氧传感器故障诊断案例分析

氧传感器故障诊断案例分析

引论

本人在泰成集团泉州辖区凯迪拉克车间做机电实习生，我们岗位的主要任务是汽车的故障诊断，包括机修跟电路。我在这里现在的主要任务是做汽车保养，其余的正在学习中，比如我也开始更换火花塞，跟师傅一起拆装后桥洗油箱，跟换轮心总成，开始学习基本的故障诊断等等。我觉得我们要进步应该脚踏实地地做，不能自己会的东西就不想去做了，更不能不求上进，有些东西是靠自己去看去争取的。

氧传感器故障的排除对于我们维修人员来说也是非常重要的，前一阶段我们凯迪拉克轿车CTS就是因为氧传感器的故障导致汽车不能正常运转。但是，我们本着认真负责的态度，最终把故障解决了。

报告主体

一、氧传感器介绍

1.类型及工作原理

现在汽车上常用的

氧传感器主要有二氧化锆与二氧化钛氧传感器，不过随着技术的发展，比较好的车型也用到了新型的氧传感器，新型氧传感器有平面型氧传感器和宽频带型氧传感器。

⑴.氧化锆氧传感器是具有传导性的固体电解质，在氧分子浓度差的作用下产生电动势。（如图）

⑵.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。

（如下图）

⑶.新型氧传感器平面型传感器(线性) ①.核心为陶瓷材料，两边有涂层。

②.涂层的优点是：对尾气中的氧浓度更敏感。 ③.两边涂层的氧浓度不同，产生电压信号。 ④.外形没有改变。（如下图） ⑤.插脚为4个

⑷.新型氧传感器宽频带型 Wide band O2 sensor ①.Nernst cell 感应室 ②.Reference cell 参考室 ③.Heater 加热组件 ④.Diffusion gap 扩散孔

1V/5V 搭

大

O 2

O O 2

2

O 2 O 2 H C

C O

NO X 尾

O2

⑤.Pump cell加压室

⑥.Exhaust pipe排气管（如下图）

①.插头为6脚。

②.调整更精确、更精细。

③.通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入

④.测量室，单元泵工作所用电流，即为传递

⑤.给控制单元的电信号。

⑥.控制的电压值在450mv附近（如下图）

外部大气排气歧管

单元泵

测量室

传感器电压

单元泵电流

扩散

通道

新型氧传感器宽频带型工作原理：

㈠混合气过稀时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量较多，电压值下降。加大喷油量。同时减少单元泵的工作电流。（如下图）

为能使电压值尽快恢复到450mv的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算成电压值信号。（如下图）

㈡混合气过浓时，电压值超过450mv。单元泵以原来的工作电流工作，泵入测试室的氧量少。（如下图）

控制单元增大单元泵的工作电流，使单元泵旋转速度增加，增加泵氧速度。单元泵泵入测试室中的氧量增加，使电压值恢复到450mv。（如下图）

①喷油器

②氧传感器

③发动机电脑

2.作用

①闭环控制的重要标志性零件。 ②使三元催化器达到最佳的转换效率。

③调整和保持理想的空燃比。

㈠闭换环控制：电脑根据氧传感器的反馈信号不断地调整混合气的空燃

比，使其值符合规定。燃油反馈控制补偿误差，不稳定燃油修正触媒监测。（如下图）

㈡发动机起动后的氧传感器输出的信号电压波形（下图）：

① 喷油器 ② 氧传感器 ③ 发动机电脑

系统进入闭环

0.45

①、氧传感器的工作温度

②、急加速中高负荷

③、快怠速

④、强制怠速

⑤、水温没达到正常水温

⑥、氧传感器损坏

⑦、断油

㈢使三元催化器达到最佳的转换效率（如下图）

㈣三元催化器前后氧传感器各自的作用

我们凯迪拉克车都是分两个缸组的，所以也就有两个三元催化器了，但是氧传感器是一样的。三元催化器前的氧传感器是五线式氧传感器，作用是通过检测废气中的氧含量的多少，获得上次喷油时间过长或不够的信号，供ECU对本次喷油时间的修正。在发动机混合气闭环控制

过程中，氧传感器起到了氧浓度开关的作用，根据混合气的空燃比向ECU输出脉冲变化的电压脉冲信号。ECU根据氧传感器的输入信号控制喷油器的增减，把空燃比精确地控制在理论值空燃比附近。三元催化器后的氧传感器是四线式的，作用是检测经三元催化器转换之后排出的气体的氧含量，从而判断三元催化器是否工作良好。

3.信号控制及路线图

氧传感器是检测废气中的氧浓度，并随时向微机控制装置反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量（喷油脉宽），如果信号反馈混合气较浓，则就缩短喷油时间；反之，如果信号反馈混合气较稀，则就延长喷油时间。这样使混合气的空燃比始终保持在理论值附近（14.7:1）。这就是所谓的闭环控制。

氧传感器由ECU控制，它其实就相当于是一个低电压、低电流的小发电机，当它的内外表面所接触的氧分子浓度不同时，便形成一个电位差，它的外表面伸入排气管中直接与发动机排气相接触，它的内表面与大气接触，大气中氧分子的浓度是不变的。而排气中氧分子的浓度是随混合气浓度的变化而变化的。当混合气的实际空燃比高于理论空燃比14.7：1，即稀混合气时，废气中剩余的氧分子浓度相对较高，这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小，只能输出大约0.1V的电压;而当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即浓混合气时，废气中剩余的氧分子非常少，这时氧传感器内外表面氧分子浓度相差较大，可以输出大约1.0V 左右的电压。这样，电脑就可以通过氧传感器输出的信号了解当前混合气浓度相对于理论值的微小偏差，于是根据这个信号相应调整喷油器的喷油脉宽，以弥补这个微小偏差，从而提高了控制的精度。

下图是凯迪拉克CTS、SRX和XLR三款车上采用的宽频带型氧传感器的控制路线图。

二、故障诊断

1.工作状态分析

氧传感器工作状态参数表示由发动机排气管上的氧传感器所测得的排气的浓稀状况。有些双排气管的汽车将这一参数显示为缸组1氧传感器工作状态和缸组2氧传感器工作状态两种参数。排气中的氧含量取决于进气系统中混合气的空燃比。氧传感器是测量发动机混合气浓稀状态的主要传感器。传感器必须被加热至300摄氏度以上才能向微机提供正确的信号。而发动机微机必须处于闭环控制状态下才能对氧传感器的信号做出反应。

