氧传感器的原理与检修

N
实 加热器电阻：室温 1~5Ω
更换
Y
践
良好
技
Y
线路电压：起动 12V
良好
Ω
V
能
NN
线路
维修
Y
ECU
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修 步骤3：检测方法
Oxygen Sensor（O2S）
检测信号电路
连线动态测量（万用表）：
实
变化范围
践
0~1V
技 波动次数 10s内不少于8次
过浓
能
能
使用含 劣质油 积碳 机械
灰尘
超期
铅汽油 冷却液 故障 外力
机油
使用
含硅垫
正确使用
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
检修
实
～ ？！步骤5：排除
践
步骤4：判断
技
？ 步骤3：检测
能
步骤2：分析
步骤1：资料
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修
2线氧传感器
信号线
信号线
ECU
4线氧传感器
信号线
信号线
ECU
课件制作：
不同类型的氧传感器，检测方法不同。
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
结构
理 加热器：预热， 300℃
论
知 锆管：敏感元件 识
冷态不工 作
Oxygen Sensor（O2S）
ECU
废气
加 热
大气
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
类型 结构 原理
实践 故障
检修
学习方法：动手动脑，理论实践相结合
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
原理 结构 类型 作用 安装
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
安装
理
排气管上
论
知
识
伸入排气管内
Oxygen Sensor（O2S）
课件制作：
课件制作：
Oxygen Sensor（O2S）
课
案实 理 故
下小 学结 习
例践 分技 析能
论 知 识
障 案 例
演
听课环节 现 场 教
实训环节 学
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
宁波美日MR6370A型轿车， 天津丰田8A-FE电喷发动机
故
怠速不稳、排气
60℃以上时，用万用表检测氧传感器的输出信号，始终为0.7V。
例
拔下一根发动机的真空管，使混合气变稀，再堵住空气滤清器，
使混合气变浓，输出电压还是0.7V不变，说明氧传感器损坏。拆
分
下氧传感器，顶尖呈棕色状（铅中毒），更换后试车，故障灯熄
灭，故障排除。
析
分析：使用含铅汽油，汽油中的铅造成氧传感器失效。ECU不能实 行空燃比闭环控制，造成怠速时混合气较浓。
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修 步骤3：检测方法
Oxygen Sensor（O2S）
断线动态测量 过浓或过稀，信号电压是
实 否有变化。
践
技
能 ~
条件：热机，2500r/min
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修
步
实骤
4
践
： 判
技断
能
Oxygen Sensor（O2S）
“虚假”
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
作用
理
排放性能
论
三元催化
知
氧传感器
空燃比14.7
识 采用氧传感器的最终目的是为了提高发动机的排放性能。
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
作用
如何将空燃比
控制为14.7？
理
气
油
论
空燃比 修正油
知
ECU如何获得 空燃比信号？
论 按材料和结构分：氧化锆式、氧化钛式
知 按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型
识 按传感器接线分： 1线、2线——————非加热型 3线、4线——————加热型
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
类型
1线氧传感器
理
信号线
论
ECU
3线氧传感器 知
信号线
识 ECU
Oxygen Sensor（O2S）
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
原理
氧浓度
理
电压信号？
混合气浓，空燃 比小于14.7，约 为0.9V
V
论
知
电压在空燃 比14.7 跃变
混合气稀， 空燃比大 于14.7 ， 约为0.1V
识
废气
大气
微电池：氧浓度差—电压
跃变——灵敏——精确
无源传感器（参考电压0.45V）
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
ECU
喷油器
空燃比闭环 控制的条件
怠速和部分负荷 发动机温度高于60℃ 氧传感器温度高于300℃
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
结 氧传感器信号的影响因数分析：
理论
3氧
论
传
感
知
器 信
号
识
内因：氧传感器
空燃比
外因：O2浓度差
燃烧过程 排气管漏气
氧传感器信号不仅反映氧传感器性能，同时反映发动机的工作状态。
课 下 学 习
课件制作：
作业
1、8A-FE发动机的氧传感器是什么类型？画出 电路，分析其工作过程。
2、8A-FE发动机的氧传感器如何检测？
自主学习 1、多个氧传感器 2、下游氧传感器 3、宽型传感器（空燃比传感器）
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
喷油
空燃比
氧 14.7:1
识
氧传感器
氧传感器作用：检测空燃比，实现空燃比闭环控制
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
类型
按检测范围分：窄型氧传感器（氧传感器）、宽型氧传 感器（空燃比传感器）
理 按功能分：上游氧传感器、下游氧传感器
工学结合
检修 步骤3：检测方法 氧传感器检测
实
