发动机电控系统的结构与维修5章1氧传感器

nullnull第5 章 控制系统的主要器件—5.1氧传感器 主讲：朱明 高级技师.经济师,工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员汽车电控系统的组成汽车电控系统的组成汽车电控系统的组成： 传感器→控制电脑（ECU）→执行器 汽车电控系统的组成汽车电控系统的组成汽车电控系统的组成： 传感器→控制电脑（ECU）→执行器 传感器 是电脑控制系统的眼睛，它用于观察各种变化的物理、化学量，并将这些物理这些物理、化学量转变为电脑可识别的电信号，例如水温传感器、空气流量计等。 控制电脑（ECU） 是整个控制系统的指挥部，它用于分析处理各种信息，并操作各个执行器来完成整个系统工作。  执行器 是电脑控制系统的手，它用于执行电脑发出的各种命令，它可把命令变成对控制对象的具体动作，例如喷油器、怠速马达、点火线圈等。null.电控汽油喷射系统主要组件电控汽油喷射系统中的控制系统电控汽油喷射系统中的控制系统电控汽油喷射系统中的控制系统由电控单元、各种传感器、执行器，以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控汽油喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样，但基本原理相似。 电子控制汽油喷射系统传感器 电子控制汽油喷射系统传感器 传感器 是感知信息的部件，负责向电子控制单元（ECU）提供发动机和汽车运行状况。电子控制汽油喷射系统传感器 电子控制汽油喷射系统传感器 电子控制汽油喷射系统传感器 电子控制汽油喷射系统传感器 5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42氧传感器： 在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，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。 null5．1 氧传感器p42氧传感器的作用氧传感器的作用氧传感器的作用氧传感器的作用5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42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。 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。 5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42氧传感器， 安装在排气歧管上，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燃比，保证尾气排放达标的测量元件。 5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42氧传感器，安装在排气歧管上， 5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p425．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42氧传感器的工作原理 (传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用) 1. 其在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，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。 2.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，因而两侧离子的浓度差便可生产电动势。 3.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。 4. 氧传达感器只有在高温时（端部达到300℃以上）其特性才充分体现，才能输出电压；它在约800℃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。氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42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，用陶瓷包覆电极外侧，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。 　　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。 注意，氧传感器在油门稳定，配制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。 现有的氧传感器分为片式和管式两种 5．1 氧传感器p425．1 氧传感器p42常用的氧传感器按照所用感应组件的分为： 氧化锆型和氧化钛型。 在排气含氧量为零的前后，这两种氧传感器的输出电压都会发生突变，只是发生突变的原理不同。 