细说氧传感器(三元催化器核心部件)[归纳整理]
发现一个氧传感器的检测办法。。。
关于汽车氧传感器的知识
多数在80年后生产的车都配有氧传感器,它是作为发动机控制的一部分.采集信号给发动机电脑.目的是使车辆动力更好,节省燃油,排放更好.汽油机需要完全燃烧,表现出来就是空气和汽油的最佳比例14.7:1.如果空气少于最佳比例,燃油就不能完全燃烧,叫混合器过浓.不完全燃烧的气体排放到大气中,就会造成污染.如果空气过多,就会造成混合气过稀,导致过多的氮氧化物排放,发动机动力下降并会导致发动机的损坏.自1995~96年使用了OBD II检测口,氧传感器的数量也翻倍了,分为了上游和下游氧传感器.
2.氧传感器就是健康卫士.
氧传感器位于排气管上,可以检测混合气的浓稀.原理是通过金属铂电极的化学反应产生电压.发动机电脑通过收到的电压信号来判断混合气的浓稀,再控制发动机的喷油量.当混合气过稀时,就会有过多的氧,电压输出就会降到0.1-0.3V.正常时是0.45V.当氧传感器发生错误时发动机电脑将不能判断正确的空气比,所以控制喷油嘴只能靠推测,导致车辆性能下降和更多的燃油消耗.需要氧传感器的原因还有大气中的氧受许多因素的影响,如海拔,大气温度,发动机温度,大气压力,发动机负载等等.
.氧传感器的活力并不是永久的,随着岁月的增长它也会衰老.
氧传感器的工作环境比较恶劣,油灰等物质会沉积在传感器表面,就会影响到传感器的反映.同时,传感器的传出电压也可能没有以前的高了,会使电脑错误地认为混合气过稀,随之而来的更多的燃油消耗.这个问题可能不会被你注意,因为它是逐步发生的,不过时间越长越越严重.
4.氧传感器损毁后不及时更换将会对你的车辆造成巨大损失.
损坏的氧传感器将导致发动机开环控制,使排放和油耗增加.另外,氧传感器损坏后会导致催化器的损坏.过浓的混合气不完全燃烧后进入排气管,造成催化器过热,催化介质将融化或破裂,导致排气不通畅.发动机无力,最终还会导致发动机温度过高,活塞融化等恶性故障.所以不要因小失大.
5. 你知道什么时候该更换氧传感器吗?
有些车辆带有氧传感器提示灯以提醒司机检测传感器了,多数都没有,除非是有显著的驾驶问题或发动机检测等亮.多数人都不知道他们的车辆氧传感器是好是坏.通常是在检测到排放超标时才发现问题.在美国,有50%左右的车辆都是在测排放时更换氧传感器.工作不正常的氧传感器通常会导致HC或CO超标.
6.要想减少不必要的损失,就不要等到氧传感器失效,到它的寿命周期时就可更换.
氧传感器有它的寿命周期,博世公司对它的产品更换周期见下表.
车 型 推荐的更换间隔公里数
1976~90年代初期非加热型氧传感器 48000~80000KM
80年代中期~90年代中期第一代加热型氧传感器 96000KM
90年代中期以后第二代加热型氧传感器 160000KM
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:由极炭造成的,在排除发动机极炭故障后,一般可已自动清除氧传感器上的
保持氧传感器的活力,可提高燃油经济性10~15%,还会减少其它损失.所以氧传感器也要像火花塞一样定期更换,只不过时间更长,而90年以前生产车辆的氧传感器生命周期要短一些.通常拆卸,安装都很方便,传感器螺纹都带有防卡功能.拆卸氧传感器时要注意氧传感器工作温度高,要等冷却后再操作.
