行處理，即轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給壓信號輸送給ECUECU，用，用來

5、確定實際的空燃比。來確定實際的空燃比。 1二氧化鈦元件2金屬外殼3陶瓷絕緣體 4接線端子5陶瓷元件6導(dǎo)線7金屬保護套 （1）氧濃度信號電壓？鋯管兩側(cè)的電壓隨兩側(cè)的氧濃度差的增大而增大，微電池。ECM給鋯管兩電極間提供一微小的基準(zhǔn)電壓，約為0.45V。 大于0.45V ， ECU控制減油；小于0.45V ， ECM控制增油。維持空燃比14.7。（2）ECU如何根據(jù)信號電壓識別空燃比，控制噴油？ 結(jié)論：信號電壓一般在01V之間以0.45V為中心上下波動，混合氣濃，高；混合氣稀，低。低頻直流、脈沖電壓信號。氧傳感器失效氧傳感器失效 （桑塔納AJR）水溫大于80，起動（1）萬用表檢測1）檢測加熱線圈

6、線圈電阻：室溫 15 供電電壓：起動 ，12V 搭鐵電阻：0V 2 2）檢測信號電路）檢測信號電路 動態(tài)值：動態(tài)值：發(fā)動機運發(fā)動機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2500r/min2500r/min，電，電壓在壓在0.11V; 0.11V; 以以0.45V0.45V為中心上下為中心上下波動次數(shù)波動次數(shù)10s10s內(nèi)不內(nèi)不少于少于8 8次；發(fā)動機次；發(fā)動機加速，加速，0.7V0.7V1.0V;1.0V;發(fā)動機減速，發(fā)動機減速，0.1V0.1V0.3V0.3V。 靜態(tài)值：發(fā)動機不靜態(tài)值：發(fā)動機不運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)，0.450.5V0.450.5VV最高信號電壓最高信號電壓850mV850mV最低信號電壓最低信號電壓75175mV7

7、5175mV從濃到稀的最大從濃到稀的最大允許響應(yīng)時間允許響應(yīng)時間100ms100ms（2 2）示波器）示波器檢測檢測只要有只要有1 1個個不符合規(guī)不符合規(guī)定，必須定，必須進行故障進行故障檢查。檢查。結(jié)論：結(jié)論：檢測信號檢測信號電壓最大、電壓最大、最小值、最小值、變化次數(shù)變化次數(shù)禁用含鉛汽油，防止催化劑失效；三元催化轉(zhuǎn)換器固定不牢或汽車在不平路面上行駛時的顛簸，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器中的催化劑截體損壞；裝用蜂巢型轉(zhuǎn)換器的汽車，一般汽車每行駛80000km應(yīng)更換轉(zhuǎn)換器心體。裝用顆粒型轉(zhuǎn)換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規(guī)定值時，應(yīng)全部更換。 在檢修氧傳感器時，應(yīng)注意以下事項：在檢修氧傳感器時，應(yīng)注意以下

8、事項： (1)氧傳感器一般使用氧化鋯(ZrO2，一種陶瓷材料)作敏感元件。因為陶瓷硬而脆，甚至強烈的吹洗都會使它碎裂，所以，在拆裝時，不要用扳手或撬扛敲打，以免損壞。 (2)不要在氧傳感器內(nèi)部噴涂防銹層或使用溶劑，以防阻礙或堵塞外部空氣進入傳感器內(nèi)部而改變其性能，甚至完全失效。其他油液如動力轉(zhuǎn)向機油和制動液也會起同樣的作用。 檢修注意事項檢修注意事項 (3)在維修發(fā)動機時，應(yīng)按規(guī)定使用密封墊或密封膠。在有潤滑油流動的部位，不要使用含有醋酸的硅密封膠或硅橡膠密封墊。除有廠商規(guī)定者外，不要在氧傳感器的螺紋處使用防粘劑或溶劑。 （1）氧傳感器中毒氧傳感器中毒是經(jīng)常出現(xiàn)的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)