近年来还出现了一种宽域空燃比传感器，其输出电压随空燃比变化而连续变化，可用于稀燃发动机的空燃比控制。 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。 氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理5．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p42（1）氧化锆式氧传感器     氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管（图 1）。 锆管固定在带有安装螺纹的固定套中， 内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜， 其内表面与大气接触，外表面与废气接触。 氧传感器的接线端有一个金属护套， 其上开有一个用于锆管内腔与 大气相通的孔； 电线将锆管内表面铂极经绝缘套 从此接线端引出。5．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p42（1）氧化锆式氧传感器    氧化锆在温度超过300℃后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连 （图 2（a））。 大部分汽车使用带加热器的氧传感器 （图 2（b））， 这种传感器内有一个电加热元件， 可在发动机起动后的20-30s内迅速将 氧传感器加热至工作温度。 它有三根接线，一根接ECU， 另外两根分别接地和电源。 5．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p42（1）氧化锆式氧传感器 锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压（图 3）。   5．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p42氧化锆陶瓷材料(Zr02)是一种固体电解质，具有氧离子电导特性。 氧化锆型传感器是一个由氧浓度差驱动的微电池。如图5-1所示，在氧化锆陶瓷管3的两侧各镀上一层多孔涂层1和4作为电极，管内侧与空气接触(氧含量20．8％)，外侧与排气接触(氧含量低)，两侧的氧气分压不等。 当Zr02陶瓷体温度超过3000C时， 管表面及管内吸附的氧离子化， 并且氧离子会从氧气分压高的 大气侧向氧气分压低的排气侧流动， 在排气侧堆积较多的氧离子， 造成两侧铂膜的电位差， 排气侧为负极，空气侧为正极。 5．1．1 氧化锆型氧传感器p425．1．1 氧化锆型氧传感器p42（1）氧化锆式氧传感器 要准确地保持混合气浓度为理论空燃比是不可能的。实际上的反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1-0.8V之间不断变化（通常每10s内变化8次以上）。如果氧传感器输出电压变化过缓（每1Os少于8次）或电压保持不变（不论保持在高电位或低电位），则表明氧传感器有故障，需检修。    氧化锆型氧传感器输出特性(理论计算) p43氧化锆型氧传感器输出特性(理论计算) p43电动势的大小正比于两侧氧气分压力比值的对数。当发动机以曲：≤1的混合气工作时，理论上排气中应无氧气，实际上由于燃烧反应不完全，总还有一些未燃的O2存在。 采用金属铂作电极是为了利用铂的氧化催化作用，使铂膜表面浓混合气燃烧生成物中的残存O2与CO、HC发生反应而消除，这样就可以形成如图5-2b所示的阶跃形氧传感器输出特性： 对应Φa<1的浓混合气工况，输出电压V。约为1V， 对应于Φa>1的稀混合气工况，输出电压就小得多了。氧化锆型氧传感器输出特性(理论计算)氧化锆型氧传感器输出特性(理论计算) 实际上在混合气浓度由浓变稀和由稀变浓的过程中，氧传感器输出电压的升降曲线是不重合的，如图5-3所示。 有效的铂的催化作用有助于减小这种差别，但随着氧传感器的使用和老化，上述不重合情况将会越来越严重。 氧传感器必须及时更换， 进口氧传感器的使用寿命约为 4．6万千米或900小时。温度对传感器输出的影响p44温度对传感器输出的影响p44在如图5—1所示氧传感器的结构中安排了一个加热器。这是因为Zr02的电导率和铂的催化作用都与温度有关。图5-4中给出了两个不同温度下的实测氧传感器输出特性，随着温度的升高，实测输出特性是向着理论计算特性(图中虚线)趋近的。 设加热管的目的就是要保证Zr02管的温度在7000C左右。实现准确的空燃比闭环控制p44实现准确的空燃比闭环控制p44过去认为，要实现准确的空燃比闭环控制，使Φa保持在1±0.01之内，氧传感器的输出电压Vo必须在Φa=1且发生图5-2b那样陡直的阶跃变化。 如果输出特性是图5-3那样的斜线，Φa=1只对应于一个输出电压值，则在选定了该电压值作为比较基准后，ECU根据输出电压比该电压值是高还是低来判断混合气是浓或稀，一旦由于某种原因(如陶瓷组件老化、温度变化等)造成该电压值所对应的Φa不再是1了，就会引起混合气稀、浓的错判。为了获得陡直阶跃的输出特性，人们除了采用上述自加热措施外，还一再努力提高氧化锆材料的纯度、增加铂的用量，这些都使氧传感器的成本随之提高。 实际上还做不到使氧化锆型氧传感器的输出特性在Φa为1时发生陡直的阶跃。