氧传感器工作状态参数的类型依车型而不同，有些车型以状态参数的形式显示出来，其变化为浓或稀；也有些车型将它以数值参数的形式显示出来，其数值参数单位为mV。浓或稀表示排气的总体状态，数值表示氧传感器的输出电压。该参数在发动机热车后以中速（1500~2000r/min）运转时，呈现浓稀的交替变化或输出电压在100~900mV之间来回变化，每10秒内的变化次数应大于8次（0.8Hz）。若该参数变化缓慢或不变化或数值异常，则说明氧传感器或微机内的反馈控制系统有故障。

氧传感器工作电压过低，一直在0.3V以下，其主要原因如下：

①喷油器泄露。

②燃油压力过高。

③活性炭罐的电磁阀常开。

④空气流量计有故障。

⑤氧传感器加热故障或氧传感器脏污。

氧传感器工作电压过高，一直显示在0.6V以上，其主要原因如下：

①喷油器堵塞。

②空气流量计故障。

③燃油压力过低。

④空气流量计和节气门之间的未计量的空气。

⑤在排气歧管垫片处的未计量的空气。

⑥氧传感器加热故障或氧传感器脏污。

氧传感器的工作电压不正常可能引起的主要故障如下：

①加速不良。

②发冲。

③冒黑烟。

④有时熄火。

2.波形分析

如果用丙烷加注法检测氧传感器信号波形的话，一个好的氧传感器应输出如图2—1所示的信号电压波形，其3个参数值必须符合表2—2所列的值。一个已损坏的氧传感器可能输出如图2—17所示的信号电压波形，其中，最高信号电压下降至427mV，最低信号电压小于0V，混合气从浓到稀时的响应时间却延长为237ms，所以这三个参数均不符合标准。用汽车示波器对氧传感器进行测试时可以从显示屏上直接读取最高和最低信号电压值，并且还可以用示波器游动标尺读出信号的响应时间（这是汽车示波器特有的功能）。汽车示波器还可以同时在屏幕上显示测试数据，这对分析波形非常有帮助。

如果在关闭丙烷开关之前，发动机怠速运转时间（即混合气达到果农状态的时间）超过25s，则可能是氧传感器的温度太低，这不仅会使信号电压的幅值过低，而且还会使输出信号下降的时间延长，造成氧传感器不合格的假象。因此，在检测氧传感器前应该将氧传感器充分预热（即让发动机在2500转每分钟下运转两到三分钟）。要不然测试的数据就会不合格，而这个并不说明氧传感器已损坏，只是测试条件没满足的缘故。

多数损坏的氧传感器都可以从其信号电压波形上明显地分辨出来，如果从信号电压波形上还无法准确地判断氧传感器的好坏，则可以用示波器上的游动标尺读出最大和最小信号电压值以及信号的响应时间，然后用这三个参数来判断氧传感器的好坏。

（图2—1氧传感器标准信号电压波形）

（表2—2氧传感器信号波形参数标准）

序号测量参数允许范围

1 最高信号电压（左侧波形）>850mV

2 最低信号电压（右侧波形）75~175mV

3 混合气从浓到稀的最大允许响应时间

（波形的中间部分）

<100ms（波形中间在300~600mV的下降段应该是上下垂直的）

（图2—3已损坏的氧传感器信号电压波形）

3.故障现象

如果氧传感器出现故障的话，汽车主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加，导致尾气超标。氧传感器故障主要是由于积碳、铅中毒、硅中毒、机油污染。

积碳

无加热棒的氧传感器故障，通常是因为氧传感器或陶瓷元件表面形成积碳，从而增加了氧传感器的反映时间，并可能造成氧传感器检测氧气功能的丧失。

对于带加热棒的氧传感器，通常的沉积物在运行过程中被燃烧掉，故障通常是缘于催化剂的损耗，原因好比电池停止产生电流。氧传感器检测元件错误地报告混合气为稀，ECU因此增加混合气浓度，汽车尾气中就含有更多的一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC），从而减少了氧传感器的使用里程。不过现在的氧传感器一般都是加热型氧传感器，这种故障已经很少了。

铅中毒

亮色的沉积物表明燃油中含铅。铅中毒的氧传感器典型的特征是表面有发亮的生锈层。含铅汽油会损害氧传感器和三元催化器。大多数的氧传感器经过含铅汽油的侵蚀后，里程数会急剧下降。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。这种现象是比较常见的，跟车子使用什么样的汽油有直接的关系。

硅中毒

另外一个造成氧传感器故障或失效的原因是硅中毒。硅化合物存在于一些密封材料，润滑剂中及防冻剂中的腐蚀抑制成分。这种情况下，氧传感器表面的沉积物呈现的颜色介于亮白色和颗粒状的浅灰色之间。

机油污染

机油进入了发动机燃烧室会使氧传感器表面覆上一层油状的沉积物，从而使氧传感器的反应延迟或失灵。如果氧传感器表面有厚厚的一层白色或灰色油状沉积物，说明使用了燃油添加剂或者发动机在“烧机油”。这些燃油添加剂和机油的特殊成分会污染氧传感器的感应元件。

4.实际操作中的案例分析

案例：凯迪拉克赛威10款3.0L的发动机故障灯亮，车主反映没车子并没有什么不良现象发生，只是突然就发生的。赛威的车是有双排气管的，就有两组氧传感器了。

我们就用故障诊断仪Tech2诊断了下，看下有什么故障码，结果诊断仪报的故障码是P0053，我们查了下故障代码表发现是缸组1氧传感器1内部电阻故障。我们就用故障诊断仪对氧传感器的数据进行读取，得到以下几组数据：

我们正常的氧传感器电阻跟电压在发动机启动后都是变化的，这是由于发动机的废气氧含量时刻都在改变所致。我们可以从这四张截图看出缸组1氧传感器1的数据始终都是恒定不变的，而且电阻也比其他的几个高很多。我们就可以初步断定是该氧传感器或该氧传感器线路出现了问题。如果我们用测量的办法就肯定可以达到预期的效果，而且是绝对的准确，

但是工程会比较大，所以我们就用了个简单的办法来判断是氧传感器问题还是线路问题，就是直接把缸组1氧传感器1与缸组2氧传感器1对调，然后把故障码清除掉去试下车。（特别注意：不能用缸组1氧传感器1直接与缸组1氧传感器2对调，因为这两个传感器不一样

就如该图的两个氧传感器电路图）跑完车回来故障灯肯定又会再亮起来，我们用故障诊断仪再诊断下，如果此时还是缸组1氧传感器1故障的话，就说明是线路出现了问题；如果此时变成了缸组2氧传感器1故障，则为氧传感器故障，应该更换。我们用这种方法很快的就发现是氧传感器中毒了，更换之后问题就解决了。如果是线路问题的话，那我们就得慢慢查了，关键还是要有耐心。