9、常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復(fù)正常工作。但往往由于過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內(nèi)部，阻礙了氧離子的擴散，使氧傳感器失效，這時就只能更換了。 1.8 1.8 氧傳感器的常見故障：氧傳感器的常見故障： 另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來說，汽油和潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當(dāng)散發(fā)出的有機硅氣體，都會使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和潤滑油。修理時要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠規(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑等。 （2）積

10、碳由于發(fā)動機燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內(nèi)部進入了油污或塵埃等沉積物，會阻礙或阻塞外部空氣進入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的信號失準(zhǔn)，ECU不能及時地修正空燃比。產(chǎn)生積碳，主要表現(xiàn)為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時，若將沉積物清除，就會恢復(fù)正常工作。 （3）氧傳感器陶瓷碎裂氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。 （4）加熱器電阻絲燒斷對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達到正常的工作溫度而失去作用。 （5）氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。 氧傳感器的檢查方法 1.氧傳感器加熱器電阻的檢查拔下氧

11、傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40(參考具體車型說明書)。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器 2.2.氧傳感器反饋電壓的測量氧傳感器反饋電壓的測量: : 數(shù)字萬用表置于直流電壓“DC”量程，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，用萬用表測試氧傳感器的信號電壓，讀取最小最大值。好的氧傳感器應(yīng)該能被檢測到小于0.3V、高于0.8V的信號電壓。在正常情況下，隨著反饋控制的進行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，1s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。.氧傳感器外觀顏色的檢查從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破

12、損，則應(yīng)更換氧傳感器。通過觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障：淡灰色頂尖：這是氧傳感器的正常顏色；白色頂尖：由硅污染造成的，此時必須更換氧傳感器；棕色頂尖：由鉛污染造成的，如果嚴(yán)重，也必須更換氧傳感器；黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發(fā)動機積碳故障后，一般可以自動清除氧傳感器上的積碳。 (1)使用含鉛汽油，引起氧傳感器中毒，使其作用失效。造成氧傳感器中毒的決定性因素是排氣溫度，如果在900的高溫下侵入鉛，就好像在傳感器表面上涂了一層高溫漆，它堵塞了氧傳感器基準(zhǔn)側(cè)和排氣側(cè)之間氧離子的流動，從而使氧傳感器失去檢測排氣中氧含量的能力。國外研究結(jié)果表明，裝用電控汽油噴射閉環(huán)系統(tǒng)的汽車，在使用含鉛汽

13、油行駛480km后，氧傳感器的整個性能已基本喪失，而三元催化轉(zhuǎn)換器中毒后，其催化效率也會大大降低，甚至不起凈化作用。在我國氧傳感器早期故障率很高的原因即在于此，使用無鉛汽油后，其故障率將會大大降低。氧傳感器早期損壞的主要原因有：2)發(fā)動機維修中使用了不合要求的硅密封膠或硅橡膠密封墊，引起硅中毒。任何含有醋酸(作硫化劑用)的硅膠都會損害氧傳感器。硅膠也叫溫室硫化膠，含醋酸的硅膠如用于發(fā)動機上有潤滑油流動的部位，醋酸就會蒸發(fā)進入曲軸箱或氣門區(qū)，然后經(jīng)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被吸入進氣管，在正常情況下，就會由排氣管排出，損壞氧傳感器。 現(xiàn)今車輛安有兩個氧傳感器，三元催化器前放一個，后放一個。前方的作用是檢測發(fā)

14、動機不同工況的空燃比，同時電腦根據(jù)該信號調(diào)整噴油量和計算點火時間。后方的主要是檢測三元催化器的工作好壞！即催化器的轉(zhuǎn)化率。通過與前氧傳感器的數(shù)據(jù)作比較來檢測三元催化器是否工作正常(好壞)的重要依據(jù)。后氧傳感器車型：寧波美日MR6370A型轎車，裝用天津豐田8A-FE電噴發(fā)動機。 故障：發(fā)動機怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙且排污超標(biāo)，故障燈亮起。檢查：故障代碼21，無氧傳感器信號。起動待發(fā)動機溫度上升為60以上時，用萬用表檢測氧傳感器的輸出信號，始終為0.7V。拔下一根發(fā)動機的真空管，使混合氣變稀，再堵住空氣濾清器，使混合氣變濃，輸出電壓還是0.7V不變，說明氧傳感器損壞。拆下氧傳感器，頂尖呈棕色狀（鉛

