氧传感器的结构原理与故障分析
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》
宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法
宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法发布时间: 2010-4-29 15:52 | 编辑: 汽车乐 | 查看: 1067次来源: 网络随着汽车尾气排放限值要求的不断提高，传统的开关型氧传感器已不能满足需要，取而代之的是控制精度更高的线性宽带氧传感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，简称UEGO)。
氧传感器闭环控制调节发动机燃烧室内的混合汽，以实现最佳的三元催化转换器运行，从而满足排放限值的要求。
为此，氧传感器闭环控制的任务是确保废气空燃比始终处于催化转换器的最佳工作点。
氧传感器闭环控制只改变所要喷射的燃油质量、燃烧室内的空气质量，也就是说汽缸充气和点火正时均不受影响，因此氧传感器是用来帮助确定废气中氧含量而反映实际工况中的空燃比。
控制单元内的氧传感器闭环控制必须通过所提供的信号来对混合汽的成分做出相应调整，控制过程很大程度上取决于氧传感器的属性。
宽带氧传感器能够提供准确的空燃比反馈信号给ECU，从而ECU精确地控制喷油时间，使汽缸内混合汽浓度始终保持理论空燃比值。
宽带氧传感器的使用提高了ECU的控制精度，最大限度地发挥了三元催化器的作用，优化了发动机的性能，并可节省大约15％的燃油消耗，更加有效地降低了有害气体的排放。
宽带氧传感器通过检测发动机尾气排放中的氧含量，并向电子控制单元(ECU)输送相应的电压信号，反映空气燃油混合比的稀浓。
ECU根据氧传感器传送的实际混合汽浓稀反馈信号而相应调节喷油脉宽，使发动机运行在最佳空燃比(λ=1)状态，从而为催化转换器的尾气处理创造理想的条件。
如果混合汽太浓(λ<1)，必须减少喷油量，如果混合汽太稀(λ>1)，则要增加喷油量。
现代汽车发动机管理系统中，安装在催化转换器前的宽带氧传感器，称作控制氧传感器，安装在三元催化器的上游位置，监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元，用于调节喷油量，从而实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧性能并减少有害气体的排放。
德尔福加热型氧传感器故障分析
德尔福加热型氧传感器故障分析德尔福（Delphi）是世界著名的汽车零部件供应商，其产品包括车身电子、发动机管理系统、传感器等。
其中，德尔福加热型氧传感器作为发动机排放控制系统中的重要组成部分，具有监测车辆尾气中氧气浓度、辅助发动机控制系统调整混合气组成等功能。
但是，由于使用环境的特殊性，德尔福加热型氧传感器偶尔会出现故障，本文将就此问题进行深入分析。
1. 故障现象当德尔福加热型氧传感器出现故障时，其运行电路中会出现相应的故障信号。
一般来说，德尔福加热型氧传感器的故障现象大致分为以下几类：1.1 恒定负载信号当德尔福加热型氧传感器出现恒定负载信号时，车辆发动机控制系统会误认为尾气中的氧气浓度长时间处于截然不同的态势，因而会误认为发动机正处于冷启动阶段，于是会加大燃油喷射量，导致车辆油耗增大，发动机排放超标，排放安检无法通过。
1.2 低信号负载当德尔福加热型氧传感器出现低信号负载时，车辆始终处于缺氧状态，会导致发动机输出功率下降，同时也会增大燃油消耗量，车速变慢等现象。
1.3 高信号负载当德尔福加热型氧传感器出现高信号负载时，车辆会失控，如加速失控或者车速跳动等现象，严重时还会导致发动机熄火，甚至引发车辆事故。
2. 故障原因德尔福加热型氧传感器出现故障的原因主要有以下几个方面：2.1 加热线路故障加热线路故障是德尔福加热型氧传感器中最常见的故障类型之一。
当德尔福加热型氧传感器的加热线路受损时，无法为传感器供电，导致传感器无法正常工作。
2.2 传感器波形输出信号异常当德尔福加热型氧传感器的波形输出信号出现异常时，也会导致发动机控制系统误判尾气中的氧气浓度，从而导致车辆油耗增大以及排放超标等问题。
2.3 传感器电源电压不稳定当德尔福加热型氧传感器的电源电压不稳定时，会导致传感器输出的波形信号过于低或高，并且无法保持持续稳定的波形输出。
这样会影响发动机控制系统的调整能力，导致车辆后勤无法得到良好的维护。
3. 故障诊断与处理针对德尔福加热型氧传感器出现不同故障现象的原因和特点，需要进行相应的诊断和处理，以确保车辆的正常运行和排放控制效果。
氧传感器 PPT
常用的氧传感器有氧化锆 式和氧化钛式两种。以氧化锆 式为例，正常情况下当闭环控 制时，氧传感器的电压信号大 约在0至1 V之间波动，平均值 约450 mV。当混合气体浓度 稍浓于理论空燃比时，氧传感 器产生约800 mV的高电压信 号；当混合气浓度稍稀于理论 空燃比时，氧传感器产生接近 100 mV的低电压信号。因此 可以说，氧传感器是一个随时 向微机反馈空燃比信息的“通 信员”。
二氧化钛式 氧传感器
3、氧传感器的工作原理
在一定条件下(高温和铂催化)， 利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，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。
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，两侧离子的浓度差 产生电动势。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)。
•图示为发动机在2 500 r/min时的氧传感器波形。 波形反映出点火系统存 在间歇缺火故障。
2）氧传感器良好与损坏的波形比较
图示为良好的 氧传感器波形 与损坏的氧传 感器波形叠加 比较。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