所以说氧传感器也不是有故障就拿个新的换上去就好了，替换法是个好方法，但是我们不能只追求修好它，而是要懂得它的原理以及是如何控制的，在汽车电控系统越来越复杂的情况下，我们就更应该去认真研究它的原理等；比如当故障诊断仪报出一组数据时，我们却不知道是什么意思时，那我们就落伍了。

三、由氧传感器故障诊断引发的遐思

1.简单的汽油的介绍

＃是指汽油辛烷值指标。93号，97号。（现在几乎已经没有90号汽油了）所谓的97号汽油，就是97％的异辛烷，3％的正庚烷。在引擎压缩比高者应采用高辛烷值汽油，若压

缩比高而用低辛烷值汽油，会引起不正常燃烧，造成震爆、耗油及行驶无力等现象。汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。压缩比在8.5－9.5之间的中档轿车一般应使用93号汽油；压缩比大于9.5的轿车应使用97号汽油。目前国产轿车的压缩比一般都在9以上，最好使用93号或97号汽油。高压缩比的发动机如果选用低标号汽油，会使汽缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动，从而使输出功率下降，机件受损。低压缩比的发动机硬要用高标号油，就会出现“滞燃”现象，即压到了头它还不到自燃点，一样会出现燃烧不完全现象，对发动机也没什么好处。车辆越高档对燃油质量的要求也越高，例如30万元以上的中高档车，最好是加97号汽油，而这里说的97号代表的只是汽油中的辛烷值能量的大与小，并不能说明97号汽油就比93号汽油清洁。而高档汽车对汽油的清洁度却要求极高，如果汽油的标号不够，对车辆的影响很快就能表现出来，如加完油后马上出现加速无力的现象；如果汽油杂质过多，对汽车的影响就要一段时间后才能反应出来，因为积碳或胶质增多到一定程度才会影响汽车行驶。国家对车用汽油有严格的标准。它不仅要求汽油有一定的辛烷值（俗称汽油标号），同时对汽油各种化学成分的含量都有严格的规定。如果烯烃的含量过高，汽车不能完全燃烧，从而产生一种胶状物质，聚积在进气歧管及气门导管部位。在发动机处于正常工作温度时，无异常现象；而当发动机熄火冷却一段时间后，这些胶质会把气门粘在气门导管内。这时起动发动机，就会发生顶气门现象。并不是标号越高越好，要根据发动机压缩比合理选择汽油标号。在汽车发动机的参数中，大多数崇尚动力性的车友都只是注意到了功率和扭矩这两个指标，但另一个重要指标却往往被人所忽视，这就是压缩比。压缩比就是汽缸内活塞的最大行程容积与最小行程容积的比值，也等于整个活塞的运动行程上止点和下止点在不同行程位置的容积比值。目前，绝大部分汽车采用“往复式发动机”，简单地讲，就是在发动机汽缸中，有一只活塞周而复始地做着直线往复运动，且一直循环不已，所以在这周而复始又持续不断的工作行程之中有其一定的运动行程范围。就发动机某个汽缸而言，当活塞的行程到达最低点，此时的位置点便称为下止点，整个汽缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积；当活塞反向运动，到达最高点位置时，这个位置点便称为上止点，所形成的容积为整个活塞运动行程容积最小的状况，需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。例如压缩比为10的发动机就是将可燃混合汽压缩为原来体积的1／10。一般来说在发动机的其他设计不变的情况下，压缩比越高的车功率越大，效率越高，燃油经济性方面也会好一些。但是压缩比过高会造成稳定性下降，发动机寿命缩短。而且压缩比也不可能无限制地提高，因为可燃混合汽在压缩过程中温度会急剧提高，如果在没有到活塞的上止点处温度就已经超过可

燃混合汽的燃点，则可燃混合汽就会爆燃，这就是俗称的敲缸，可以听到明显的金属撞击声，严重的爆燃甚至会使发动机倒转，给发动机造成致命的伤害。汽油发动机在运转时，吸进来的是汽油与空气混合而成的混合气，在压缩过程中活塞上行，除了挤压混合气使之体积缩小之外，同时也发生了涡流和紊流两种现象。当密闭容器中的气体受到压缩时，压力随着温度的升高而升高。若发动机的压缩比较高，压缩时所产生的气缸压力与温度相应提高，混合气中的汽油汽化得更完全，加上高压缩比的作用，当火花塞跳出火花时就能使混合气在瞬间内完成燃烧，释放出能量，成为发动机的动力输出。反之，燃烧的时间延长，能量会耗费并增加发动机的温度，而并非参与发动机动力的输出，所以，高压缩比的发动机就意味着具有较大的动力输出。像凯迪拉克就属于高端品牌的轿车，应该使用97#汽油了。

2.简单介绍混合动力在市场上的前景

混合动力汽车，英文为Hybrid Power Automobile是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前混合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。

混合动力汽车的种类目前主要有3种。一种是以发动机为主动力，电动马达助动力的“并联方式”。这种方式主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单，只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。另外一种是，在低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶，当速度提高时，由发动机和电动马达共同高效地分担动力，这种方式需要动力分担装置和发电机等，因此结构复杂。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”，发动机只作为动力源，汽车只靠电动马达驱动行驶，驱动系统只是电动马达，但因为同样需要安装燃料发动机，所以也是混合动力汽车的一种。

比如凯迪拉克的凯雷德6.2L带混合动力的是油电混合的，主要是靠汽油来驱动的，在比较低的速度行驶时，就会自动转换成电驱，这样有助于节省燃油，特别是在市区行驶时，红绿灯又比较多，如果只是用汽油的话肯定就很耗油了，但是凯雷德百公里的平均油耗却只有12L左右，主要也是因为它能自动切换油与电的驱动方式。所以说混合动力在将来的市场上是不错的选择，因为它在跑高速时就与我们普通的车型一样，但是在低速行驶时又比普通的车省油。只是到目前为止它的造价会比较昂贵，很多人喜欢却经济条件不允许。不过我相信在不久的将来，它将引领一个汽车时代的潮流。

结论

对于氧传感器的故障诊断，首先就需要我们对氧传感器的工作原理和控制电路及信号有足够的理解，并且还要对故障后会产生的现象有一定的了解，这样我们才不会走太多的弯路，保证质量的同时达到最高的效率。

参考文献

【1】谭本忠．汽车波形与数据流分析．机械工业出版社．2009.1．

【2】上海通用．氧传感器介绍以及故障诊断（内部维修资料）．2009.8.