氧传感器及其作用
首先,我们来看一下氧传感器在汽车中扮演着一个什么样的角色。
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。
因为一旦进入发动机气缸的的混合气偏离理论的空燃比,三元催化剂对尾气的净化能力会大幅下降,所以在排气管中安装氧传感器用以检测氧的浓度,并向电喷系统的控制电脑(ECU)反馈,ECU借以控制喷油量的增减,从而控制合适的空燃比。
通俗一点,就是说,氧传感器说现在发动机需要多少汽油合适,ECU就向喷油系统下达相应的喷油命令。
那么如果氧传感器坏了会是什么状况?氧传感器坏了,ECU就不知道发动机需要多少汽油合适了,这时发动机的油耗和排气污染都会增加,发动机也会出现怠速不稳,缺火等现象。
氧传感器的作用和如何检测
装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机,如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障,那么极有可能是氧传感器及相关线路出了问题。
大多数发动机的电控系统都有自检功能,当氧传感器或相关部位发生故障时,电脑会自动记下故障内容,维修人员只需用专门的解码器读出故障代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢?这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。
如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的,检修时只需拔下氧传感器接头,如果发动机的故障消失,则说明氧传感器已经损坏,必须更换,如果发动机故障依旧,那么还要从其他地方找原因。
利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端,正常情况下,电压应在0-1V之间变化,中值在500mV左右,如果输出电压长时间保持某一数值而无变化,则表明氧传感器已经损坏。
实际上,氧传感器是一个相当耐用的部件,只要燃油质量过关,它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。这一点,驾驶装有三元催化装置汽车的司机务必要加以重视。
在冷车时半分种内就会迅速达到这个温度(冷车怠速不稳,当然与它也有关)。
所以它有四根接线,两跟是输出信号、另两跟则是加热用的。
氧传感器一般有两种材料制成,一种二氧化锆,另一种是二氧化钛。两种氧传感器原理是一样的,但特性不一样。我们奇瑞是用二氧化锆氧传感器。故现在给你讲一下二氧化锆氧传感器在没有仪表的情况下,检查它的好坏。
氧传感器常见故障有:外表破裂、内部电热器损坏、导线断等,你是可以看出或用万用表量出的,电热器两端在5 -7Ω时是正常的。出了这个范围,电热器则有可能损坏。
但氧传感器中毒、氧传感器信号不正确引起的三元催化转换效力降低、油耗和排污上升、怠速不稳等肉眼是看不出的,但你抓住氧传感器是测浓度变化会引起电压变化这个特点,是可以自己检查的;
在怠速时氧传感器上输出两端大约有0.5伏电压,但混合气变稀时它的电压迅速下降,混合气变浓时它的电压迅速上升。
自己可用模拟的办法来改变混合气浓度。
变稀:
怠速时突然拔掉进气管与真空泵的胶管,这时候大量空气进入进气管。混合气变稀。
变浓:
怠速时在节气门处(拆掉空滤后进气管)用手掌捂住。这时候减少空气进入进气管。混合气变浓。
用这个方法,自己人工使混合气变化。同时观测氧传感器上输出电压会在0.5伏上下迅速变化。如果反映不灵敏,或是不变化。那么氧传感器就是老化或是坏了。


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。
图2氧传感器的工作电路
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。此时,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。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;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。此时,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
帝豪油耗高的猜想——喷油脉冲宽度与油耗
车油耗都很高,大概 100公里 11L多。后来也习惯了,也不想去纠结这个问题。
一般加油200元,开个260——280公里。
今天下午去温州浩博4S维修站换组合开关,顺便让他们检查了下车的电脑系统。
发现一个数据,喷油脉冲宽度:3.2—3.5(跳动值)
帮忙检查的维修工,开始说“3.0—3.2”,是正常,后来又说“3.2—3.5”是正常。
不知道大家有没有测试过这个数据,喷油脉冲宽度;或者说,喷油脉冲宽度的正常值到底是多少?