3）真空泄漏造成的空燃比不正常： 例如进气道、进气管上的真空软管等处存在泄漏。如果真空泄漏使混
氧传感器
学习提纲
一、概述
1、在整车或发动机上的作用； 2、装配的位置及图片； 3、ECU与传感器连接方式 二、基本结构
1、定义； 2、组成； 3、分类； 三、工作原理
氧气传感器工作原理及故障分析
（1） 选择的测量点要求能正确反映所需要的炉内气氛，以保证氧传感器 输出信号的
用户的外置监控单元
一个外置的，由用户后接的装置必须承担测量信号的分析处理，以及循环自检的进行和监控。 对故障报警的反应是根据不同用户的技术要求，同样由该外置监控单元处理。 因此，该单元必须满足一定的要求:
该单元必须具有故障保护功能，就是说，下面提到的过程必须运行在无故障状态， 输入信号准确读入，输出信号准确输出。
图一：通道 K2 的输出信号。 由于测试过程是动态的，所以氧气测量系统的常用功能始终处于被检测状态，并理想地循 环运行。为此，在一个分离的测试通道安置 24V，使传感器电流从外部减弱 20%。测量系 统以一个较小的氧气浓度模拟实际情况。在这个基础上，通道 K1 和通道 K2 的测量信号必
须同样地予以减弱，也就是说，测量系统必须正确计算虚拟的氧气浓度。在这里，4%的宽 带是允许的，即在自测时测量值必须处在前测值的 0.76 和 0.84 倍之间。 实用规则：测量信号必须同样最少减弱 10% 使用这种测试方法首次实现以下可能：不仅 能够发现测量系统硬件上的故障，而且也能发现传感器本身，即二氧化锆密闭空腔故障!
在使用许可的容许偏差时间范围内，对通道 K1 和通道 K2 的测试值持续不断地进行 比较。
需要对 K2 输出信号的时间进行不间断的可信度检测。同时，静态信号应视作内部 误差。
在循环周期内，必须启动自检，并处理分析其对测试信号的影响。两个自检之间的 时间间隔，不能超出一个特定的数值。
氧传感器故障分析与检修
氧 传 感 器 正 常 工作 时 ，
需 要 ３０ ０ ～
４ ２
ＭＯ Ｏ Ｃ ＩＡ・ ｕｙ Ｔ Ｒ・ Ｈ Ｎ Ｊ ｌ
维普资讯
ＢＯＳＣＨ
一 技 成 ｎ 生 活 之 翼
用 了检 测 仪 读 取 动 态 数 据 流 功 能 。
② 未 燃 的 汽 油 排 入 高 温 的 三 元 催 化 转换 器 内 ， 到 空气 中 的 氧分 子就 会 急 骤 遇 燃 烧 起 来 。 催 化 剂 熔 融 ， 塞 催 化 转 换 使 堵 器 的 排 气 孔 造 成排 气节 流 。 而 造 成 发 动 从 机 功 率 更 加严 重 下 降 ，给 汽 车 的动 力 性 、 经 济 性造 成极 大 的 影 响 。
４５ Ｖ。正 常 。 （ 检 查 加 热 元 件 ：启 动 发 动 机 。 ２） 用 数 字 万 用表 表 笔 连 接 到 插 头 的 １ ２ 间 和 之 测 电 阻 。显 示 为 ｏ 常 温 下 为 １ ） ｏ（ ～５Ｑ 。 说 明加 热 元 件 已 损环 。 （ ３）接 着 从 排 气 管 上拆 下 三 元 催 化
３ ．读取发动机控制 系统动态数据流
用 发 动 机 故 障检 测仪 读 取 发 动 机 控 制 系统 动 态 数据 流 ，其 内容 如 表 １ 示 。 所
表 ２为 原 厂 提 供 的该 款 发 动 机 的 正 常 数
据。
４ ．对动态数据流进行分析
（ 经 过 对 表 １ 表 ２的数 据 分 析 后 １） 、
性如图３ 示。 所
根源 — — 氧 传 感 器 失 效 ， 成 功 地 排 除 了 并
这 个故 障 。
二 氧传感器的构造原理
捷 达 王 ＧＴ 型 汽 车采 用 Ａ 发 动 机 ， Ｘ ＨＰ 匹配 德 国 Ｂ ｓ ｈ 司 ＭｏｒｎｃＭ３８２控 ｏｃ 公 ｔ ｉ ｏ 制 系统 。 装 在 前 排气 管 中 的氧 传 感 器 可 安
帕萨特B5氧传感器
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2、氧传感器的结构与原理
氧传感器的结构
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2、氧传感器的结构与原理
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2、氧传感器的结构与原理
氧传感器的工作原理
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2、氧传感器的结构与原理
氧传感器的工作原理 帕萨特B5发动机是采用氧化锆式氧传器，
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）。锆管内表面与大气接触， 外表面与废气接触，而锆管在温度高时，渗 入其中的氧气会发生电离，由于锆管内、外 侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从 大气侧向排气侧扩散从而使锆管成为一个微 电池，使锆管内、外两侧的铂电极间产生电 压。
13
B.检查条件 a.29号熔必须正常； b.蓄电池电压至少为11.5V； c.燃油泵继电器必须正常； d.冷却液温度至少85℃； e.发动机控制单元必须与节气门控制部件匹配； f.三元催化器和缸盖之间的排气系统应无泄漏处。
14
C检查步骤 a.连接故障阅读仪V.A.G1551或车辆系统测试仪V.A.G1552,启动发动机， 并按地址码“01”键，选择“发动机电子系统”。 b.按0和8键，选择“读测试数据块”，并用“Q”键确认。 c.按0、0和3键，选定“显示组号3”，并按Q键确认。再按显示区域3中的 显示值，即是冷却液温度值，应大于85℃。 d.按“C”键（为转换显示组准备）。 e.按0、0和9键，选定“显示组号9”，按Q键确认，选择显示区域3中的氧 传感器电压。电压每分钟至少 应变化30次，且在0到1.0伏范围内摆动。 f.若电压在规定范围内摆动，则按“右键”，再按0和6键，选定“结束输 出”功能，然后按Q键确认。 g.若电压不在工作范围内摆动或电压变化很慢，则除了检查氧传感器体上 的长细孔或圆孔是否堵塞通风孔是否堵塞外，还应继续以下检查。 h.将三元盒催化器前连接氧传感器G39的四针插头拔下。 i.检查氧传感器加热触点1和2是否导通，如未导通，则应更换传感器G39. j.如导通，用万用表连接插头触点1和2进行电压测量，在启动发动机怠速 运转时，电压允许值11~15V,然后关闭点火开关。 k.如无电压，将测试盒V.A.G1598/22连接到控制单元线束上，根据电路图， 检查测试盒与四针插头的导线是否导通，触点2和插孔27导线 的最大电阻 为1.5Ω。如达到允许值，根据电路图，检查触点1与燃油泵继电器J17的 导线