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https://www.wendangku.net/doc/5014800129.html, | 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。根据OBD-Ⅱ规定，现代汽车必须对三元催化转换器效率进行持续监控，为此配有诊断氧传感器，安装在催化转换器的下游端。通过比较催化转换器上游和下游的传感器信号，可以确定催化转换器的效率。主要原因是由于控制氧传感器因老化，其向ECU输送的电压信号曲线会发生偏移，诊断氧传感器会检测控制氧传感器是否仍然处于最佳工作状态，然后ECU 就可计算出矫正偏移所需的补偿量。 由于老化而造成工作性能变差的氧传感器，也会影响燃油经济性的指标。老化的氧传感器提供给DME的混合汽浓度信号存在误差，将使DME控制单元在可燃混合汽形成的控制产生偏差，而造成燃油消耗的增加。表1是博世公司所做的氧传感器对燃油经济性影响的明细表。 一、宽带型氧传感器的分类及基本构造 根据氧传感器的制造材料不同，宽带型氧传感器可分为以ZrO2为基体的固化电解质型和利用氧化物半导体电阻变化型两大类；根据传感器的结构不同，宽带型氧传感又可分为电池型、临界电流型及泵电池型。 宽带型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。氧化锆型氧传感器有一特性，即当氧离子移动时会产生电动势。反之，若将电动势加在氧化锆组件上，即会造成氧离子的移动。根据此原理即可由发动机控制单元控制所想要的比例值。 构成宽带型氧传感器的组件有两个部分：一部分为感应室，另一部分是泵氧元。 感应室的一面与大气接触，而另一面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，与普通氧化锆传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势。一般的氧化锆传感器将

称重传感器故障检测及原因分析

称重传感器故障检测及原因分析 一、概述 动态、静态电子秤大量使用的称重传感器为电阻应变式称重传感器。称重传感器由弹性体、应变计、检测电路三部分组成。 二、称重传感器的故障现象 因传感器故障造成称量系统故障的现象归纳起来主要表现为： 1.空载或称重过程中，显示数据不稳定、跳变。 2.零位漂移。 3.加载后无显示。 4.空载时显示数据过大，称重误差大。 5.称重后称无法回零。 6.重复性变差、线性、灵敏度差。 三、称重传感器故障常用检测方法 当计量系统出现故障现象后，我们可通过观察和仪表测量等方法，确定仪表无故障和秤体处于完好状态后，可做偏载测试以初步判断哪只传感器存在故障。 对传感器好坏的检测，我主要可以借助万用表其性能、技术参数进行测量，与生产厂家使用说明书提供及平时检修总结出来的技术数据进行对比，从而找出发生故障的传感器，具体的检测方法有： 1、阻抗判断法：切断工作电源，逐个将传感器的输出、输入线拆开，若用万用表测量输出、输入阻抗和信号电缆各芯与屏蔽层的绝缘性能（测量电阻值）下降，即可判断出该只传感器有故障。 1端和4端：激励工作电压输入端 2端和3端：重量毫伏电压信号输出端

测量方法：不加电的情况下， 1. 测量1、4端的电阻380Ω±5Ω 2. 测量2、3端的电阻为350Ω±3Ω 3. 测量1、2端，测量1、3端电阻应该相等，大约300Ω±3Ω 4．测量4、2端，测量4、3端电阻应该相等，大约300Ω±3Ω 注：电阻值根据具体的传感器大小可能不同；如果根据以上的测量方法得出的电阻大小不等，传感器多半损坏，应更换。 2、输出信号判断法： 有时传感器损坏，但阻抗并没有很大变化，果采用阻抗法无法检测出传感器的好坏，可采用此法作进一步地检测。给仪表送电后，逐个将传感器的输出线拆掉，需要注意的是在拆线过程中要特别小心操作以防触电，且不可将输出线与输入激励线短路，在空载情况下，用万用表直流mV档测其输出线的mV值。 假定额定激励电压为U（V），传感器的灵敏度为M（mV/V），传感器载荷重量为K（kg），传感器的额定容量为F（kg），则每只传感器输出电压应为：U×M×K/F （mV） 同一衡器同型号的传感器在无载荷情况下其输出mv值基本一致。若超出计算值或传感器的额定输出且输出不稳定，即可判断该只传感器有故障。

氧传感器故障分析

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)。

氧传感器原理与检测方法

《汽车微电脑控制系统与故障检测》王忠良人民邮电出版社 氧浓度传感器 氧浓度传感器(又称氧传感器)是发动机电子控制系统中一个重要的传感器，其作用就是把排气中氧的浓度转换为电压信号，微电脑根据氧浓度传感器输入的信号判断混合气的浓度，进而修正喷油量，最终将缸内混合气的浓度控制在理想空燃比14．7附近。 现代汽车为了降低发动机排气中的有害成分(CO、HC、NO X等)的含量，在排气管中安装了三元催化转换装置。三元催化转换装置内有三元催化剂(常用的是铂、钯、铑)，三元催化剂能促使排气中的有害成分进行化学反应，可使CO氧化为CO2，使HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原为N2。但是，只有当发动机在14．7空燃比附近的一个很小范围内运转时，三元催化剂才能同时促进氧化、还原反应，三元催化转换装置的转换效率才最高，排气中有害物质的含量才最低。因此，现代汽车中均安装了氧传感器。 氧传感器的数量因车而异，有的发动机只有一个氧传感器：有的双排气管发动机在左、右排气管上各安装一个氧传感器，这样该系统就有两个氧传感器，即左氧传感器和右氧传感器；也有的双排气管发动机在每个排气管的三元催化转换装置前、后各安装一个氧传感器(分别叫主、副氧传感器)，这样该系统共有4个氧传感器，即左主氧传感器、左副氧传感器、右主氧传感器以及右副氧传感器。氧传感器安装在排气管中排气消音器的前面。 一、氧传感器的结构与工作原理 氧传感器根据内部敏感材料的不同分为氧化锆式(也称锆管式)和氧化钛式两种。 1．氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器是目前应用最多的氧传感器，它主要由锆管、电极等组成，如图1—42 图l—42 氧化锆式氧传感器的结构 氧化锆式氧传感器内部的敏感元件是二氧化锆(ZrO2)固体电解质。在二氧化锆固体电解质粉末中添加少量的添加剂并烧制成管状，便称为锆管。紧贴锆管内、外表面的是作为锆管内、外电极的铂膜，内、外电极通过电极引线与传感器的线束插接器相连。锆管的内电极与外界大气相通，外电极与排气管内的排气相通。为防止发动机排出的废气腐蚀外层的铂电极，在外层铂电极表面都覆盖着一层多孔性的陶瓷层。 作为锆管外电极的金属铂的另一个重要作用是催化作用，对排气中(尤其是外电极铂膜附近)的一氧化碳(CO)和氧气(O2)起催化作用，使其反应生成二氧化碳(CO2)，其化学反应式为： 2CO+O2? ?→ ?催化剂2CO2 这种催化作用尽可能多地使浓混合气燃烧后排放废气中的低浓度氧气(O2)和高浓度一氧化碳(CO)发生化学反应(甚至可使氧气全部参加反应)。这样既减少了废气中一氧化碳