另一方面，随着技术的发展和电控系统开发实践的增多， 对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 p44 对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 p44 首先，随着三效催化剂配方和工艺的改进，已有一些催化剂的高效率转化所对应的空燃比窗口的中值略大于1 。 在早先高效转化窗口中值偏浓时，按照Φa=1来控制还可以兼顾排放和节油。 而在高效转化窗口中值已经偏稀的情况下，若仍按Φa=1来控制，则在排放和节油两方面就都不合理了。 从这一点来考虑，氧传感器输出特性成图5-3那样的斜线是有好处的，因为可以在斜线所对Φa区间灵活选择闭环控制的比较电压，使其对应的Φa与具体催化剂的空燃比特性相匹配。对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 其次，研究发现，闭环控制空燃比时会发生空燃比随负荷升高而变稀的现象， 原因： 氧传感器只能感受排气中的自由氧，不能感受存在于NOx中的氧，而负荷升高时NOx生成量增多，结果使同一Φa在发动机负荷高时排气中的氧气分压较低，氧传感器就会输出一个较高的电压，使正常的混合气被ECU误判为偏浓而通过指令减少喷油，导致实际空燃比偏稀而催化剂对NOx的转化率降低。 对于这种现象，若氧传感器输出特性呈陡直阶跃就无法纠正，而有一条斜线段的输出特性则可以通过相应适当地改变闭环控制的比较电压值的办法加以解决(负荷升高时相应适当加大比较电压)，即进行所谓“氧传感器中值电压修正”。 只要电控系统能进行这种中值电压修正，不同工况下因排气温度不同而引起的氧传感器输出特性改变，以及不同工况下通过催化转化器的排气体积流量不同所引起的催化剂空燃比特性上的高效转化窗口的改变，也都可以利用中值修正予以补偿或获得相应的改变。对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 对氧传感器输出特性也有了一些新的看法。 综上所述，只要在电控系统ECU的功能中了上述氧传感器中值电压修正功能， 图5-3那样的输出特性 就反倒优于陡直阶跃形特性了。5．1．2 氧化钛型氧传感器p455．1．2 氧化钛型氧传感器p45（2）氧化钛式氧传感器     氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器。二氧化钛式氧传感器的外形和氧化锆式氧传感器相似，在传感器前端的护罩内是一个二氧化钛厚膜元件（图 4）。纯二氧化钛在常温下是一种高电阻的半导体，但表面一旦缺氧，其品格便出现缺陷，电阻随之减小。由于二氧化钛的电阻也随温度不同而变化，因此，在二氧化钛式氧传感器内部也有一个电加热器，以保持氧化钛式氧传感器在发动机工作过程中的温度恒定不变。5．1．2 氧化钛型氧传感器p455．1．2 氧化钛型氧传感器p45（2）氧化钛式氧传感器    如图 5所示，ECU 2#端子将一个恒定的1V电压加在氧化钛式氧传感器的一端上，传感器的另一端与ECU4#端子相接。当排出的废气中氧浓度随发动机混合气浓度变化而变化时，氧传感器的电阻随之改变，ECU4#端子上的电压降也随着变化。当4#端子上的电压高于参考电压时，ECU判定混合气过浓； 当4#端子上的电压低于参考电压时， ECU判定混合气过稀。 通过ECU的反馈控制，可保持混合气的 浓度在理论空燃比附近。 在实际的反馈控制过程中， 二氧化钛式氧传感器与ECU连接的4#端子 上的电压也是在0.1-0.9V之间不断变化， 这一点与氧化锆式氧传感器是相似的。 5．1．2 氧化钛型氧传感器p455．1．2 氧化钛型氧传感器p45氧化钛陶瓷(Ti02)是在常温下具有很高电阻的半导体，当它处于高温排气中时，它的电阻值会随着排气中氧含量的有(稀混合气)和无(浓混合气)，发生由高到低的阶跃变化，如图5-5所示。 二氧化钛的这种特性在高温下才能保持稳定， 这就要求必须在传感器总成内装加热器， 并设置温度补偿电路，以确保其电阻值 不会随着温度的变化而变化。为了能以输出电压的突变来表示排气有氧和无氧，氧化钛式氧传感器要和一个电阻串联以后再接上电压为2V的稳压电源。串联电阻的电阻值通常选的同氧化钛在有氧环境中的高电阻值一样大，这样，在可燃混合气的Φa>1时，氧化钛组件上的电压降就是1V左右，混合气的曲。<1时，电压降就接近于0了。5．1．2 氧化钛型氧传感器p455．1．2 氧化钛型氧传感器p45（2）氧化钛式氧传感器    氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构如图5-6所示，保护套管1的头部开有缝隙，让氧化钛厚膜元件3接触排气。这种传感器体积小、结构简单，价格便宜，抗腐蚀和抗污染能力强，可靠性好，使用寿命长，只是必须有电压稳定的电源，还必须有温度补偿，电路稍微复杂一些。它能提供 完全阶跃形的输出特性，以前也被认为是其优点，但实际上却存在着与三效催化转化器匹配不好的问，优点反而变成缺点了 氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构p46 氧化钛型氧传感器的结构氧化钛型氧传感器的结构氧化锆和氧化钛型氧传感器只能显示混合气的浓或稀， 当汽油机配备了三效催化转化器而以混合气空燃比保持为化学计量比附近的某一设定值为闭环控制目标时，这些传感器才能发挥作用。 