燃油反饋控制系統(tǒng)故障診斷資料

1、燃油反饋控制系統(tǒng)故障診斷資料點火示波器與汽車示波器點火示波器的功能 初次級單缸波形 初次級陣列波形 初次級并列波形 初次級重疊波形點火示波器與汽車示波器汽車示波器 功能 點火示波器 數(shù)字示波器 數(shù)字萬用表 專用示波器 點火示波器與汽車示波器點火示波器是傳統(tǒng)發(fā)動機點火及燃油供給系統(tǒng)故障的“確診器” 。由于燃油反饋控制系統(tǒng)的出現(xiàn)及三元催化器的使用，點火示波器已不能完成對電控發(fā)動機的診斷。汽車示波器通過對氧傳感器的測試成為現(xiàn)代發(fā)動機的“確診器” 。氧傳感器與燃油反饋控制系統(tǒng)氧傳感器波形能夠反映出發(fā)動機的機械、燃油及電控系統(tǒng)的運行情況。發(fā)動機噴油器控制電腦氧傳感器看門狗WTACHDOORDOG氧傳感器

2、與燃油反饋控制系統(tǒng)今天的氧傳感器波形與過去的點火次級波形具有相同的地位。單缸點火次極波形雙氧傳感器波形氧傳感器與三元催化轉(zhuǎn)化器在三元催化器中CO和HC是氧化反應，NO是還原反應。COHCHC+O2NOXCO2H2ONOX O2CO2NO2CO+O2 燃油反饋控制工作原理利用氧傳感器信號將空燃比 控制在上下循環(huán)波動氧傳感器與三元催化轉(zhuǎn)化器燃油反饋控制的循環(huán)波動不僅是空燃比自動控制的需要，同時也是三元催化器中兩種化學反應(氧化與還原)的需要。 1.優(yōu)化氧化過程需要足夠的氧，三元催化器 中就需要稍稀的混合氣。 2.優(yōu)化還原過程氧氣量就必須少，三元催化器中就需要稍濃的混合氣。 氧反饋平衡測試檢查O2輸

3、入及ECM輸出信號更換氧傳感器檢查氧傳感器測氧傳感波形開始 檢查反饋控制檢測尾氣排放結束檢修電腦控制系統(tǒng)檢修燃油及機械系統(tǒng)不良良好壞良好不良良好良好檢查點火/燃油/真空檢修尾氣凈化裝置不良良好不良反映性響應性對稱性凈化性 基本概念CATECM氧傳感器噴油器上流動系統(tǒng):氧傳感器之前的系統(tǒng)閉環(huán):電腦、氧傳感器及 噴油器組成的系統(tǒng) 下流動系統(tǒng):氧傳感器之后的系統(tǒng) 氧傳感器失效過程氧傳感器壽命 加熱氧傳感器壽命為58萬公里，無加熱氧傳感器壽命為25萬公里。氧傳感器失效 失效過程是緩慢進行的，先是響應速度變慢，而后輸出信號幅度變低，最后輸出信號不變或完全沒有輸出信號。 氧傳感器信號電壓氧傳感器信號電壓的

4、變化是由尾氣中氧含量的變化所引起的。如果尾氣中的氧含量不發(fā)生變化，那么即使將發(fā)動機以2500RPM的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)23 min，氧傳感器信號電壓值也不會發(fā)生變化。 發(fā)動機啟動后氧傳感器波形燃油反饋系統(tǒng)進入閉環(huán)狀態(tài)時的圖形發(fā)動機啟動后氧傳感器信號電壓逐漸上升到450mv，然后進入升高和下降的循環(huán)，即燃油反饋進入閉環(huán)。系統(tǒng)進入閉環(huán)點 氧傳感器的測試方法測試氧傳感器有兩種方法 1丙烷加注法 2急加速法氧傳感器的三個測試參數(shù)氧傳感器信號測試中有 三個參數(shù)需要檢查 1）最高信號電壓 UMAX (mv) 2）最低信號電壓 UMIN (mv) 3）信號響應時間 I (ms)氧傳感器信號測試參數(shù)標準氧傳感器標準信號