氧传感器燃烧测试系统

氧传感器燃烧测试系统 技术方案 北京博安佳创科技有限公司

设备简介 设备简介 本设备是用来检测氧传感器成品质量好坏的关键性设备。可以同时测试四个基片，采用人工摆放基片到定位工装中，检测完成后由人工取出放 入下工序工装。 系统采用国际知名品牌的检测仪器，提高了系统的稳定性和可靠性，保证了出厂产品的一致性。 北京博安佳创科技有限公司

主要测试项目 北京博安佳创科技有限公司序号 2 描述3 冲击电流测量传感器通电时的冲击电流精度指标0.1K 欧0.01 A 0.01 A 传感器正常工作后的电流大小1 1 ms 测试传感器正常工作后的内阻1mV 1mV 1ms 4 从通电到正常工作所需要的时间5 传感器在稀气下的电压输出6 传感器在浓气下 的电压输出7浓稀气体转换后电压转换所需要的时间测试项目传感器内阻加热电流起燃时间稀气体的电压输出浓气体的电压输出浓稀转换反应时间

设备组成 丙烷空气配气系统手动工装测试系统电气控制系统显示器燃烧加热保温系统

设备配置及操作注意事项操作注意事项3 本设备排出高温尾气、需要客户自备厂内排气管道，设备提供接口序号 1 本设备为手工取放锆板2 4锆板温度较高，手工取放需要配戴高温手套设备所需要丙烷、空气管道需要客户自备，设备提供接口燃烧台配置6 lamda 检测系统由客户自备，本设备不包含7 序号 1 标准人性化操作软件系统，带数据库及数据记录保存丙烷、空气气体自动配气系统（七星流量计+模拟量卡+精密电源）2 3 研华PCI 上位机、NI 32通道采集卡、研华I/O 控制板卡组成电气采集控制系统5 铝合金工作台及304不锈钢手动工装系统（较好的保温防护）气体加热温控系统（350度），可达500度以上4 自动气体切断，自动点火

浅谈氧传感器的故障分析与诊断

浅谈氧传感器的故障分析与诊断 默认分类 2008-03-29 10:42 阅读464 评论4 字号：大中小 作者：王和平 时间：2007年6月2日 [摘要] 本文首先阐述了氧传感器在电控发动机排放控制中的重要性，然后介绍了氧传感器的种类及影响氧传感器的因素。接着结合氧传感器的波形对氧传感器的技术状况进行了分析，并列举出了故障实例。 主题词：氧传感器、空燃比、氧传感器的故障诊断 论文主题： 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。

自动站雨量传感器常见故障现象分析与处理

自动站雨量传感器常见故障现象分析与处理 摘要：通过分析自动气象站常见故障产生的原因，提出在工作中的正确处理方法。 关键词：雨量传感器故障分析处理 1、引言 目前，克拉玛依市自动站大部分都分布在沙漠腹地，自动站雨量传感器长期在野外使用，因其特殊结构而使其更容易受环境污染造成各种故障，轻者使降水记录比实际滞后，严重的造成降水记录缺测。依据克拉玛依市自动气象站多年来的运行情况，发现降水记录的准确性和完整性，很大程度上取决于雨量传感器的运行状态。本文以SL3-1型雨量传感器为例，就雨量传感器常见故障进行分析与探讨一些常用处理方法。 2、工作原理 SL3-1型雨量传感器由集水器、漏斗、过滤网、计数翻斗、调节螺丝、磁钢、电路板、传输电缆等组成。测量过程中，降水由集水器汇集，通过过滤网过滤，经小漏斗流入计数翻斗内，当翻斗承积的水量达到一定数量时翻斗翻动，另一半翻斗开始装水，通过翻斗翻动带动磁钢移动，磁钢经过电路板上的干簧管时，使干簧管接点因磁化而闭合，送出一个电路导通脉冲，相当于0.1mm降雨量，离开时干簧管又断开。这样周而复始对降水进行计数。 3、故障现象分析与处理 3.1 有降水时降水无记录 这种现象常见故障主要有集水器堵塞水流下不去、小漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻、通讯线路接触不良或中断。 处理方法：首先检查集水器中有无积水，如有则先取下过滤网进行清洗，用细铁丝疏通漏水孔；无积水，则应检查传感器的数据线有没有因清洗仪器时没接上或是没有连接到位；如果正常，则取下集水器，检查小斗有无积水，如有则同上取下过滤网清洗，用铁丝疏通漏水孔；无则检查漏斗内是否有水，如有水则用手轻轻翻动翻斗，检查翻斗是否翻动灵活，看是否有记录，如有记录且翻动次数与记录一次，则说明正常。如翻斗翻动不灵活，则取下漏斗，检查刀口是否变形，如有变形则更换，再检查V形槽是否有异物，如有则用清水清洗干净并擦干。检查V形槽是否变形，如变形则更换。 以上检查无问题则继续检查。先检查电缆是否接插牢固，再检查电缆是否断路。具体方法是用万用表量取干簧管两脚是否有5伏特电压，如无电压，则检查电缆插头是否接触良好，再检查雨量传感器端电缆电压，如无再检查采集器降水通信口是否有电压，正常则说明电缆有问题，先检查接头是否接好，排除后检查电缆是否破损或断路。如有则说明正常。再检查磁钢与干簧管是否正常，先拔下电缆插头，用手捏住磁钢，使磁钢与干簧管对其，用万用表电阻档量取干簧管两脚，如接通说明是好的，再翻动翻斗看接通次数与翻动次数一致，如有漏接通，则调整磁钢位置反复测试直到正常。如仍无效，则更换磁钢也可以用一磁铁试一下，检查干簧管是否正常，即把磁铁在干簧管前来回移动，看干簧管接通是否正常，如不正常则更换。 3.2 降水记录滞后 这种现象主要由于集水器或小漏斗被堵塞，造成降水流入翻斗较慢，雨较大

氧传感器的工作原理与检测方法

氧传感器的工作原理与检测方法!!! 氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三效催化转化器之前，用于测量废气中的氧含 量。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发动机电控单元 （ECU），ECU 指令喷油器增加喷油量；如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ECU 指 令喷油器减少喷油量，从而帮助ECU 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近。因此， 氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部 件。 1 氧传感器是一种热敏电压型传感器 氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单 元（ECU）的，因此判断氧传感器性能的主要方法是检测氧传感器输出的信号电压值及其波 动的范围和波动的频率。另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此， 检测氧传感器前，必须对发动机充分预热，在氧传感器达到正常工作温度300℃~350℃以后