15、中毒），更換后試車，故障燈熄滅，故障排除。分析：使用含鉛汽油，汽油中的鉛造成氧傳感器失效。ECU不能實行空燃比閉環(huán)控制，造成怠速時混合氣較濃。 案例：氧傳感器鉛中毒2 2、三元催化轉(zhuǎn)換器（、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWCTWC） 1 1）TWCTWC功能功能 利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動機排出廢氣中的利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動機排出廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。 三元：三元：COCO、HCHC，NOXNOX 三元催化劑：鉑三元催化劑：鉑( (或鈀或鈀) ) 和和 銠銠 三元催化轉(zhuǎn)換作用：三元催化轉(zhuǎn)換作用： COCO、HCHC、NOX H2ONOX H2O、CO2CO

16、2、N2N2 高催化效率條件：高催化效率條件： 理想混合氣（空燃比理想混合氣（空燃比14.714.7：1 1）2 2）TWCTWC的構(gòu)造的構(gòu)造如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝位置奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝位置 三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面，由三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面，由三元催化三元催化轉(zhuǎn)換芯子和外殼轉(zhuǎn)換芯子和外殼等構(gòu)成。等構(gòu)成。三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)1-1-載體（催化劑）載體（催化劑）2-2-襯墊襯墊3-3-氧傳感器氧傳感器4-4-外殼外殼 大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀

17、陶瓷作為承載催化大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合物作為催化劑。物作為催化劑。催化轉(zhuǎn)換裝置（催化轉(zhuǎn)換裝置（TWCTWC） 1）三元催化轉(zhuǎn)換器性能的檢測方法 （1）簡單人工檢查 通過人工檢查可以從一開始判斷TWC是否有損壞。用橡皮槌輕輕敲打TWC，聽有無“咔啦”聲，并伴隨有散碎物體落下。如果有此異響，則說明TWC內(nèi)部催化物質(zhì)剝落或蜂窩陶瓷載體破碎，那么必須更換整個轉(zhuǎn)換器了。如果沒有上述異響，應(yīng)該檢查TWC是否堵塞。TWC芯子堵塞是比較常見的故障，可以用下面方法進行。 檢測排氣背壓法。從二次空氣

18、噴射管路上脫開空氣泵止回閥的接頭，再在二次空氣噴射管路中接一個壓力表。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2500r/min時觀察壓力表的讀數(shù)，此時讀數(shù)應(yīng)該小于17.24kPa，如果排氣背壓大于或等于 20.70kPa，則表明排氣系統(tǒng)堵塞。若觀察TWC、消聲器及排氣管沒有外傷，則可將TWC出口和消聲器脫開后觀察壓力表讀數(shù)是否有變化。若壓力表顯示排氣背壓仍然較高，則為TWC損壞：若壓力表顯示排氣背壓陡然下降，則說明堵塞發(fā)生在TWC出氣口后面的部件。 （2）紅外溫度計測量法 這是一種比較簡單的測量方法。TWC在實際使用過程中，其出口管道溫度比進口管道溫度至少高出38，在怠速時，其溫度也相差10%。但是若出口與入口處的溫度沒有差別或出口溫度低于入口溫度，則說明TWC沒有氧化反應(yīng)，此時應(yīng)該檢查二次空氣噴射泵是否有故障，若沒有故障，就說明TWC已經(jīng)損壞。 （3）利用雙氧傳感器信號電壓波形分析 目前，許多發(fā)動機燃油反饋控制系統(tǒng)中，都安裝兩個氧傳感器。分別裝載TWC的反應(yīng)前、后兩端。這種結(jié)構(gòu)在裝有OBD-代系統(tǒng)的汽車上，可以有效地檢測TWC的