氧传感器故障检修

学 习 小 结 检修：资料、分析、检 测、判断、排除
故障：污染增大、怠速不 稳、油耗增大
原理：排气O2——氧传感 器——ECU——喷油器
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
自 主 学 习
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课下作业 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？
1.5.4原理 何时失去空然比控制功能？ 故障现象
空 然 比 修 正 范 围
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？
1.5.5特性
评价氧传感器性能的三大指标： 最大：近1V 最小：近0V 变化次数：一般10s变化不少于8次（2500r/min）
氧传感器的信号波形（2500r/min）
低频脉冲 直流电压档， 观察信号跳动
1.5.5特性
氧传感器
ECU
喷油器
发动机怠速和部分负荷 空燃比闭环 控制的条件 发动机温度高于60℃ 氧传感器温度高于300℃
1.5.5特性
氧传感器信号的影响因数分析： 内因：氧传感器
氧 传 感 器 信 号
空燃比 外因：O2浓度差
燃烧过程
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。
加 热
锆管：敏感元件
废气 大气
冷态不工作
1.5.4原理 氧浓度 电压信号？
混合气浓，空燃 比小于14.7，约 为0.9V
混合气稀， 空燃比大 于14.7 ， 约为0.1V 电压在空燃 比14.7 跃变
V
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）
1.5.4原理 氧传感器信号 空燃比14.7：1？
喷油 氧 14.7:1
气 空燃比
油 修正油
ECU如何获得 空燃比信号？
氧传感器 氧传感器作用：检测空燃比， 实现空燃比闭环控制。
1.5.2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） 按功能分：上游氧传感器（前氧传感器） 下游氧传感器（后氧传感器） 按材料和结构分：氧化锆式、氧化钛式 按传感器是否有加热装置分：加热型、非加热型 按传感器接线分： 1线、2线——————非加热型 3线、4线——————加热型
知识拓展
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）
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。 检查：故障代码21。起动待发动机温度上升为60℃以上时，用万用 表检测氧传感器的输出信号，始终为0.7V。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。 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。
如何？
1.5.7检修
氧传感器的信号波形（怠速）
氧传感器的信号波形（2500r/min）
频率———转速
1.5.7检修
断线动态测量
N
V
传感器 故障
过浓或过稀，信号 电压是否有变化。
Y
良好
Y
点火ON，线路0.45V
N
良好
线路/ECU
~
条件：热机，2500r/min
1.5.7检修
步骤4：判断
“虚假”
混合气过浓、过稀
案 例 分 析
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 检查： A、读故障码：24-氧传感器故障 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 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。
？！步骤5：排除
步骤4：判断
？
步骤3：检测
步骤2：分析 步骤1：资料
1.5.7检修
步骤1：读资料，识别电路
信 信 号 号 线 线 路 路
加热器电源
氧传感器连接器图
加热器控制
1.5.7检修
步骤2：分析故障点
ECU
线路
氧传感器
1.5.7检修
步骤3：检测方法 氧传感器检测 信号电路 加热器
信 信 号 号 线 线 路 路
作用 类型 结构 原理 特性
理论
实践
故障 检修
理 论 知 识
1.5.1 作用 1.5.2 类型 1.5.3 结构 1.5.4 原理 1.5.5 特性
1.7.1作用
排放性能
三元催化
氧传感器
空燃比14.7
采用氧传感器的最终目的是为了提高发动机的排放性能。
1.5.1作用
如何将空燃比 控制为14.7？ 空燃比
氧传感器高电平
空燃比14.7:1
喷油器减油 氧传感器低电平
喷油器增油
1.5.4原理
超出修正范围
短 时 燃 油 修 正 11ms
如何控制？
8ms
长时燃油修正
10ms
9ms
7ms
6ms
短 时 燃 油 修 正
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 修正无能为力，学习控制修正设定值，使其回到可控的修 正范围。
万用表 示波器
解码器 加热器
1.5.7检修
步骤3：检测方法
N
加热器电阻：室温 1~5Ω
Y
更换
良好
Y
线路电压：起动 12V
N N
良好 维修
Ω
V
线路
Y
ECU
1.5.7检修
连线动态测量（万用表）： 变化范围 0~1V 10s内不少于8次 0.7V～1.0V 0.1V～0.3V
波动次数
过浓 过稀
V ~
条件：热机，2500r/min
氧传感器故障
信号电压 持续偏低
氧传感器动态信号
信号电压 持续偏高
变化慢幅值低
氧传感器失灵
0.45V
氧传感器故障
1.5.7检修
步骤5：排除
拆下氧传感器 观察、判断 破损 黑色 积碳 排除积碳故障 更换
淡灰 正常 重查
白色 硅污 更换
棕色 铅污 更换
找根本，排故障
案 案例1：氧传感器铅中毒 例 分 析 车型：宁波美日MR6370A型轿车，装用天津丰田8A-FE电喷发动机。
学 习 导 航
1 2 3 4 5 6 7
任务载体 学习要求 理论知识 实践技能 案例分析
学习小结
自主学习
任 务 载 体
怠速不稳、排气 管冒黑烟且排污 超标，故障灯亮
氧传感器失效, 更换，故障排除
技能一：故障分析 技能二：检修方法
作用 结构、原理
学 习 1.掌握传感器故障分析及检修方法。 要 2.理解传感器的作用、结构、原理。 求
实 践 技 能 1.5.6 故障 1.5.7 检修
1.5.6故障
ECU点亮故障灯 解除闭环控制
污染增大、动力 下降、经济下降
氧传感器失效
铅中毒 使用含 铅汽油 硅中毒 劣质油 冷却液 含硅垫 积碳 积碳 故障 破碎
机械 外力
通气孔脏堵
灰尘 机油
其它
超期 使用
正确使用
1.5.7检修
步骤6：验收
～
1.5.2类型
1线氧传感器
信号线
2线氧传感器
信号线 信号线
ECU
ECU
博世1线
NTK2线
不同类型的氧传感器，检测方法不同。
1.5.2类型
3线氧传感器
信号线
信号线 信号线
4线氧传感器
ECU
ECU
不同类型的氧传感器，检测方法不同。
1.5.3结构
排气管上
伸入排气管内
1.5.3结构
ECU
加热器：预热， 300℃