才能进行检测，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号； 若发动机的排气温度超过800℃，氧传感器的控制也将中断。 目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传 感器不带加热器，要依*废气预热，温度超过300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器， 其加热电阻的阻值一般为5Ω~7Ω。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快 速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。 2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法” 所谓“时域判定法”，是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的 范围、频率是否符合标准值，如果不发生这种变化，自诊断系统即确认其有故障。 氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V ~1.0V，并且在这个范围内快速波动，其波动频率 标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V ~0.3V 之间波动时，ECU 判定为混合 气偏稀；当氧传感器的信号电压在0.6 V ~0.9V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏浓；当信 号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有

浅谈汽车氧传感器的检修

浅谈汽车氧传感器的检修 汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的反馈传感器，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。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，必须及时地排除故障或更换。本文将详细阐述氧传感器检测的注意事项及具体的检测方法。 标签：汽车；氧传感器；检修 一、检测的注意事项 氧传感器必须达到某一温度值以上时才能正常工作，在这以前的加热阶段是发动机的开环控制阶段，此阶段ECU检测到发动机冷却液的温度较低，节气门开度较大，ECU“不理会”氧传感器送来的信号，并且不能精确控制排放。到达氧传感器的工作温度值后，氧传感器工作正常，发动机电控系统进入闭环控制阶段。 检查氧传感器时，首先，要注意传感器的信号（电压）输出。一个正常的氧传感器，它的电压信号随发动机排气中氧含量的变化而变化，且这种变化有一定的波动。其次，要注意用兆欧级数字电压表去检查，不要随便用跳线或地端接传感器的接线口，以免损坏传感器本身。最后，有时氧传感器好像有问题，但实质却不是。例如，排气气管泄漏、火花塞堵塞、点火系统有問题都会使氧传感器给出错误信号，因为传感器本身仅仅能反映排气中的氧含量，如果外部有氧进入，传感器就无法识别。 在氧传感器的检查过程中，还要注意它是否有污染。氧传感器如果受到污染会直接影响发动机的性能和传感器的寿命。一般有三种污染：一种是积炭污染，一种是铅污染，最后一种是硅污染。积炭污染是由于可燃混合气较浓引起的，它会使氧传感器输出的信号欠准，从而出现故障特征。这时要对电子燃油喷射系统反馈控制系统进行调整，使其减少喷油量，调整以后，高速空转发动机以排除积炭。氧传感器的铅污染是由于使用了含铅汽油，它会使传感器彻底损坏，而且还会损坏三元催化转换装置，因此要禁止使用含铅汽油。氧传感器的硅污染是由于使用了老式硅填料密封剂，这些密封剂挥发到发动机曲轴箱，最后传到氧传感器上，因此要按规定使用适合的密封剂。 二、具体的检测方法 以速腾轿车发动机电控系统的氧传感器的检修为例。速腾轿车发动机电控系统的氧传感器采用氧化锆式传感器，安装在排气谐振腔上。速腾轿车发动机电控系统的氧传感器（G39）与ECU连接电路如图1所示，它的4脚插头、插座如图2所示。

氧化锆氧传感器工作原理

氧化锆氧传感器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一部分氧化锆氧传感器工作原理 一、产品简介： 氧化锆氧传感器是利用氧化锆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然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。 二、氧传感器工作原理： 氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程： 式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为： 式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。 第二部分 HMP系列氧传感器 一．HMP氧传感器基本结构： HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向，这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下： 零点误差：￡±0.2mv ；交流电阻（1500赫兹）：（700℃）￡100 千欧；（1100℃）￡ 5 千欧。响应时间（700-1300℃）：￡1秒 二．HMP氧传感器采样、维护方式： HMP氧传感器采用气氛自导流方式，导入被检测气氛，考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管，请参考图3。

氧传感器技术手册

氧传感器使用说明书 （第一版） 适用零件号：25327985 25359908

1.概述 氧传感器是现代发动机管理系统中必不可少的重要零部件。它是一种利用电化学工作原理发展出来的电器元件。 氧传感器在现代发动机管理系统的配置机构中被用于探测汽车发动机所排出的燃烧废气中氧的含量，借以判定发动机实时燃油供给空气燃料混合比的实际状态，并通过自身产生的电器反应信号反馈给发动机电子控制模块（ECM），以作为系统燃油管理系统的闭环燃油修正补偿控制的重要依据，使燃油管理子系统能够更加精确地控制调整发动机各种工作状态下的空气燃料混合比；并在绝大多数工况下使系统保持在理想空燃比工作状态，以便获得更加优良的汽车排放控制特性和燃油经济性。 氧传感器的输出信号为0 ~ 1V的交变电压信号。传感器可根据发动机所排燃烧气中氧的含量高低自动感应和探测并向发动机电子控制模块输出这一高低变化的电压信号。 现代发动机管理系统采用的氧传感器有两种主要类型：非加热型氧传感器和加热型氧传感器。 装配在发动机排气歧管上的氧传感器，由于可以利用发动机所排出燃烧废气的余热进行快速加热，故可使用价格低廉的非加热型氧传感器；当氧传感器的安装位置受到整车布置限制，氧传感器距离发动机排气歧管出口较远时，由于不能利用发动机燃烧废气对于传感器迅速加热，此时必然需要采用加热式氧传感器。 加热式氧传感器的内部设计有热敏电加热元件，可利用系统供电电压强制使氧传感器加速预热，促使其快速起燃，及早实现系统的闭环燃油管理控制。