5、波形氧傳感器信號波形參數(shù)A UMAX 850 mv (最高電壓)C UMIN 75175 mv (最低電壓)B I 100 ms (響應時間) 注:波形中間在300-600mv之間的下降段應該是上下垂直的。 丙烷加注法檢測氧傳感器1.連接并安裝加注丙烷的設備2.把丙烷接到真空管入口處3.接上并設置好汽車示波器4.啟動發(fā)動機后暖機5.將發(fā)動機加速到2500r/min后運轉(zhuǎn)23min6.使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)7.打開丙烷開關，緩慢加注丙烷8.直到反饋系統(tǒng)失去對空燃比的控制能力丙烷加注法檢測氧傳感器9.繼續(xù)加注丙烷直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速因混合氣過濃而下降100200r/min (加注丙烷的整個過程必須在2025S

6、內(nèi)完成)10.迅速把丙烷輸入管從真空管上拔下，造成極大的瞬時真空泄漏(這時發(fā)動機失速是正常現(xiàn)象，并不影響測試結果)11.待信號電壓波形移動到示波器顯示屏中央位置時，鎖定波形，測試結束氧傳感器信號標準測試波形 好的氧傳感器信號波形中的三個參數(shù)值均應符合前面的標準值已損壞的氧傳感器測試波形最高信號電壓下降至427 mv最低信號電壓小于 0 V響應時間延長至 237 ms 采用急加速法的理由對采用速度密度方式進行空氣流量計量(即采用進氣壓力傳感器)的發(fā)動機，因其能夠非?？斓匮a償較大的真空泄漏，所以氧傳感器信號在拔下丙烷輸入管時也決不會降低。 急加速法檢測氧傳感器1.以2500r/min的轉(zhuǎn)速預熱發(fā)動

7、機和氧傳感器26min，然后再讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)20S。2.在2S內(nèi)將發(fā)動機節(jié)氣門從全閉(怠速)至全開再至全閉一次，共進行56遍。(注意不要使發(fā)動機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過4000r/min ，只要用節(jié)氣門進行急加速和全減速就可以了) 3.定住屏幕上的波形，根據(jù)氧傳感器信號波形的三個測試參數(shù)，判斷氧傳感器的好壞。急加速法測試氧傳感器波形 在信號波形中,上升部分是急加速造成的,下降部分是全減速造成的。 氧傳感器的種類氧傳感器分為氧化鋯和氧化鈦兩種 氧化鋯型氧傳感器實質(zhì)上是一個化學電池，其電壓隨氧含量而變化，輸出電壓為01V，電壓高低與混合氣濃稀成正比 氧化鈦型氧傳感器實質(zhì)上是一個可變電阻，其電阻值隨氧含量而變

8、化，其輸出電壓為05V或01V，有些電壓高低與混合氣濃稀成反比。 氧化鋯型氧傳感器硅橡膠連接線陶瓷支架二氧化鋯內(nèi)側電極外側電極引出線外殼護罩氧化鋯型氧傳感器信號輸出特性O2輸出電壓 理論空燃比稀濃0V 氧化鈦型氧傳感器引出線金屬網(wǎng)連接端子電極引線外殼密封釉保護殼滑石主接頭密封圈長孔墊圈基片二氧化鈦元件O2輸出電阻特性O2輸出電壓特性輸出電阻濃 理論空燃比 稀1/5V輸出電壓濃 理論空燃比 稀氧化鈦型氧傳感器輸出信號波形氧化鈦型氧傳感器輸出電壓波形（發(fā)動機怠速工況時）氧化鈦型氧傳感器輸出電壓波形（發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2500r/min 時） 三種燃油供給系統(tǒng) 有三種不同的燃油供給系統(tǒng)(FBCARB)系統(tǒng)