氧传感器故障分析【范本模板】
一、氧传感器的故障分析与诊断1、氧传感器在电控发动机排放控制中的重要性在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。
由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化器对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,用以检测排气中氧的浓度，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。
2、氧传感器的种类及氧传感器在汽车上安装的重要性目前，实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种.而常见的氧传感器又有单引线、双引线、三引线及四引线之分,；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;三引线和四引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上四种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。
氧传感器一旦出现故障，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。
因此，必须及时的排除故障或更换. 空燃比对排气中碳氢化合物（HC）和一氧化碳(CO）的含量有很大影响，在空燃比低于14.7：1时,HC及CO含量降低；如果空燃比高于14。
7:1时，HC及CO含量迅速上升。
但是,降低空燃比会导致燃烧温度升高，排气中的氮氧化合物（NOX）升高.所以,理想的空燃比应在接近14。
7：1的很小范围内。
另外三元催化转化器的转化效率只有在空气系数为1的很小范围内最高。
如图1所示三元催化转化器对发动机的排放控制具有极其重要的意义.没有三元催化转化器就不可能满足欧洲排放法规.第二代车载故障诊断系统(OBD—Ⅱ) 具1有对三元催化转化器进行故障诊断的功能.图1 三元催化转换效率图而为了对三元催化转化器进行故障诊断，必须在它的前和后各装一个氧传感器（图2）。
图2 发动机闭环控制系统正常运行的三元催化转化器因其储氧能力而使后氧传感器的动态响应与前氧传感器相比明显差，后氧传感器动态响应曲线的振幅非常小(图3a）.反之，如果后氧传感器信号电压的波形非常接近前氧传感器，只不过相位略滞后（图3b）,则ECU认为三元催化转化器效率过低。
汽车氧传感器的常见故障及检查方法
汽车氧传感器的常见故障及检查方法汽车氧传感器发挥着重要作用，是实现有效排放灭火系统的关键部件。
汽车氧传感器的故障会导致汽车性能的下降，严重的还会影响发动机的正常运行，因此必须及时识别汽车氧传感器的故障，并作出相应的排查处理。
1、氧传感器的位置不正确。
氧传感器的安装位置应该尽可能接近汽缸口，以准确检测发动机气缸排气比例，但是汽车入门可能把它安装在排气管或者排气收缩管，这样无法得到准确的排气比例，如果长时间安装在这种位置，会导致氧传感器出现不良反应。
2、氧传感器的悬挂不够牢固。
氧传感器的悬挂牢度不够，会导致氧传感器发生位移，传感器受到振动，对气体判断准确性产生影响。
3、氧传感器烟气回流。
汽车氧传感器出现烟气回流会让氧传感器失效，改变排气气体比例，排放超标，出现引擎低功率等现象。
4、氧传感器老化或磨损。
氧传感器日积月累老化，会影响其对氧气的识别能力，导致燃油消耗过大或汽车发动机不稳定，并出现困惑性故障代码。
二、检查方法1、检查氧传感器位置是否正确。
首先，要检查氧传感器是否正确安装在发动机排气口，如果没有，应及时重新安装。
2、检查氧传感器是否有悬挂不牢的情况。
可以通过改变车辆行驶速度，观察氧传感器是否有松动的现象，如果有，应及时固定牢固。
3、检查氧传感器的电源线束是否正常。
熔断可以检查线束是否连接有效，检查线束是否有破损，如果有，应及时更换新的。
4、排放检测。
通过开车排放检测，可以判断氧传感器是否故障。
如果氧传感器出现故障，排放检测结果会显示出现异常，就说明氧传感器出现故障。
5、氧气分析仪检测。
氧气分析仪可以检测气体比例，如果气体比例出现偏差，就说明氧传感器出现故障。
总之，汽车氧传感器常见故障有：氧传感器位置不正确、悬挂不够牢固、氧传感器烟气回流、氧传感器老化或磨损等，及时检测并处理汽车氧传感器故障，有助于确保汽车性能和发动机正常运行。
氧传感器
氧传感器汽缸列1探针1没有激活汽缸列1探针1电路中的电气故障首先，我们先了解一下氧传感器的作用，其作用是测定废气中的氧含量，然后将检测的结果及时反馈给发动机的控制系统，以便使发动机控制系统不论发动机机械状态如何，都能有效地对燃料系统进行调控，把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使装有三元催化转换器的发动机达到最佳排气净化效果，其也被称为“λ”传感器，工作原理是用于比较空气中的氧含量和废气中的残余氧含量差值的变化，并反馈给发动机控制单元电压信号，供ECU作为空燃比修正值的参考信号。
当氧传器正常工作时，发动机进行闭环控制，若发动机控制单元检测到氧传感器故障后，发动机将转入开环控制。
了解了氧传感器的作用和工作原理后让我们来看一看哪里有问题会引起氧传器故障碍，氧传感器表面气孔阻塞，受到过度的热应力，工作温度太低，加热器不工作或连接电路出现故障，都会使氧传器的输入信号电压不变化或变化缓慢，发动机会出现怠速不稳定，油耗上升和排放超标等现象。