2. 工作原理 德尔福公司生产的氧传感器是采用氧化锆元件作为传感器的基础元件。氧化锆元件是一种通体充满无数微孔的陶瓷基础元件外面镀有氧化锆涂层，该涂层外测暴露于发动机燃烧废气之中；涂层的内侧透过含微孔的陶瓷元件与大气相通。集中在氧化锆内外两侧电极之间氧含量的差别形成的微分电压信号。 当氧化锆元件被电流加热或被流经传感器的发动机燃烧废气加热所激活，空气经过通体充满无数微孔的陶瓷基础元件进入氧化锆元件的内电极，而燃烧废气流经氧化锆的外电极。氧离子将从氧化锆内电极向外电极移动，传感器的内外电极之间构成了一个简单的原电池，发动机燃烧废气中氧含量的变化不同在两个电极之间产生不同的输出电压信号。氧传感器将根据发动机燃烧废气中氧离子浓度的高低变化来改变这一输出电压信号的高低。 氧传感器通常的工作表现为在当发动机的工作时空燃比变稀时，排气中氧含量的浓度将会升高，此时，氧传感器的输出电压信号接近 0V；当空燃比变浓时，排气中氧含量的浓度降低，传感器的输出电压将接近 1V。 发动机电子控制模块（ECM）根据这一输入电压信号，配合系统控制逻辑及控制策略，通过响应的传感器和执行器，就可以调整系统输出控制指令，使发动机工作在和保持理想的空燃比燃油供给状态。 氧传感器核心元件允许的最低工作温度为300摄氏度；最高温度一般不超过850摄氏度。具体情况参照实际产品图纸规定的实际数值为准。 氧传感器是闭环燃油管理控制子系统的关键元件。正是由于有了该传感器才使得发动机的空燃比的闭环燃油控制成为可能，从而使系统实现为达到最佳三元催化转换器转化效率所需的理想空燃比的控制目标，实现最佳发动机燃烧控制目的。 3. 结构特征 德尔福公司生产的现代发动机管理系统配套用氧传感器的主要特点为： ?零部件统一设计，全球采购系统可保障全球产品性能的一致性 ?传感器具备防水功能 ?无需空气渗透过滤装置 ?通用化接口结构设计，简便易于替代竞争对手产品 ?大批量生产，大批量产品应用考核，可靠性能优良 ?超强低温适应性能

氧传感器的检测

氧传感器的检测 1、结构和工作原理 在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。 目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 （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。 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））。 现在，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。 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）。当混合气的实际空燃比小 于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时， 排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。这些气 体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将 耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为 零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间

氧传感器故障诊断案例分析

氧传感器故障诊断案例分析 引论 本人在泰成集团泉州辖区凯迪拉克车间做机电实习生，我们岗位的主要任务是汽车的故障诊断，包括机修跟电路。我在这里现在的主要任务是做汽车保养，其余的正在学习中，比如我也开始更换火花塞，跟师傅一起拆装后桥洗油箱，跟换轮心总成，开始学习基本的故障诊断等等。我觉得我们要进步应该脚踏实地地做，不能自己会的东西就不想去做了，更不能不求上进，有些东西是靠自己去看去争取的。 氧传感器故障的排除对于我们维修人员来说也是非常重要的，前一阶段我们凯迪拉克轿车CTS就是因为氧传感器的故障导致汽车不能正常运转。但是，我们本着认真负责的态度，最终把故障解决了。 报告主体 一、氧传感器介绍 1.类型及工作原理 现在汽车上常用的 氧传感器主要有二氧化锆与二氧化钛氧传感器，不过随着技术的发展，比较好的车型也用到了新型的氧传感器，新型氧传感器有平面型氧传感器和宽频带型氧传感器。 ⑴.氧化锆氧传感器是具有传导性的固体电解质，在氧分子浓度差的作用下产生电动势。（如图） ⑵.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。 （如下图）

⑶.新型氧传感器平面型传感器(线性) ①.核心为陶瓷材料，两边有涂层。 ②.涂层的优点是：对尾气中的氧浓度更敏感。 ③.两边涂层的氧浓度不同，产生电压信号。 ④.外形没有改变。（如下图） ⑤.插脚为4个 ⑷.新型氧传感器宽频带型 Wide band O2 sensor ①.Nernst cell 感应室 ②.Reference cell 参考室 ③.Heater 加热组件 ④.Diffusion gap 扩散孔 1V/5V 搭 大 O 2 O O 2 2 O 2 O 2 H C C O NO X 尾 O2

传感器工作原理及故障判断方法

传感器工作原理及故障判断方法 概述 综合录井技术是在钻井过程中应用电子技术、计算机技术及分析技术，借助分析仪器进行各种石油地质、钻井工程及其它随钻信息的采集（收集）、分析处理，进而达到发现油气层、评价油气层和实时钻井监控目的的一项随钻石油勘探技术。应用综合录井技术可以为石油天然气勘探开发提供齐全、准确的第一性资料，是油气勘探开发技术系列的重要组成部分。 综合录井技术主要作用为随钻录井、实时钻井监控、随钻地质评价及随钻录井信息的处理和应用。 综合录井技术的特点有：录取参数多、采集精度高、资料连续性强、资料处理速度快、应用灵活、服务范围广等。 目前国际国内先进的综合录井仪参数的检测精度上有了大幅度的提高，也扩展了计算机系统功能，形成了随钻计算机实时监控和数据综合处理网络，部分综合录井仪还配套了随钻随测(MWD)系统，增加了远程传输等功能，实现了数据资源的共享。其原理框图见图1。 图1：综合录井仪基本结构图

1、传感器 亦称一次仪表，是将一种物理量转换为另一种物理量的设备。其输入信号为待测物理量，如温度、密度、压力、电阻率、距离等，输出信号为可以被二次仪表或计算机接收的物理量，如电流、电压、电阻等。传感器是综合录井仪的最基础部分，其工作性能的好坏直接影响着录井质量。 2、气体检测仪 气体检测仪主要包括烃类检测仪、非烃组分检测仪（或二氧化碳检测仪）等气体检测设备，以及脱气器、氢气发生器、空气压缩机等辅助设备。烃类检测仪主要是利用FID技术测量钻井液中的烃类气体含量；非烃组分检测仪是利用热导池鉴定器测量钻井液中CO2、H2等其它气体的含量。 3、计算机系统 随着计算机技术的发展及应用，目前综合录井仪的计算机系统不仅担负着参数的采集、处理、存储和输出的任务。其存储的资料还可以按照用户的要求，应用其它专用软件进行进一步处理，以完成地质勘探、钻井监控及其它录井目的。同时其联机系统已形成多用户的网络化计算机系统，实现多用户、网络化数据管理，具有携带近程或远程工作站的功能，以便于大型应用软件的使用和数据资源的共享。 4、输出设备 综合录井仪输出设备主要有显示器、记录仪、打印机、绘图仪等等。其用途是将计算机采集、处理的信息通过直观的方式呈现给用户以进行进一步的应用。