刚刚找了篇类似的文章,大家也可以看看
喷油脉冲宽度是数据流里面的一项指标,喷油脉冲,是一系列的方波脉冲信(如图),它的电压值只有两个,一个是0伏,一个是它的峰值12伏,峰值的标准可能每种车型是不一样的,它取决于打开喷油嘴电磁阀的电压。方波脉冲电压一直在0伏与12伏变化。当方波脉冲是0伏时,喷油电磁阀是关闭的,当是峰值的时候它就打开,往气缸内喷射燃油。峰值持续的时间即喷油嘴电磁阀打开的时间就是喷油脉冲宽度,如图红色部分,单位是毫秒。
根据上述原理,我们可以快速的判断我们车的油耗情况,在水温达到正常值时,然后在平坦的车流较少的路上,在固定的档位上,保持一个匀速,然后用维修站的电脑测出它的喷油脉冲宽度,就可以知道发动机的油耗情况。当然以上的所有,前提是汽油泵没有故障,是正常压力。
前几天我去维修站,因为油耗高,换过一个绝对压力传感器,当时,一个电工师傅就是用这种方法进行测试比较。我当时是尽量保持车速70公里/小时,在使用原车绝对压力传感的时候,用电脑打印出数据流,显示发动机转速是1600转,喷油脉冲宽度是3.2。更换新的传感器后,尽量保持车速70公里/小时,用电脑打印出数据流,显示发动机转速是1500转,喷油脉脉冲宽度是2.4.当时电工师傅说,看来压力传感器是有问题,发动机转速只差100转,喷油脉冲宽度差的太大。所以我现在用的新压力传感器。
以前因为油耗高的问题多次去过维修站,因为一直没有故障码,所以维修站也说不出来是哪的问题,而且对维修站来说,没有故障码的部件是不能得到厂家批准更换的。所以有时候油耗高维修站可能会从你的行驶里程和驾驶方法上面找问题。我们用上述方法就能排除,说你行车里程少,驾驶方法有问题而导致的高油耗。
我们自定一个标准 ,水温达到正常值,五档,平坦路,保持车速70公里/小时,看看喷油脉冲宽度。我更换新的传感器后喷油脉冲宽度是2.4ms. 大家有机会勇越测试,以利于大家判断自己的车有省油还是费油。油耗低的军友,希望有机会一定测试一下,好让我们有一个省油车的标准。
车辆油耗高肯定是个问题,我们作为普通的车主来说,
也不知道如何让 维修站 或 厂家 处理(更换“绝对压力传感器”)。
油耗高,在维修站的电脑检测都是没有故障的。
对维修站来说,没有故障码的部件是不能得到厂家批准更换的。
希望 版主 或 有能力的朋友 能帮忙协调处理下。
一、用脉宽诊断一下燃油反馈控制系统
使发动机运转5分钟以上,进入闭环控制状态,氧传感信号参与发动机反馈系统。关掉所有附属用电设备,测量喷油脉宽。
1。取掉油压调节器的真空管,并用软塞堵好,以防进气系统泄漏。此时转速上升,设法堵住回油管,人为使油压增高,如果反馈系统正常,氧传感器正常,可以看出喷油脉宽减少,一般减少0.1--0.2ms,这是电脑对过浓的混合气进行修正的结果。
2。造成真空泄漏,使混合气过稀。如果系统工作正常,脉宽将增加1.01--1.04ms,这是ECU对过稀混合气进行补偿的结果。
老的车型对怠速下氧传感器作用予以忽略,1800r/min转速下进行上述试验。
喷油脉宽在汽车故障诊断中的应用(二)
二、用怠速脉宽诊断油路
1。热车怠速正常运行时,脉宽一般为1.5ms--2.9ms。如果脉宽达到2.9--5.5ms一般是喷嘴有堵的现象。新车运行一段时间后,喷嘴就有不同程度的堵塞,使喷油量减少,电脑认为空燃比增大(即稀),怠速下降,会修正喷油脉宽、修正怠速控制信号,使怠速达到目标转速值。这个循环反复进行,怠速脉宽就越来越大。同时发动机控制电脑就将此时的怠速控制阀位置(步进电机之步数、或脉冲阀的占空比信号)储存下来以备下次起动时参考。由于各缸喷嘴堵塞的程度不一样,而发动机控制电脑向喷嘴提供的喷油脉宽是一致的,导致发动机工作不稳、动力不足、加速性不良、燃油消耗增加等现象产生。此时用一个好的清洗机可基本解决上述问题。