9、(TBI)系統(tǒng)(MFI)系統(tǒng) 反饋式化油器(FBCARB)系統(tǒng) FBCARB系統(tǒng)特點2.由于系統(tǒng)部件多，電控系統(tǒng)反應時間長4.氧傳感器信號頻率為0.11 HZFBCARB氧傳感器輸出信號波形典型反饋式化油器系統(tǒng)氧傳感器波形(發(fā)動機怠速時)典型反饋式化油器系統(tǒng)氧傳感器波形(發(fā)動機2500r/min時) 由于反饋式化油器系統(tǒng)電子/機械部分設計條件的限制,各缸的進氣道長度不相等,分配給各缸的燃油量也總是不平衡,這就是可能使氧傳感器信號電壓波形中出現(xiàn)雜波和尖峰. 節(jié)氣門體燃油噴射(TBI)系統(tǒng) TBI系統(tǒng)特點1.因只有一個噴油器，機械部件少所以反應時間比較快FBCARB相同4.氧傳感器信號頻率為0.2

10、3 HZ TBI系統(tǒng)氧傳感器輸出信號波形TBI燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器信號波形發(fā)動機怠速時TBI燃油噴射系統(tǒng)氧傳感器信號波形發(fā)動機2500r/min時節(jié)氣門體燃油噴射系統(tǒng)(又稱單點式燃油噴射系統(tǒng)),由于有了一些改進,因爾性能優(yōu)于反饋化油器系統(tǒng),然而,該系統(tǒng)的進氣道 及從噴油器到氧傳感器之間的路徑長度沒有任何優(yōu)于反饋式化油器系統(tǒng)的地方,分配到各缸的燃油量也是不平衡的.多點式燃油噴射(MFI)系統(tǒng)MFI系統(tǒng)特點1.大大改變了電子機械設計性能超過FBCARB系統(tǒng)和TBI系統(tǒng)2.進氣道明顯縮短，噴油器到進氣門的距離沒有了3.氧傳感器信號頻率達到0.25HZMFI系統(tǒng)氧傳感器輸出信號波形MFI氧傳感器輸出信

11、號電壓波形(發(fā)動機怠速時)MFI氧傳感器輸出信號電壓波形(發(fā)動機2500r/min時)多點式燃油噴射系統(tǒng)對燃油的控制更為精確,氧傳感器信號電壓波形更標準,三元催化器效果更好,但該系統(tǒng) 分配至各汽缸的燃油也不完全平衡,所以氧傳感器的信號電壓波形也會產(chǎn)生雜波和尖峰. 氧傳感器雜波分析1.氧傳感器 雜波 的性質(zhì) 氧傳感器雜波可能是由于燃燒效率低造成的,它反映了發(fā)動機各缸工作性能以及三元催化器工作效率降低的狀況 氧傳感器雜波分析影響 氧傳感器雜波會影響燃油反饋控制系統(tǒng)的正常運行,使反饋控制程序失去控制精度或“反饋節(jié)奏”,導致混合氣空燃比超出正常范圍,從而影響三元催化器的工作效率以及尾氣排放和發(fā)動機 性

12、能 氧傳感器雜波分析含義 1 ) 在加速方式下與碳氫化合物HC波形上的尖峰毛刺相對應的氧傳感器雜波是發(fā)動機 在加大負荷時出現(xiàn)斷火的信號 2 ) 氧傳感器雜波還說明進入三元催化器的尾氣中的氧含量升高而造成NOX增加,因為在濃氧環(huán)境下三元催化器中的NOX無法減少 氧傳感器雜波分析4.氧傳感器雜波的標準 在燃油反饋控制系統(tǒng)完全正常（無真空泄漏,尾氣中HC和O2均正常）時,氧傳感器信號電壓波形上出現(xiàn)少量雜波是允許的,而大量雜波則不可忽視 氧傳感器雜波分析5.氧傳感器雜波產(chǎn)生的原因 氧傳感器信號電壓波形上的雜波通常是由發(fā)動機 點火不良、零件老化、結構設計(如各缸進氣管長度不同等)以及其它各種故障(如進氣