对于要以更稀的空燃比作为控制目标的稀燃发动机来说，它们就没有用了。 5．1．3 宽域空燃比传感器p465．1．3 宽域空燃比传感器p46 日本特陶公司(NGK)开发出了一种氧化锆型宽域空燃比传感器。它由一个能检出化学计量比的氧传感器和检测临界电流的氧泵组成。如图5-7所示便是其原理简图。5．1．3 宽域空燃比传感器5．1．3 宽域空燃比传感器 泵氧膜片是氧化锆材料的。当电流通过泵氧膜片时，就有氧分子顺着与电流相反的方向由膜片一侧移向另一侧。利用这特点可以在氧泵上施加不同方向的电流，使氧气泵入或抽出检测室，而使检测室内被测气体的含氧量始终保持在与Φa=1时的排气含氧量相等的水平。 由图5-2a可见，随着混合气由稀变浓排气中的氧含量趋于减少。因此，要让检测室中被测排气的氧含量保持与Φa=1时的排气含氧量相同，在Φa<1时就要向检测室泵入氧气，而且Φa越小，泵入氧气应越多，即加在泵氧膜片上的A向电流越大； 反之，在Φa>1时需从检测室抽出氧气， 而且Φa越大，抽出氧气量应越多， 即加在泵氧膜片上的B向电流越大。 只要有办法保持被测气体的含氧量相同， 则根据氧泵上的电流方向和大小 就能间接确定混合气的空燃比。5．1．3 宽域空燃比传感器5．1．3 宽域空燃比传感器氧传感膜片的作用： p47 能以其输出电压提供一个被测气体含氧量与Φa=1时的含氧量是否相等的依据。 使用时应在暖机过程中先给氧传感膜片加一个小电流，使其一侧的基准氧气室中的氧浓度很高后断电，则发动机工作时，氧传感膜片两侧的氧浓度差即造成输出电压。控制器以450mV作为比较基准， 1.若氧传感膜片输出电压>450mV，即判断混合气为浓混合气，并令A向电流通过泵氧膜片给检测室补充氧气； 2.若氧传感膜片的输出电压<450mV，即判混合气为稀混合气，并令B向电流通过泵氧膜片从检测室抽出氧气。 这样对氧传感膜片的输出电压进行闭环控制，就可以维持检测室内含氧量与Φa=1时的含氧量相等。 由泵氧电流的方向和大小即可知混合气的空燃比。 宽域空燃比仪输出特性p47 宽域空燃比仪输出特性p47这种空燃比仪的输出特性如图5-8所示。 泵氧电流为0时的相对空燃比定义为Φa=1， 在混合气稀时泵氧电流为正，混合气浓时泵氧电流为负，稀区和浓区的输出特性斜率明显不同。 定义泵氧电流为0时Φa=1，只是在所用的氧传感膜片输出特性为450mV对应Φa=1．0时才是准确的，否则就会有一定的误差。 在稀燃发动机上可以用这种空燃比仪作传感器， 选择与所需的稀混合气空燃比 对应的泵氧电流值作为控制目标， 即可通过泵氧电流闭环反馈控制 来控制稀混合气空燃比。 5．1．3 宽域空燃比传感器5．1．3 宽域空燃比传感器这种空燃比仪已在少数稀燃发动机的EFI系统中应用，它还可以配上二次仪表在发动机试验中用作空燃比测量仪器。有的空燃比仪的二次仪表直接输出空燃比值，并以泵氧电流为0时的读数为14．7， 不过应注意化学计量比因燃料成分的不同而不同，即使对汽油，也会因产地和炼油厂的不同而不同，如果是液化石油气、天然气，化学计量比就更不同了，所以使用者必须根据燃料的成分算出其化学计量比作为泵氧电流为0时的空燃比读数，以纠正原二次仪表的系统误差。 5．1．3 宽域空燃比传感器5．1．3 宽域空燃比传感器这种空燃比仪已在少数稀燃发动机的EFI系统中应用，它还可以配上二次仪表在发动机试验中用作空燃比测量仪器。有的空燃比仪的二次仪表直接输出空燃比值，并以泵氧电流为0时的读数为14．7， 不过应注意化学计量比因燃料成分的不同而不同，即使对汽油，也会因产地和炼油厂的不同而不同，如果是液化石油气、天然气，化学计量比就更不同了，所以使用者必须根据燃料的成分算出其化学计量比作为泵氧电流为0时的空燃比读数，以纠正原二次仪表的系统误差。 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 氧传感器出现故障，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。 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 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。 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 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。 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 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。 氧传感器的常见故障 氧传感器的常见故障 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。 主氧氧传感器主氧氧传感器主氧传感器 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 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。 1.