实例: 时代超人
清洗前 脉宽 3.31ms
清洗后 脉宽 1.70ms
应该注意,刚清洗好的喷嘴装车后,发动机转速会聚然提高,这是因为ECU长期燃油修正的结果,它记忆着学习以来的数据,以此控制怠速,使混合气过浓,这里有一个重新学习的过程,因车型的不同,学习时间也不尽相同,有些车几秒就可,有些车则需要更长的时间。
2。喷嘴已清洗干净的车如果怠速脉宽仍然很大,通过数据流也已确定空气流量计、进气压力传感器、氧传感器和冷却水温传感器均无故障,那么故障的根源很可能是燃油压力过低引起的,这时需要用燃油压力表来确定是油泵或油压调节器的故障。
妙用喷油脉宽修车
1.用喷油脉宽诊断燃油反馈控制系统
启动发动机,运转5min以上,使发动机完全热机,如果燃油反馈系统正常,则汽车应进入闭环控制状态。诊断时,如果采用带示波器的解码器,可通过观察示波器上氧传感器的信号来确认。
a.关掉空调和所有附属电器设备,让变速杆置于停车档或空挡,用解码器调出此时的怠速喷油脉宽。
b.拔掉油压调节器真空管,将胶管塞住,以防空气漏入进气道,这时应感到发动机转速明显上升。用一只鲤鱼钳瞬间适当夹紧回油管,人为增加喷油压力使混合气加浓,如燃油反馈控制系统和氧传感器正常,从解码器上可明显观察到喷油脉宽缩短,一般比怠速喷油脉宽减小0.1ms—0.2ms,这是发动机ECU对过浓混合气进行修正的结果。
c.人为造成真空泄漏,使混合气过稀,如果系统工作正常,喷油脉宽将延长0.01ms—0.04ms,这是发动机ECU对稀混合气进行补偿的结果.
应注意的是,一部分老式汽车的发动机ECU在怠速状态会忽略氧传感器的信号,只有在发动机转速提高到1800r/min时才能进入燃油闭环控制状态,对于这类汽车,应维持在1800r/min转速下进行试验。
2.用喷油脉宽诊断油路
汽车热车怠速运行时,正常的喷油器怠速喷油脉宽一般是0.8ms—2.5ms。如果怠速时喷油脉宽达2.9ms—5.5ms,一般是喷油器被堵塞的结果。一辆新车被用过一段时间后,喷油器就会有不同程度的脏堵,使喷油量减小,当发动机ECU察觉到混合气过稀,怠速转速下降时,会修正喷油脉宽,休正怠速控制信号,使怠速达到目标转速值。这个循环反复进行,怠速喷油脉宽就会越来越长,同时发动机ECU会将此时的怠速控制阀位置(步进电动机的步数或旋转电磁阀的占空比信号)储存下来,以备以后的怠速控制中使用。由于各缸喷油器被堵塞的程度不一样,而发动机ECU向喷油器提供的喷油脉宽是一样的,因此会导致发动机工作不稳,动力不足,加速性差,燃油消耗增加。这时,用一个好的喷油器清洗机可以解决问题。
应该注意,刚清洗好的喷油器装车后,发动机怠速会骤然提高,这是因为发动机ECU仍按原来记忆的控制参数控制怠速,使混合气明显过浓,这时一般不需要调整,因为ECU燃油闭环反馈控制系统经过检测,修正和调整,会将怠速控制参数重新修正到最佳状态,并产生新的记忆储存。ECU重新调整怠速的时间因车型不同而异,有些汽车几s就可完成,有些汽车需要几min到几十min。