氧传感器故障最简单有效的判定方法

氧传感器故障最简单有效的判定方法 利用氧传感器输出电压可随混合气的角度变化而变化的特性，可以帮助我们诊断一些燃油或空气甚至机械部分的故障，但前提是氧传感器及控制系统功能必须完好：检查步骤如下。 1.检查氧传感器加热器电阻。拔下氧传感器插头，用万用表电阻档测量传感器侧1、2号插头间的电阻值，具体标准应查阅具体车型的维修手册，但一般来说，应在4～40之间，如果不符合标准值，应更换氧传感器。 2.检查氧传感器反馈电压。查阅所测车型的维修手册，找氧传感器信号线，用电线中的铜丝插入相应手术的插孔。然后插好插接器，用万用表直流电压档测量铜丝对负极的电压。注意必须使用数字式万用表，并且铜丝绝对不能搭铁，否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动机并使水温达到至少80℃，使发动机多次达到 2500r/min后使发动机转速保持2500r/min,并观察万用表显示的电压，电压值应在此0.1-1.0v之间迅速跳动，在10s之内电压应在0.1-1.0v之间变化至少8次，若电压变化比较缓慢，不一定就是氧传感器或反馈控制系统有故障，可能是氧传感器表面被积碳覆盖而灵敏性降低。这时可使发动机高速运转几分钟以清除积碳，然后再观察氧传感器信号电压是否符合规定，如仍不符合规定，则进行下一步检查。 3.检查氧传感器是否损坏。拔开插接器，使氧传感器和控制单元

分离，万用表测量信号输出端对负极的电压。这时人为地拔下一根进气管上的真空管，形成稀混合气，此时电压应下降;而当拔下油压调节器真空管，并用手堵住以形成浓混合气时，电压应当上升。如果这时氧传感器本身没有故障，故障在电脑或线路以及燃油、空气、机械方面。应该首先检查燃油、空气及机械部分的故障，这里面的影响是很奥妙的，需要大家动脑思考。比如空气系统漏真空。这时排气中氧分子浓度变大，氧传感器输出低电压，电脑便认为混合气稀，发出指令向浓的方向调整，但无论如何也弥补不了漏进系统的大量空气，所以氧传感器就会一直显示0.1-0.3v的低电压；再比如油压调节器出现故障导致油压过高，会使排气中氧分子含量减少。氧传感器输出高电压，表示混合气过浓，电脑便减少喷油时间，但氧回溃系统的调整是微量的，无法弥补油压过高造成的混合气过浓；所以氧传感器总显示0.6-0.9的高电压。其它情况还有很多，比如缺缸造成的影响等等。

氧化锆氧传感器的原理及应用

氧化锆氧传感器的原理及应用 第一部分氧化锆氧传感器工作原理 一、产品简介： 氧化锆氧传感器是利用氧化锆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然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。 二、氧传感器工作原理： 氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk 为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。 第二部分 HMP系列氧传感器 一．HMP氧传感器基本结构： HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向，这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下：零点误差：￡±0.2mv ；交流电阻（1500赫兹）：（700℃）￡100 千欧；（1100℃）￡ 5 千欧。响应时间（700-1300℃）：￡1秒 二．HMP氧传感器采样、维护方式： HMP氧传感器采用气氛自导流方式，导入被检测气氛，考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管，请参考图3。 三．技术性能： 使用温度：室温～1100℃；氧电势显示范围：－50～1240mV；氧电势输出精度：±0.5mV；响应时间：≤1秒；正常使用使用寿命：≥18个月。 第三部分氧传感器的安装 合理的安装是保证氧传感器可靠运行的关键，许多使用问题均由于氧传感器安装不当造成的，希望用户一定要特别注意这一点，安装氧传感器请尽量考虑氧传感器的安装要求： 一、采样测量点： 确定测量点是首要的工作。应遵循如下几项原则： （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真实性，尽量避开回风死角；

数字传感器常见故障与解决方法

数字传感器常见故障与解决方法《柯力》 1.故障现象：仪表通电无显示及峰鸣声。 可能原因:可能为保险丝烧断，或无220V交流电无输入，瑞有可能是仪表变压器已被高压击穿。 解决办法：更换保险丝，检查无有220V交流输入，检查变压器有无烧坏痕迹，更换专用变压器。 2.故障现象：仪表上电有显示及蜂鸣声，但不正常。 可能原因：可能由于交流220V电源电压不稳引起，或者是仪表CPU程序损坏。 解决办法：待220V交流电源稳定后，重新开机仍不正常，可能为CPU损坏需更换。 3.故障现象：仪表显示有角差。 可能原因：可能由于秤体基础不实，长期使用后使传感器基座高度不一致。 解决办法：重新调整角差分数或调整基座调试， 调整时可通过查看传感器内码（参看说明书第四章），一般来说6只传感器的内码值的和即为秤台重量，其中1436号传感器内码值应基本一致，最大差值不能超过400kg，25号为14号的两倍。 4.故障现象：仪表显示有漂移现象。 可能原因：可能由于数字传感器长期浸水受潮，绝缘性能减弱。 解决办法：防止传感器长期浸水，更换相同规格和地址传感器，检查办法按说明书第四章，检查每一只传感器的内码值，可确定哪一只传感器存在漂移现象。 5.故障现象：在安装或使用过程中，显示Err 01. 可能原因：可能是01号数字传感器有故障或者是其线路连接有问题，或接触不良。 解决办法：仔细检查传感器、接线盒、仪表连接是否完好，然后查找01号传感器，若无01号传感器，表明传感器地址被更改，用仪表的修改地址功能（见第七章）将传感器的地址编号改回原来的地址编号（原来的地址编号在每个传感器的合格证上有注明）。如果找到01号传感器，测量其红、黑连线间是否有9-12V电压，若有电压，则可判断为传感器已损坏，需更换相同规格和地址的传感器，若无电压，测量仪表与接线盒连线的DB9插头上的红黑连线有否9-12V电压，若有则为仪表与接线盒的连线已断路，若无电压，则仪表内部供电已损坏，需更换仪表。 6.如何判断某个传感器有故障。 仪表关机，插头修改地址插头，然后仪表接上待判定那个传感器（只能接一个传感器），开机自检后显示所接传感器的编号，按输入键后，仪表显示此传感器的所受载荷，根据仪表显示值可直观判断此传感器是否有故障，详见第七章。 7.如何判断仪表故障。 可用一只备用的传感器直接连接到仪表，插上仪表标定头，在仪表开机自检按“标定”键，可直接进入标定状态，参照说明书第六章，把传感器数设置为1，退出后若仪表显示正常，则仪表没有故障，否则仪表就不正常了。 8.故障现象：大屏显示从开机一直不显示正常称重数据。 可能原因：仪表接口与大屏幕接口的连线方式未统一。 解决方法：查找本仪表说明书及大屏幕说明中有关连接接口的部分内容，正确连接接口即可正常 9.故障现象：仪表开机后自检，然后显示“……”死机。 可能原因：接线盒中的绿白数据线接反。 解决办法：应先立即断开电源，用仪表检测所有传感器电缆线与总线的相应色线是否正确，好红对红、黑对黑、白对白、绿对绿，并测试相互之间有无碰线，重新连线后即可。