以上简单叙述了氧传感器的工作原理和作用及引发故障的原因，下面我们来具体分析一下16518和16514这两个故障代码出现后应如何分析和解决故障。
首先我们来认知一下带双氧传感器的车辆两个传感器的功用，气缸列1探针1即我们俗称的前氧传感器，其功用是主要检测混合气浓度并将检测的信号反馈给控制单元。
气缸列1探针2即我所说的后氧传感器其主要功用是用于测试催化净化效率，装在三元催化器后面，其电压值几乎不变，保持在0.6V左右。
前氧传为0-5V的变化区间，前氧传感器为“广域氧传感器”，我们来解释一下这个名词，广域氧传感器实际上是一个氧离子泵，根据氧离子在晶体中的流向，我们就可以知道混合气是稀或是浓。
两个界面的电子交换会产生一个电流，我们称之为泵电流。
这个泵电流与“λ”有一对一的对应关系，也就是说只要知道电流的大小，就能知道“λ”的值了。
当“λ”值为1.000时，泵电流为零;混合气浓时“λ”小于1.000泵电流为负：反之则为正。
氧传感器故障分析与排除
［］董辉 ． １ 汽车 电子技 术与传感器【 ． Ｍ】 北京 ： 北京理 丁大学 出版
社， ９． １ ５ ９
【】关 文 达 ， 耀 斌 ． 车 修 理 工 ［ ． 京 ： 国劳 动 社 会 保 障 出 ２ 王 汽 Ｍ】 北 中 版 社 ，０ ２ ２０ ．
３ 故障 排 除
分别拔下上游及下游 氧传感器线束插头 ，用万用表 将该车做 了次发动机积碳清理 ，重新装上两个氧传 电阻档测量氧传感器接线端中 １ ４间电阻 ， ～ 发现两个氧 感器 ， 热车 １ ｉ 后 ， ０ ｎ 故障排除 ， ａ ｒ 各项性能恢复正常。 传感 器 电阻 均 在标 准 范 围之 内 （ 准 范 围为 ４ ０Ｑ ） 标 ～４ 。 综上所述 ，在使用三元催化转换器 以减少排气污染 从上游氧传感器 ３ 端子处引出一 条细导线 ，然后插好线 的发 动 机上 ， 传感 器 是必 不 可 少 的元 件 。 氧 由于 混 合气 的 束插头 ， 将发动机热车至正常工作温度 ， 将万用 表负表笔 空 燃 比一旦 偏 离 理论 空 燃 比 ， 三元 催 化 剂 对 Ｃ Ｈ Ｏ、 Ｃ和 氮
氧传感器与空燃比传感器
它能连续检测出稀薄燃烧区的空燃比，可 正常工作的空燃比范围大约为12∶1～20∶1， 使得ECM在非理论空燃比区域范围内实现喷油 量的反馈控制成为可能。
空燃比传感器有两种结构形式：单元件和 双元件。
1）单元件空燃比传感器
单元件空燃比传感器的氧化锆元件 采用平面型结构，两侧有铂电极，其中 正极通过空气腔与大气相通，负极与排 气之间有一多孔性的扩散障碍层和多孔 氧化铝层，排气管中的氧分子可以通过 多孔性氧化铝层和扩散障碍层到达阴极 表面。
控制电路使正极的电压高于负极［ 见图（a）］，从而在氧化锆元件中产生 一个泵电流，阴极上的氧分子在此电流 的作用下移动到阳极。
ECM内的平衡监控电路控制泵电流的 大小，通过改变两极之间的电压差，使泵 电流达到饱和状态。
达到饱和状态时的泵电流的大小取决 于氧向扩散腔的扩散速率，并与排气中的 氧分子浓度成正比，或与混合气的空燃比 数值成反比。
图 双元件空燃比传感器原理
1—扩散孔 2—扩散腔 3—空气腔 4—微调电阻
ECM根据此时泵氧电流（即输入泵电 流）的大小和方向计算出相应的混合气浓 度。
双元件空燃比传感器有5根接线端子， 其中2根是加热器的接线，1根是泵氧单元 和电池单元共用的参考接地线，1根为电池 单元的信号线，另1根是泵氧单元泵电流的 输入线。
情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的 反馈电压将在附近不断变化，10s内反馈电 压的变化次数应不少于8次。
④ 若电压表指示值在10s内的变动次数等于 或多于8次，则说明氧传感器工作正常。
若电压表指示值在10s内的变动次数少 于8次，说明氧传感器不正常。
⑤ 检查氧传感器有无损坏。拔下氧传感
器的线束插头，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，人 为地形成稀混合气，电压表指针读数应 下降。
氧传感器故障分析与排除
氧传感器故障分析与排除摘要：汽车中普遍装有氧传感器，也是汽车传感器中的易损件。
依据氧传感器的特性，能及时合理的找出故障所在。
BOSCH公司所生产的氧传感器被广泛用在国内外很多车型上，其氧传感器有四引线和六引线等多种类型。
依据不同类型的氧传感器，其检测方法也略有差异，文章主要对氧传感器的故障分析及故障排除进行探讨。
关键词：四引线氧传感器；双氧传感器；故障；检查目前，汽车上普遍装有氧传感器。
氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气口的氧含量。
因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，形成闭环控制，来微调燃料的喷射量，使A/F控制在最佳状态，既大大降低了污染，又节省了能源。
而现在国内汽车大多数使用为单双线、三线单氧传感器，而四、六线氧传感器及双氧传感器在国外汽车中已普遍采用。
文章主要介绍比较少见四线、双氧传感器的故障分析与排除。
1 故障现象一辆2005年产型号为DC7164D 标致307轿车，行驶98 000 km，其发动机排放故障灯常亮，且日常行车油耗过高，加速无力。
2 故障分析接车后，连接标致专用故障诊断仪，调取发动机故障代码，显示为氧传感器故障。
客户反映，曾经在80 000 km时，更换过氧传感器，但是行驶18 000 km 后，故障依旧。
查看标致307电喷系统资料得知：307轿车采用双氧传感器系统。
其氧传感器编号：上游氧传感器为LSF4.2（BOSCH），如图1所示，下游氧传感器也为LSF4.2（BOSCH），两者皆为加热型氧化锆式氧传感器。
上游氧传感器置于排气歧管上，催化器入口处，它持续向计算机发出电压信号，该信号代表排放气体的氧含量。
计算机分析这个电压值并借此调整喷射时间。
浓混合气：传感器电压从0.6～0.9 V。
稀混合气：传感器电压从0.1～0.3 V。