对喷油器已清洗干净的汽车,如果怠速喷油脉宽仍然过长,此时若通过读数据流确认空气流量传感器或进气压力传感器和氧传感器无故障,那么故障的根源就很可能是燃油压力过低引起的,这时需要在油路上接一燃油压力表,以确定是燃油泵还是油压调节器的故障。
在表2至表4第八栏中,表示出了扫描诊断仪读到的实际喷油脉宽与理论计算得到的喷油脉宽的差值率。这个较大的差值说明,由于发动机存在故障,A/F传感器输出电压大于3.3V的目标A/F传感器电压,混合汽都有过稀的趋势,而且短期燃油修正指数超出15%的正常范围,发动机ECU瞬时来不及对喷油脉宽进行加浓补偿,达到工况所需的喷油量。所以发动机运行中,感到怠速抖动(真空泄漏),加速无力(空气流量计测量值偏小,燃油压力降)的故障症状。
2 从燃油修正指数曲线状态看出三例故障存在各异的特点(如图4所示)。
①发动机怠速时,节气门开度较小,进气歧管内绝对压力低(真空度高)。这时,如果有一部分空气未被空气流量计检测到,直接从节气门后方被吸到进气歧管内,而发动机ECU还是以空气流量计检测到的充气量来计算基本喷油量,就会造成混合汽A/F比过稀,短期燃油修正指数增大。但是,随着节气门开度加大,节气门前、后方充气压力趋于相等,空气流量计逐步检测到的是吸入进气歧管内的实际循环充气量计算基本喷油量。因此混合汽过稀的A/F比偏大量会减小,短期燃油修正指数也相应减小。所以,发动机运行时真空泄漏,燃油修正指数曲线随发动机转速增加(负荷加大)呈下降状态。
②空气流量计上检测气道被异物遮挡(如纸片、纤维物等),发动机在运行的全部工况过程内,进气歧管充气量的计量被受到限制,枪测到的充气量小于实际充气重,因而,发动机减少了基本喷油量,造成混合汽A/F比偏大,短期燃油修正指数会立即增大。所以,空气流量计被异物遮挡后,燃油修正指数曲线呈水平状态。空气流量计检测特性出现偏离的另一种故障原因是空气流量计的检测元件被污染。虽然空气滤清器对进入歧管的空气经过过滤,但其中还存在着微观的相对湿度的尘埃,会积累在空气流量计检测元件上。此外,由于发动机在较稀的混合汽工况下运行,造成发动机充气气流在进气歧管内逆向流动(俗称“回火”)。逆向流动的气流中含有积炭颗粒,粘附在空气流量计检测元件上。这些积炭和灰尘污染了空气流量计,会使空气流量计在怠速时检测充气量值偏大,而在加速负荷时检测充气量值偏小,出现(如图5所示)空气流量计被污染,怠速工况呈“负”的燃油修正指数曲线,加速工况呈“正”的较大的燃油修正指数曲线状态。
③发动机怠速时,汽缸循环充气量减少,燃油喷射量只要维持发动机克服本身摩擦力不输出转矩的运转。所以,当燃油压力降低,基本喷油量减少,对混合汽A/F比影响较小。但是。随着发动机负荷增加,转速升高,汽缸循环充气量加大,发动机ECU喷油器喷油脉宽加长,增加基本喷油量,这时如果燃油压力降低,使喷油器喷射速率降低,发动机输出转矩急剧减小,混合汽过稀,A/F比变大,燃油修正指数曲线呈迅速上升状态。
因此,当我们发现发动机运行工况变坏时,利用扫描诊断仪记录发动机运行的PID数据,计算、分析喷油脉宽和燃油修正指数变化状态(如图5所示),对诊断发动机油控故障的准确性有一定的帮助,希望同行在实践中多加体会。也让我们共同来研究,进一步提高我车的汽车维修诊断技术,尤其是提高我国汽车维修快速不解体“临床”诊断技术。最后再次借贵刊感谢远在美国葛洵老师的指导。
长期燃油修正和短期燃油修正
燃油修正是汽车生产商为了满足环保要求而采取的控制措施。为此发动机工程师们设计了氧闭环控制系统来保持这个比值不变,即通过氧传感器和其它输入的信号控制喷射脉宽的长度。燃油修正系数用百分比来表示,正常情况下,该值在正负5%以内。