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。 2.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. 后氧传感器 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。 1.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。 2.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. 氧传感器的检测    氧传感器的检测    　    氧传感器的基本电路如图 6所示。 　氧传感器的检测    氧传感器的检测    （1）氧传感器加热器电阻的检测     点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子与自搭铁端子（图 6的端子1和2）间的电阻（图 7）， 氧传感器的检测    氧传感器的检测    （1）氧传感器加热器电阻的检测     电阻值应符合标准值（一般为4-40Ω；具体数值参见具体车型说明书）。如不符合标准，应更换氧传感器。测量后，接好氧传感器线束连接器，以便作进一步的检测。氧传感器的检测    氧传感器的检测    　    （2）氧传感器反馈电压的检测     测量氧传感器反馈电压时，应先拔下氧传感器线束连接器插头，对照被测车型的电路图，从氧传感器反馈电压输出端引出一条细导线，然后插好连接器，在发动机运转时从引出线上测量反馈电压。 氧传感器的检测    氧传感器的检测    　    （2）氧传感器反馈电压的检测    有些车型也可以从故障诊断插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的小轿车，可从故障诊断插座内的OX1或OX2插孔内直接测得氧传感器反馈电压（丰田V型六缸发动机两侧排气管上各有一个氧传感器，分别和故障检测插座内的OX1和OX2插孔连接）。     在对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用指针型的电压表，以便直观地反映出反馈电压的变化情况。此外，电压表应是低量程（通常为2V）和高阻抗（阻抗太低会损坏氧传感器）的氧传感器的检测    氧传感器的检测       A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    　   ①将发动机热车至正常工作温度（或起动后以2500r/min的转速连续运转2min）。     ②把电压表的负极测笔接故障诊断插座内的E1插孔或蓄电池负极，正极测笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔或接氧传感器线束插头上的引出线（图 8）。　A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测   A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测   　③让发动机以2500r/min左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动，记下10s内电压表指针摆动次数。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.4V上下不断变化，1Os内反馈电压的变化次数应不少于8次。  A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    ④若电压表指针在10s内的摆动次数等于或多于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常； 电压表指针若在10s内的摆动次数少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，可能是氧传感器表面有积炭而使灵敏度降低，此时应让发动机以2500r/min的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积炭； 若电压表指针变化依旧缓慢，则为氧传感器损坏或ECU反馈控制电路有故障。   A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    ④ 氧传感器是否损坏，可按下述方法检查： 拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与ECU连接，将电压表的正极测笔直接与氧传感器反馈电压输出端连接（图 9）， 1.然后，发动机正常运转时脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为地形成稀混合气，此时电压表读数应下降到0.1-0.3V； 2.接上脱开的曲轴箱通风管或真空软管，再拔下水温传感器接头，且用一个4-8KΩ的电阻代替水温传感器 （或堵住空气滤清器的进气口）， 人为地形成浓混合气， 此时，电压表读数应上升到0.8-1.OV。 也可以用突然踩下或松开油门踏板的方法 来改变混合气浓度。