内部再加热装置可使其快速达到工作温度，即通常情况下为350℃以上，该温度可在15 s达到。
加热电阻是由计算机借助氧传感器温度控制终端中的进位信号末端控制的。
浅谈氧传感器常见故障与检测方法
浅谈氧传感器常见故障与检测方法摘要：在电控发动机系统中，氧传感器是必不可少的元件。
由于氧传感器的有效工作得以将混合气的空燃比控制在理论值附近。
本文通过对电控发动机排放控制系统中氧传感器的原理分析，对其常见故障及检查方法作一简单介绍。
并引用典型车型氧传感器，提出了具体的诊断内容。
关键词：氧传感器故障检测前言：随着汽车技术的发展，世界各国对汽车尾气排放标准要求越来越严格。
氧传感器是现代汽车控制废气排放、提高燃油经济性的重要传感器之一。
在电控燃油喷射发动机中，用于燃料系统闭环控制，是一个重要的电子元件。
氧传感器故障会造成燃油消耗增大，发动机工作异常，不但造成经济损失还会造成大气污染。
一、氧传感器的功能氧传感器在理论空燃比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。
以此ECU根据氧传感器信号对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制（闭环控制）。
从而将空燃比始终控制在理论值14.7:1附近，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而降低有害气体的排放和节约燃油。
二、氧传感器的安装位置和类型氧传感器安装于发动机的排气管上。
对于双氧传感器形式的车辆，一个氧传感器安装在三元催化转化器前面的排气管上（上游传感器），另一个安装在三元催化转化器的后面排气管上（下游氧传感器）氧传感器主要有氧化锆式和氧化钛式两种类型。
在丰田凌志、上海别克上多为氧化锆式，上海桑塔纳、一汽捷达主要为氧化钛式。
根据是否加热又分为加热型氧传感器和非加热型氧传感器。
其中，氧化钛式氧传感器一般都是加热型。
按外部接线数量又有单线式氧传感器、双线式氧传感器、三线式氧传感器、四线式氧传感器这四大类。
单线式氧传感器为一根信号线，其外壳直接接地；双线式氧传感器为一根信号线和一根接地线；三线式氧传感器为一根电源线、一根加热线、一根信号线，其外壳接地；四线式氧传感器为一根电源线、一根加热线、一根信号线和一根接地线。
汽车氧传感器检测故障分析与修理
汽车氧传感器检测故障分析与修理随着汽车工业的发展和汽车保有量的急剧增加，汽车排放对大气的污染已经构成了公害。
它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展成为严重的社会问题。
在有些大城市，汽车废气排放已经接近或超过环境容量。
为了保护日益恶化的地球环境，世界各国先后出台了便为严格的汽车污染物排放标准。
汽车生产商在汽车的生产设计过程中，加设了减少对空气污染的辅助装置，如在电控燃油喷射技术的基础上，采用三元催化器，就可以获得更高净化率的排放控制，但是为了能最有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接接理论空燃比。
因此在排气管上增加了一个氧传感器，经常地检测排气的质量，并将其变换成电信号传给ＥＣＵ。
发动机控制单元ＥＣＵ根据氧传感器提供的信号，不断地检测和调整发动机喷油器的喷油量，使发动机在多数情况下都工作在理论空燃比附近，实现了喷油的闭环控制，也有效地的提高发动机性能及整车的经济性，因此氧传感器就起着至关重要的作用。
1 氧传感器的工作原理氧传感器是排气氧传感器EGO（Exhaust Oxygen Sensor）的简称，其功用是通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。
ECU根据（λ）控制在~之间的范围内。
使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。
自1976年德国博世公司率先在瑞典沃尔沃（VOLVO）轿车上装用氧传感器之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。
汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2）式两种类型，氧化锆式氧传感器又分为加热型和非加热型两种，氧化钛式一般都为加热型传感器。
在实际的维修做业中通常将氧传感器分为1线、2线、3线及4线四种类型，主要有钢质壳体、锆管（或二氧化钛传感器元件）、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。
氧传感器的故障诊断与排除
摘要：主要介绍由于氧传感器系统故障引起的EMS 内部监控氧传感器输入信号异常，导致ECU不能准确控制喷油量造成发动机工作异常，出现排气管冒黑烟，发动机怠速抖动，熄火，同时伴随发动机故障灯常亮现象的问题诊断与排查过程。
关键词：氧传感器故障诊断排除中图分类号：TK414.3+2文献标识码：A文章编号：2095-8234（2020）04-0062-04Fault Diagnosis and Elimination of Oxygen SensorLi Chuanhai,Huang Huai,Zhou HuiGeely Automobile Research Institute (Ningbo)Co.,Ltd.