正值的燃油修正系数表示动力控制系统(PCM)试图加浓混和气;负值的燃油修正系数表示PCM要降低混合气浓度。动力控制系统通过调整长、短效燃油修正系数,将空燃比保持在14.7:1左右。
故障诊断时首先要从燃油修正处理这个窗口来查看短效和长效修正系数是否正常。通常在大多数车辆上采用两种基本燃油控制系统:速度密度型控制系统,即使用发动机转速、进气管内的绝对压力(MAP)和大气压(BARO)来计算发动机负荷;质量流量型,即通过空气质量流量和发动机转速来计算发动机负荷。无论在哪种系统中,PCM首先根据不同传感器的输入和内部燃油MAP图得到标准油量喷射脉宽。早期装有OBD II的克莱斯勒汽车使用以下公式计算初始喷油脉宽:
喷射脉宽=(发动机转速×进气歧管内绝对压力/大气压力)×节气门位置修正×冷却水温修正×进气温度修正×蓄电池电压修正×氧气修正系数(短效值乘以长效值)。
车辆处于行驶状态时,发动机进入闭环控制,那么PCM主要依靠氧传感器的反馈值来判定空燃比是否维持在14.7:1左右。
可以认为闭环控制是一个“感知-决策-执行”的控制模式。图1展示的是一个典型的质量流量型发动机控制系统的结构图以及燃油修正故障诊断的工作过程。它说明了闭环控制系统“感知―决策―执行”控制模式的过程。如前所述,PCM确定基本喷油脉宽。一旦进入发动机闭环控制,那么首先进入感知阶段,在这个阶段主要依靠氧传感器来感知空燃比的变化。在进入决策阶段后,PCM利用氧传感器的数据来检测空燃比是否稳定在14.7:1。如果该比例是正确的,那么PCM不对喷射脉宽进行修正。在这种情况下,执行阶段时喷油脉宽等于基本脉宽。然而,如果在感知阶段发现空燃比为16.1:1(下降),那么PCM将做出增大喷射脉宽的指令,以纠正下降的空燃比。在此执行阶段,PCM使喷油器保持更长的喷油时间。“感知-决策-执行”模式始终贯穿于闭环控制,以保证合适的空燃比。
在闭环控制过程中,PCM是通过对短效修正系数和长效修正系数(OBD II标准参数)的改变,来反映了燃油修正值的变化。对大多数汽车,短效修正系数通常随氧传感器值更新的很快。在很多情况下,如果绘制出Bank1短效修正系数和B1S1氧传感器的图,从两者关系可以看出,当氧传感器显示混合气过浓时,短效修正系数会减小以减小混合气浓度。反之,当氧传感器显示混合气过稀时,短效修正系数增大。
对于大多数汽车来说,长效修正系数一般较为稳定,即在一个相对长的时间内保持不变。在某些车辆上,如果短效修正系数达到一个设定的极限值,那么在接下来的几秒钟内,长效修正系数将发生改变。在另一些汽车上则可能需要经过15~20s,长效修正值才发生改变。计算出的长效修正值一般会保存在存储器中,以备重新启动时PCM采用最后算出的喷油脉宽。而短效修正系数并不保存,通常会从0调整到当前状况。当故障码清零以后,不论是短效修正系数还是长效修正系数均恢复成默认值。
实际喷油量=(基本喷油量x冷却液温度修正系数>进气温度修正系数+电压修正系数)>100+(短期修正指数+长期修正指数)/100-燃油蒸汽净化值
(注:关于发动机冷却液温度修正系数、进气修正系数、电压修正系数的计算请读者参考相关资料)
基本喷油量(ms)=每个汽缸循环充气量/(目标空燃比14.7/喷油器流量)
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