13、管阻塞、進氣門密封不嚴)引起的 點火不良的原因點火不良的診斷步驟氧傳感器雜波的判斷原則1.若雜波比較明顯則通常與發(fā)動機的故障有關，發(fā)動機修理后應消失2.若雜波不明顯且無真空泄漏，排氣中的HC和O2含量均正常，發(fā)動機各工況運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，則屬于正常雜波氧傳感器雜波的三種類型1.增幅雜波增幅雜波是指出經(jīng)?，F(xiàn)在300600mv的一些不重要的雜波,這種雜波是由于氧傳感器自身的化學特性引起的,而不是由發(fā)動機故障產(chǎn)生的,因此被稱為無關型雜波。增幅雜波是指高于300mv和低于600mv的雜波FBCARB系統(tǒng)氧傳感器信號電壓波形中的增幅雜波氧傳感器雜波的三種類型2.中等雜波中等雜波是指在高電壓段向下沖的尖峰,中等雜

14、波的尖峰 幅度不大于150mv,當氧傳感器的波形通過450mv時,中等雜波對特定的故障診斷可能有用,它與反饋系統(tǒng)類型、發(fā)動機運行方式、發(fā)動機系列及氧傳感器的類型有很大關系。 TBI系統(tǒng)氧傳感器信號電壓波形中的中等雜波氧傳感器雜波的三種類型 嚴重雜波是指振幅大于200mv的雜波,在示波器上表現(xiàn)為從波形頂部向下沖(沖過200 mv 或達到信號電壓波形低部)的尖峰,并且在發(fā)動機持續(xù)運轉(zhuǎn)期間覆蓋整個信號時,例如2500 r/min 時,如果嚴重雜波能夠持續(xù)幾秒鐘,則意味著發(fā)動機有故障,通常是點火不良或各缸噴油量不一致. 因此必須予以排除. 由損壞的噴油器引起的氧傳感器信號嚴重雜波(發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2500

15、r/min)嚴重雜波說明個別噴油器損壞高頻雜波使燃油反饋系統(tǒng)失去對燃油的精確控制(平均電壓為627mv) 氧傳感器電壓信號雜波規(guī)律1.亞洲和歐洲汽車的氧傳感器雜波比美國汽車少得多3.通用汽車比克萊斯勒汽車的雜波多，許多通用汽車FBCARB和TBI系統(tǒng)因結構原因產(chǎn)生許多中等雜波,這是正常的。和 TBI發(fā)動機氧傳感器波形上也有典型的雜亂波形氧傳感器電壓信號雜波規(guī)律5.北美制造的汽車采用亞洲的發(fā)動機和電子反饋控制系統(tǒng)的氧傳感器波形十分干凈7.在極少數(shù)情況下，氧傳感器排氣側金屬罩損壞或丟失時，會產(chǎn)生雜波 雙氧傳感器在三元催化器前后各裝一個氧傳感器的結構被稱為雙氧傳感器，這種結構在裝有OBD-的汽車上可

16、用于檢查三元催化器的性能，在一定情況下還可以提高對空燃比的控制精度，氧傳感器的位置 越靠近燃燒室，燃油控制精度就越高。雙氧傳感器的正常波形在汽車勻速行駛時，三元催化器后氧傳感器比前氧傳感器的波動小得多，這是因為正常運行的三元催化器在轉(zhuǎn)化HC和CO時要消耗氧氣。OBD-正是根據(jù)這個原理來檢測三元催化器轉(zhuǎn)化效率的。 前氧傳感器信號電壓波形后氧傳感器信號電壓波形三元催化器前后氧傳感器電壓波形雙氧傳感器不正常波形一個工作正常的三元催化器,在配上燃油反饋控制系統(tǒng)后就可以保證將尾氣中的有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬o害的二氧器會因為溫度過高(如點火不良)而損壞(催化器有效表面減少或板塊金屬燒結),以及燃油中的磷、鉛、