(Zhejiang,Ningbo,315336,China)Abstract ：This paper mainly introduces the diagnosis and troubleshooting process of the abnormal input signal of the EMS internal monitoring oxygen sensor caused by the failure of the oxygen sensor system,which causes the ECU to not accurately control the fuel injection volume and causes the engine to work abnormally,causing black smoke from the exhaust pipe,engine idling jitter,and flameout,accompanied by the engine fault light always on.Keywords ：Oxygen sensor;Fault diagnosis;Elimination氧传感器的故障诊断与排除李传海黄淮周慧（吉利汽车研究院（宁波）有限公司浙江宁波315336）·测控技术·小型内燃机与车辆技术SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE TECHNIQUE第49卷第4期2020年8月Vol.49No.4Aug.2020作者简介：李传海（1976-），男，硕士研究生，主要研究方向为传统动力汽车整车开发和新能源汽车的开发。
电控发动机氧传感器故障分析
电控发动机氧传感器故障分析摘要：汽车中普遍装有氧传感器，也是汽车传感器中的易损件,该文主要介绍了电控发动机氧传感器的结构类型及常见的故障现象，并对氧传感器的故障现象和检测方法进行了简要分析。
关键词：汽车氧传感器故障目前，汽车上普遍装有氧传感器。
氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气口的氧含量。
因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，形成闭环控制，来微调燃料的喷射量，使A/F 控制在最佳状态，既大大降低了污染，又节省了能源。
[1]1 氧传感器的种类目前在汽车上使用的氧传感器有氧化钛式和氧化锆式两种。
不过随着汽车工业的发展，有些车型也用到了新型的氧传感器，新型氧传感器包括平面型氧传感器和宽频带型氧传感器。
氧传感器一般有单线、双线、三线、四线4种引线形式。
单线为氧化锆式氧传感器；双线为氧化钛式氧传感器；三线和四线为氧化锆式氧传感器。
三线和四线的区别：三线氧传感器的加热器负极和信号输出负极共用一根线，四线氧传感器的加热器负极和信号负极分别各用一根线[2]。
（1）氧化锆氧传感器。
氧化锆式氧传感器元件是一陶瓷管，外侧通排气，内侧通大气。
当陶瓷管的温度较高(高于300～40?℃)时，氧气发生电离成为氧离子，即具有固态电解质的特性，在氧分子浓度差的作用下产生电动势[3]。
（2）氧化钛型氧传感器是高电阻半导体，当表面缺氧时，电阻变小与发动机冷却液温度传感器(ECT)相似，氧化钛氧传感器的电阻值则随其周围氧含量的变化而变化。
（3）新型氧传感器平面型传感器(线性)。
核心为陶瓷材料，两边有涂层。
涂层的优点是对尾气中的氧浓度更敏感，两边涂层的氧浓度不同，产生电压信号。
（4）宽带型氧传感器是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。
宽域氧传感器是在普通开关型氧传感器的基础上增加了一个泵氧膜片。
当发动机排放气体流经宽域氧传感器头部时，它将反馈一个电压信号给控制器，告知控制器气缸内混合气是稀了还是浓了；之后控制器将产生一个泵电流流经宽域氧传感器泵氧膜片，从而消耗过量的氧气或燃料，使气缸内混合气的浓度始终维持在理论值附近。
发动机氧传感器检测与分析
发动机氧传感器检测与分析氧传感器作为减少排放污染，提高汽车燃油经济性能的设备，已广泛装配在安装三元催化剂的汽车上。
如果燃烧室内可燃混合气燃烧不充分，废气中含有大量CO、HC和NOX有害气体，三元催化剂的净化能力将急剧下降，降低汽车燃油经济性能和污染大气，所以在排气管中和三元催化剂后端（有的是单氧传感器，只在排气管中安有氧传感器）安装氧传感器，通过氧传感器检测排气中氧的浓度，向发动机控制单元发出信号，再由发动机控制单元控制喷油脉宽，增减喷油量，把可燃合气控制在空燃比理论值附近。
文章主要介绍了氧传感器类型，工作原理，以及对它故障的简单判断、检测与分析。
标签：氧传感器；空燃比；检测；分析Abstract：As a device for reducing emission pollution and improving the economic performance of automobile fuel，oxygen sensors have been widely assembled on vehicles with three yuan catalyst. If the combustion chamber combustible mixed gas incomplete combustion，gas containing large amounts of CO，HC and NOX harmful gas purification capacity of three yuan catalyst will decline sharply，reducing the fuel economy performance and air pollution. Therefore，in the exhaust pipe and three element catalyst back-end （some single oxygen sensor，only in the exhaust pipe is installed oxygen sensor）oxygen sensor is installed，the concentration of oxygen in the exhaust oxygen sensor，sends a signal to the engine control unit，then the engine control unit controls the fuel injection pulse width，increase or decrease the amount of fuel injection，the combustible gas burning near the control than the theoretical value in the air. This article mainly introduces the type of oxygen sensor，the working principle，and the simple judgment，detection and analysis of its fault.Keywords：oxygen sensor；air fuel ratio；detection；analysis随着经济发展和人们生活水平的提高，汽车已经进入到千家万户，成为生产生活的必需品。