在突然踩下油门踏板时， 混合气变浓，反馈电压应上升；突然松开 油门踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。 　  A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测    如果在混合气浓度变化时，氧传感器输出电压不能相应地改变，说明氧传感器有故障。此时可拆去一根大真空软管，使发动机高速运转，以清除氧传感器上的铅或积炭，然后再测试。如果氧传感器反馈电压能按上述规律变化，说明氧传感器良好。否则，须更换氧传感器。  氧传感器的检测程序见图 10。      　  ①将发动机在2500r/min的转速下运转9Os以上，使发动机热车至正常工作温度，并将电压表的正极测笔和4A-C发动机的故障诊断插座的OX插孔（4A-GE发动机故障诊断插座的E1插孔）连接，负极测笔和E（4A-GE发动机故障诊断插座的VF插孔）连接，如图 11所示。　B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测      　②对4A-C发动机， 应在保持发动机转速为2500r/min时检测，电压表指针若在1Os内和0-6V范围内摆动8次以上，则氧传感器工作正常。否则，应仔细地检查系统的导线和接头。     ③对4A-GE发动机， 在保持发动机2500r/min的同时，用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔，然后用电压表测量。如果电压表指针在1Os内摆动次数等于或超过8次，则表示氧传感器工作正常；如果电压表指针摆动次数少于8次，但在0次以上，则应拆下连接T和E1的导线，在仍保持2500r/min转速的情况下，读取E1和VF之间的电压。此电压如果在OV以上，则更换氧传感器；如果电压为零，则从发动机故障指示灯上读取故障代码，然后根据故障代码进一步检查并视需要修理有关组件。 B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测      　②对4A-C发动机， 应在保持发动机转速为2500r/min时检测，电压表指针若在1Os内和0-6V范围内摆动8次以上，则氧传感器工作正常。否则，应仔细地检查系统的导线和接头。     ③对4A-GE发动机， 在保持发动机2500r/min的同时，用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔，然后用电压表测量。如果电压表指针在1Os内摆动次数等于或超过8次，则表示氧传感器工作正常；如果电压表指针摆动次数少于8次，但在0次以上，则应拆下连接T和E1的导线，在仍保持2500r/min转速的情况下，读取E1和VF之间的电压。此电压如果在OV以上，则更换氧传感器；如果电压为零，则从发动机故障指示灯上读取故障代码，然后根据故障代码进一步检查并视需要修理有关组件。 B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测      　②对4A-C发动机， 应在保持发动机转速为2500r/min时检测，电压表指针若在1Os内和0-6V范围内摆动8次以上，则氧传感器工作正常。否则，应仔细地检查系统的导线和接头。     ③对4A-GE发动机， 在保持发动机2500r/min的同时，用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔，然后用电压表测量。如果电压表指针在1Os内摆动次数等于或超过8次，则表示氧传感器工作正常；如果电压表指针摆动次数少于8次，但在0次以上，则应拆下连接T和E1的导线，在仍保持2500r/min转速的情况下，读取E1和VF之间的电压。此电压如果在OV以上，则更换氧传感器；如果电压为零，则从发动机故障指示灯上读取故障代码，然后根据故障代码进一步检查并视需要修理有关组件。 B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测      　②对4A-C发动机， 应在保持发动机转速为2500r/min时检测，电压表指针若在1Os内和0-6V范围内摆动8次以上，则氧传感器工作正常。否则，应仔细地检查系统的导线和接头。     ③对4A-GE发动机， 在保持发动机2500r/min的同时，用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔，然后用电压表测量。如果电压表指针在1Os内摆动次数等于或超过8次，则表示氧传感器工作正常；如果电压表指针摆动次数少于8次，但在0次以上，则应拆下连接T和E1的导线，在仍保持2500r/min转速的情况下，读取E1和VF之间的电压。此电压如果在OV以上，则更换氧传感器；如果电压为零，则从发动机故障指示灯上读取故障代码，然后根据故障代码进一步检查并视需要修理有关组件。 B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测      ④对4A-FE发动机，只能使用1OMΩ的数字式电压表，用其他型式的电压表可能会损坏ECU或其他组件。