17、硫或發(fā)動機冷卻液中的硅的化學污染而損壞。當三元催化器損壞時 ,其轉(zhuǎn)化效率喪失,這時在其前和后的排氣管中的氧含量十分接近(幾乎相當于沒有安裝三元催化器),因而前后氧傳感器的信號電壓波形趨于近乎相同氧反饋平衡測試中的幾個問題 氧傳感器信號電壓在短時間或持續(xù)怠速狀態(tài)下固定不變，此時氧傳感器的反饋信號不起作用，控制電腦按預先確定的空燃比控制噴油。(例如:二次空氣噴射系統(tǒng)將空氣泵進上流動系統(tǒng)，使氧傳感器產(chǎn)生固定稀的信號。有些發(fā)動機在高1500r/min持續(xù)運轉(zhuǎn)后回到怠速時也會短時進入開環(huán)怠速20s) 氧反饋平衡測試中的幾個問題2.“自我學習”記憶功能的擦除 當出現(xiàn)電腦根本不控制空燃比或控制很差的現(xiàn)象，甚

18、至在排除了嚴重的動力和行駛性能故障之后電腦仍不能很好的控制空燃比，這通常是因為燃油反饋控制系統(tǒng)被偏置在固定的空燃比狀態(tài)下了氧反饋平衡測試中的幾個問題這時氧傳感器的信號電壓波形是一條“平的直線” (通常是空燃比大的狀態(tài)) ，即使在修好后電腦也不能立刻恢復對空燃比的控制，這可能是由于發(fā)動機電腦的記憶功能造成的虛假故障。(發(fā)動機在修理前和修理后的狀況發(fā)生了很大變化，但電腦仍按記憶的修理前的狀況控制發(fā)動機，因而致使發(fā)動機工作不正常)氧反饋平衡測試中的幾個問題3.恢復發(fā)動機電腦控制功能的方法 1)在兩條不同的道路上試車，每次行駛約10 min，行駛包括城市駕駛、高速公路巡航行駛、加速、減速、怠速等各種不

19、同工況。 2)擦除電腦記憶，使電腦較快地進行“再學習” 。而后再進行兩個10min的行駛循環(huán)，并用示波器觀察氧傳感器波形是否恢復正常。 “閉環(huán)”的不同含義電腦診斷儀顯示的“閉環(huán)”與燃油反饋控制系統(tǒng)的“閉環(huán)”并不完全相同，這是因為發(fā)動機電腦只要判定以下三個條件成立就立即通報電腦診斷儀燃油反饋控制系統(tǒng)進入了“閉環(huán)” ，但此時燃油反饋控制系統(tǒng)并不一定真正控制了空燃比。電腦判定進入閉環(huán)的三個條件規(guī)定的溫度2.發(fā)動機起動后，運轉(zhuǎn)已達到了預先規(guī)定的時間穿越過450mv水平線判定進入閉環(huán)的注意事項注意氧傳感器信號電壓越過450mv的次數(shù)不一定是電腦控制空燃比的結果，它有可能是因發(fā)動機加減速引起的。以上情況說

20、明電腦診斷儀指示進入“閉環(huán)”時，并不表明燃油反饋控制系統(tǒng)工作正常，也不說明排放正常。判定進入閉環(huán)的注意事項只有根據(jù)氧傳感器的信號電壓波形才能正確判斷燃油反饋控制系統(tǒng)是否真正進入了“閉環(huán)”控制狀態(tài)，才能對燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況作出正確的評價氧傳感器電壓波形分析注意事項有些汽車(1987年前的通用汽車)在用汽車示波器觀察氧傳感器信號電壓波形時不能同時使用電腦診斷儀，這是因為當電腦診斷儀處于“故障碼”和“數(shù)據(jù)流”狀態(tài)時，發(fā)動機控制電腦會進入特定的工作方式，其空燃比會發(fā)生變化，氧傳感器信號電壓會明顯偏高。尾氣排放調(diào)整測試注意事項在CO值調(diào)整以后，在NOX測試之前，必須先確認發(fā)動機加速時無爆震現(xiàn)象產(chǎn)生CO值調(diào)整降低后，NOX會增加。這時應檢查EGR系統(tǒng)是否正常，點火是否過早，冷卻液溫度是否過高，二次空氣噴射系統(tǒng)在熱機后是否仍在工作。尾氣排放調(diào)整測試注意事項如果下流動系統(tǒng)出現(xiàn)氧氣過多的情況，三元催化器就不能有效地降低NOX的排放，這時應檢查