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氧传感器的结构原理与故障分析摘要氧传感器作为电子控制燃油喷射发动机的重要部件，对发动机正常运转和尾气排放的有效控制起着至关重要的作用，一旦氧传感器及其连接线路出现故障，不但会使排放超标，还会使发动机工况恶化，导致怠速熄火、发动机运转失准等各种故障。
因此，适时地对氧传感器进行监测和观察，对保证汽车在良好状态下运行大有益处。
本文着重介绍氧传感器的结构原理，及其氧传感器常见的一些故障，重点举例了上海别克的氧传感器故障的故障及其修理。
本课题具有实际应用的意义，即可以深入展开讨论和分析。
关键词：氧传感器；空燃比；汽车排放目录1. 氧传感器的结构与原理 (1)1.1氧化锆式氧传感器结构与原理 (1)1.2氧化钛式氧传感器结构与原理 (2)2. 汽车氧气传感器的检查方法 (3)2.1氧传感器加热器电阻的检查 (3)2.2氧传感器反馈电压的测量........................................... .. (3)3. 氧传感器常见故障.............................................. .. (4)3.1氧传感器铅中毒 (4)3.2硅中毒........................................ ......................... (5)3.3氧传感器陶瓷碎裂 (5)3.4氧传感器表面积碳 (5)3.5加热器电阻丝烧断 (5)3.6氧传感器内部线路断脱 (5)4. 别克氧传感器维修实例 (5)4.1故障诊断与排除 (6)4.2维修小结.............................................. . . . . . (7)5. 总结.............................................. .............. .. (7)参考文献........................................................ (8)致谢 (9)氧传感器的结构原理与故障分析氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一，用于检测发动机的燃烧状况，通过测定发动机排气管内废气中的氧含量(浓度)判定空燃比，电子控制单元ECU据此发出反馈信号不断修正喷油量,使空燃比收敛于理论值(λ=1)。
现代汽车上普遍采用可以同时净化NOx、CO及HC 3种有害物质的三元催化转换装置。
在此系统中占主导地位的是氧传感器, 氧传感器是使此系统最有效地发挥作用必不可少的部件。
对于氧传感器的故障分析直接影响到最佳空燃比，同时对氧传感器的研究也能直接影响汽车废气的排放。
1 氧传感器的结构与原理1.1氧化锆氧传感器图 1 为氧化锆氧传感器的结构。
该传感器把加入少量氧化钇（Y2O3）的氧化锆固溶体，制成试管状电解质元件（锆管），内外表面覆盖一层多孔性的铂膜作为电极。
锆管内侧通入氧浓度高的大气，外侧通入氧浓度低的发动机排出气体。
为了保护电极，在电极外面镀上一层陶瓷。
图 2 为氧传感器的工作原理示意图。
在高温下氧气发生电离，锆管内外侧的氧气存在浓度差，氧离子从浓度较高的大气侧向浓度较低的排气侧扩散，结果在锆管内外侧之间产生一个微电动势。
氧气浓度差大，电动势大；氧气浓度小，电动势小。
氧传感器利用这一性质，在氧化锆管内侧通入大气（氧浓度高），外侧接触氧浓度低的排气。
因此，随着排气中的氧浓度变化，其内外侧浓度比也在变化，从而锆管内外侧之间的电动势也在变化。
当浓的混合气燃烧后排出的气体与铂催化剂接触时，利用铂的催化作用将残存的低浓度氧与排气中的 CO 及 CH 再反应，铂表面的氧气几乎没有了，从而使氧传感器内外表面的氧气浓度差变大，产生约 1 V 的电动势。
稀薄的混合气燃烧时，排气管中高浓度的氧与低浓度的 CO 反应后，仍有残存氧气。
因此氧传感器内外表面氧浓度差小，几乎不产生电动势。
当空燃比较大时，排气中氧浓度增高，氧传感器把这种状态转变为电信号输入微机，然后微机发出信号增加燃油喷射量。
反之，可用微机控制减少喷油量，使之恢复最佳状态。
1.2氧化钛式传感器）材料的电阻值随排气中氧含量的氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛（TiO2变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器。
二氧化钛是在室温下具有很高电阻的半导体。
但当排气中氧含量少（混合气浓）时，氧分子脱离，使其晶体出现缺陷，便有更多的电子可用来递电流，材料的电阻亦随之降低。
此种现象与温度和氧含量有关，因此，欲将二氧化钛在 300～900 ℃的排气温度中连续使用，必须作温度补偿。
图 3 所示即为氧化钛式氧传感器的示意图，它具有两个二氧化钛元件，一个是具有多孔性用来感测排气中氧含量的二氧化钛陶瓷，另一个则为实心二氧化钛陶瓷，用来作加热调节，补偿温度的误差。
该传感器外端以具有孔槽的金属管作为防护套，一方面让废气可以进出，另一方面防止里面二氧化钛元件受到外物撞击，传感器接线端以橡胶作为密封材料，止外界气体渗入。
它一般安装在排气歧管或尾管上，同时可借助排气高温将传感器加热至适当的工作温度。
氧化钛式氧传感器的优点是结构简单，造价便宜，抗腐蚀、抗污染能力强，经久耐用，可靠性高。