其检测方法如下：     从传感器起，顺着导线找到第一个接头，并清洁导线以便识别导线的颜色（图 12）；然后，使发动机以1200r/min的转速运转2min以上，并保持这一转速；将电压表的正极测笔插入黑色导线接头的背面，电压表的负极测笔接地， 　B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测电压表的正极 电压表的负极测笔接地 电压表      ④对4A-FE发动机， 电压表读数应在O-1V之间，如果电压不在O-1V范围内，则脱开氧传感器接头，用一根跨接导线将黑色导线和地线连接起来，再用电压表测量，读数应小于0.2V。如果此电压等于或小于0.2V，则是传感器或传感器的连接有故障；如果测试的电压在0.2V以上，则拆去跨接导线，并将发动机熄火，随后把点火开关转到“ON”位而不起动发动机，重新检查黑色导线的电压，此电压若为0.3-0.6V，则表明电子控制单元ECU损坏；电压若超过0.6V，则可能是电子控制单元故障、连接不良或褐色导线内断路；电压小于0.6V，则可能是电子控制单元故障、连接不良或黑色导线内断路。 　B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测电压表的正极 电压表的负极测笔接地 电压表      ④对4A-FE发动机，电压表读数应在O-1V之间， 如果电压不在O-1V范围内，则脱开氧传感器接头，用一根跨接导线将黑色导线和地线连接起来，再用电压表测量，读数应小于0.2V。 如果此电压等于或小于0.2V，则是传感器或传感器的连接有故障； 如果测试的电压在0.2V以上，则拆去跨接导线，并将发动机熄火，随后把点火开关转到“ON”位而不起动发动机，重新检查黑色导线的电压，此电压若为0.3-0.6V，则表明电子控制单元ECU损坏； 电压若超过0.6V，则可能是电子控制单元故障、连接不良或褐色导线内断路； 电压小于0.6V，则可能是 电子控制单元故障、 连接不良或黑色导线内断路。　B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE 发动机氧传感器的检测（3）北京切诺基氧传感器的检测   （3）北京切诺基氧传感器的检测   　 北京切诺基采用的是带加热元件的氧传感器。 它与ECU的连接如图 13所示，氧传感器上有4条导线，其中2条是氧传感器的信号输出线和地线，另2条是加热元件的电源输入线和接地线。该传感器可用DRBII或DRBⅢ测试仪进行测试，（3）北京切诺基氧传感器的检测   （3）北京切诺基氧传感器的检测   　      该传感器在没有DRBII或DRBⅢ测试仪的情况下测试方法：     A、用高阻抗数字式万用表Ω档对氧传感器进行测试拔下氧传感器线束插头，测试传感器A、B端子间的电阻值。正常情况下，其电阻值为5-7Ω，电阻值若为无穷大，则是加热电阻烧断，应更换氧传感器。     B、对氧传感器的输出电压进行测试良好的氧传感器，在接线正常情况下，当发动机处于正常工作温度且稳定运转时，氧传感器端子C、D间的电压值应为0-1V。     1.如果测得的电压值在0V且保持不变，则需反复开、闭节气门，使发动机转速变化。此时，若电压随节气门的开闭而变，则表明氧传感器良好；若电压值仍为0V，则说明氧传感器已经损坏。     2.如果测得的电压值在1V且保持不变，则需拆去进气歧管上的一根真空软管，让混合气变稀。此时，若电压值开始变化，则说明氧传感器有效，否则，说明氧传感器已损坏，应更换。富康轿车氧传感器的检测 富康轿车氧传感器的检测 　 富康轿车采用加热型氧化锆式氧传感器，它安装在三元催化转化器之前的排气管上，其结构及输出特性如图1所示。      图1 氧传感器的结构及输出特性 1带槽保护套；⒉管座；3外壳，⒋绝缘体；5、6接线插头； 7簧片，8加热电阻；9陶瓷体,10－多孔陶瓷管与电极板 富康轿车氧传感器的检测 富康轿车氧传感器的检测 氧传感器的电路如图2所示。氧传感器上有四个接线端子， 接线端子1通过主继电器与蓄电池连通； 接线端子2与发动机电脑（ECU）的接线端子19或2连通； 接线端子3与电脑 （ECU）的接线端子10连通； 接线端子4与电脑（ECU）的接线端子28连通。 　 富康轿车氧传感器的检测 富康轿车氧传感器的检测 ①氧传感器的电阻检测。 关闭点火开关，取下氧传感器插头，检测插头端子1和端子2之间的电阻，其电阻值应为3.5Ω左右。如不符，则表明氧传感器的加热电阻损坏，需更换氧传感器。 　 富康轿车氧传感器的检测 富康轿车氧传感器的检测 ②氧传感器的电压检测。 关闭点火开关取下氧传感器的插头后，再打开点火开关，检测怠速控制阀插头端子1与搭铁之间的电压，其标准值应为12V。否则应检查熔断器、主继电器以及它们之间的导线。 　 富康轿车氧传感器的检测 富康轿车氧传感器的检测 ③氧传感器输出信号的检测。插好氧传感器的插头，起动发动机，使氧传感器达到工作温度，并维持怠速运转。 检测氧传感器插头端子3或4之间的输出电压，其电压值应在0.4～O.9V之间波动。 1.若取下一根发动机真空管，将产生稀混合气，此时检测的电压应下降约为0.4V； 2.若取下燃油压力调节器上的真空管，将产生浓混合气，此时检测的电压应增大约为0.7V。 在混合气浓度变化时，如果氧传感器信号电压不能相应改变，表明氧传感器有故障。 可使发动机高速运转， 并同时拆下一根大真空管， 以清除氧传感器上的铅或积炭污染， 然后再测试， 如果故障仍然存在，则须更换氧传感器。 氧传感器氧传感器