Oxygen Sensor（O2S）
信号信号线 线路 路
践 信号电路 加热器
技 连线动态测量 断线动态测量
能
加热器
万用表 示波器 解码器
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修 步骤3：检测方法
Oxygen Sensor（O2S）
检测加热器
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
故障
检修
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
故障
ECU点亮故障灯
解除闭环控制
实
污染增大、动力 下降、经济下降
践
氧传感器失效
技
铅中毒 硅中毒 积碳 破碎 通气孔脏堵 其它
混合气过浓、过稀
氧传感器故障
信号电压 持续偏低
信号电压 持续偏高
氧传感器动态信号
变化慢幅值低
0.45V
氧传感器失灵
氧传感器故障
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
检修
步骤5：排除
拆下氧传感器
实
践
淡灰
技 正常
能
重查
观察、判断
破损 更换
白色 硅污
棕色 铅污
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
检修：资料、分析、检 测、判断、排除
小
结
原理：排气O2——氧传感 器——ECU——喷油器
故障：污染增大、怠速不 稳、油耗增大
作用：检测空燃比的变化， 实现空燃比闭环控制
结构：锆管+加热器
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
原理
超出修正范围
Oxygen Sensor（O2S）
如何控制？
理
短
11ms
8ms
时
长时燃油修正
燃
10ms
7ms
论
油
修
9ms
6ms
正
知
学习空然比控制（长时燃油修正）
当空然比反馈修正偏向浓或稀一侧，超出修正范围，反馈 识 修正无能为力，学习控制修正设定值，使其回到可控的修
黑色 积碳
更换
更换 排除积碳故障
课件制作：
找根本，排故障
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S） 案例1：氧传感器铅中毒
车型：宁波美日MR6370A型轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。
故障：发动机怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标，故障灯亮起。
案 检查：故障代码21，无氧传感器信号。起动待发动机温度上升为
实
Oxygen Sensor（O2S）
步骤1：读资料，读图，识别电路 信信 号线号线路 路
践
技
加热器电源
能
氧传感器连接器图
加热器控制
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
检修 步骤2：分析故障点
实
ECU
践
技
线路
能
氧传感器
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
正范围。
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
原理
Oxygen Sensor（O2S）
何时失去空然比控制功能？
理
空
然
论
比
修
知
正 范
围
识
故障现象
长时燃油修正 短时 燃油 修正
维护 故障排除
如何根据长时燃油修正值判定故障？
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
管冒黑烟且排污
障
超标，故障灯亮
案
例
技能一：故障分析
技能二：检修方法
氧传感器失效, 更换，故障排除
作用 结构、原理
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
学习目的和要求：
1.掌握传感器故障分析及检修方法。 2.理解传感器的作用、结构、原理。
学习内容：
安装
作用 理论
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S） 案例2：氧传感器“虚假”故障
车型：奔驰S320
故障：怠速抖动，急加速不良
案 检查：
A、读故障码：24-氧传感器故障
例
B、检测氧传感器：4线。 Ⅰ、加热元件电阻为7欧，电压为13.7V，正常
Ⅱ、信号始终为0.1-0.2V，没有变化，不正常
分
Ⅲ、氧传感器至控制单元无断路、短路，正常
C、检查进气系统，发现真空管老化脱落。
D、检查点火系统，发现高压正常，点火延续时间过短，发现火花
析
塞型号F8DC4（BOSCH），而要求为F8DCO，更换全正常。
分析：真空管老化脱落和点火不可靠，排气中的氧多，氧传感器信 号持续偏低。
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工学结合
原理
氧传感器信号
Oxygen Sensor（O2S）
空燃比14.7：1？
理
论
知 识
课件制作：
氧传感器高电平
喷油器减油
空燃比14.7:1
喷油器增油
氧传感器低电平
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
:
原理
氧传感器信号
理
动 论画
演 示 知原 理
识
Oxygen Sensor（O2S）
空燃比14.7：1？
0.7V～1.0V
过稀
0.1V～0.3V
V~
如何？
条件：热机，2500r/min
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
检修 步骤3：检测方法
连线动态测量（示波器）：
实
氧传感器的信号波形（怠速）
践
技
能
Oxygen Sensor（O2S）
氧传感器的信号波形（2500r/min）
课件制作：
频率———转速
评价氧传感器性能的三大指标：
结 最大：近1V
理
论
最小：近0V 变化次数：一般10s变化不少于8次（2500r/min）
１
论
氧传感器的信号波形（2500r/min）
低频脉冲
知
直流电压档，
观察信号跳动
识
课件制作：
《发动机电控系统原理与检修》
工学结合
Oxygen Sensor（O2S）
结 理论
2
论
知
识
氧传感器