2汽车氧气传感器的检查方法2.1氧传感器加热器电阻的检查拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为4-40Ω(参考具体车型说明书)。
如不符合标准，应更换氧传感器。
2.2氧传感器反馈电压的测量测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压(有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压)。
对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用具有低量程(通常为2V)和高阻抗(内阻大于10MΩ)的指针型万用表。
具体的检测方法如下：1)将发动机热车至正常工作温度(或起动后以2500r/min的转速运转2min)；2)将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的E1或蓄电池负极，正表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号|出线；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内电压表指针摆动的次数。
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0.45V上下不断变化，10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。
如果少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，其原因可能是氧传感器表面有积碳，使灵敏度降低所致。
对此，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碳，然后再检查反馈电压。
如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢，则说明氧传感器损坏，或电脑反馈控制电路有故障。
4）检查氧传感器有无损坏拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与电脑连接，反馈控制系统处于开环控制状态。
将万用表电压档的正表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱连接，负表笔良好搭铁。
在发动机运转中测量反馈电压，先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，同时观看电压表，其指针读数应下降。
然后接上脱开的管路，再拔下水温传感器接头，用一个4-8KΩ的电阻代替水温传感器，人为地形成浓混合气，同时观看电压表，其指针读数应上升。
也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度，在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升；突然松开加速踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。
如果氧传感器的反馈电压无上述变化，表明氧传感器已损坏。
另外，氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时，若是良好的氧传感器，输出端的电压应以2.5V为中心上下波动。
否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。
若电阻值很大，说明传感器是好的，否则应更换传感器。
5)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。
3氧传感器常见故障3.1氧传感器铅中毒氧传感器铅中毒是常见的一种故障, 使用含铅汽油只要行驶500km, 铅化物就会粘附在氧传感器的工作面上, 使氧传感器基本丧失信息反馈功能。
轻微的铅中毒, 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。
如果过高的排气温度, 使铅侵入其内部, 阻碍了氧离子的扩散, 使氧传感器失效, 这时只能更换。
3.2硅中毒维修发动机时使用了硅密封胶、硅密封圈等会引起的“硅中毒”。
硅胶中含有醋酸( 它起硫化作用) , 当醋酸硅胶应用在有机油流动的部位, 醋酸蒸发, 进入曲轴箱, 经过废气再循环系统又进入气缸, 最终经过排气管排出而损坏氧传感器。
另外, 如果汽油和机油中含有的硅化合物过多, 燃烧后生成二氧化硅(SiO) , 也会使氧传感器“中毒”失效。
23.3氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆, 容易碎裂。
因此, 处理时要特别小心, 防止用硬物敲击或用强烈气流吹洗。
3.4氧传感器表面积碳如果发动机燃烧不完全, 所排的气体就会含碳, 使其依附在氧传感器表面, 形成积碳, 产生积碳, 主要表现为排放浓度明显增加, 油耗上升。
此时, 积碳( 或油污、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。
如果将沉积物清除, 就会恢复正常工作。
3.5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。
3.6氧传感器内部线路断脱氧传感器由于内部的线路焊接不牢或由于汽车的颠簸, 内部线路会出现断裂。
总之, 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、喘振、缺火等故障现象。
因此, 必须及时地排除故障或更换。
4别克氧传感器维修实例一辆2002款2.5L别克，行驶里程为138000km。
发动机故障灯亮，有DTC P0171(燃油微调系统过稀)故障码。
4.1故障诊断与排除根据修理经验，出现故障码P0171的原因常常在燃油系统，如喷油器或汽油滤清器堵塞、燃油压力不足等。