四轮定位理论及调整技术研究

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1、河北科技学院学生毕业设计（论文）题目:汽车氧传感器的故障检测作者：赵向达学号：Z111012022系别：汽车工程专业：汽车检测与维修年级：2011级指导教师：卢欣欣完成日期：2014年3月23日2013年1月19目录摘要21汽车氧传感器的结构特点21.1氧传感器的组成21.2氧传感器的工作原理31.4氧化钛型氧传感器72汽车氧传感器的技术特点82.1氧传感器的作用82.2氧传感器技术特点分析82.2.1氧传感器是一种热敏电压型传感器82.2.2氧传感器的故障确认采取“时域判定法”92.2.3.氧

2、传感器是一种多元故障的“报警器”92.3简单介绍现在氧传感器技术的发展情况102.3.1.摩擦电极引线方式的氧传感器102.3.2.新型氧传感器103氧传感器故障对发动机的影响分析113.1氧传感器引起的故障现象113.2电控发动机氧传感器故障分析113.3氧传感器常见故障123.3.1.氧传感器中毒123.3.2.积碳123.3.3.氧传感器陶瓷碎裂133.3.4.加热器电阻丝烧断133.4维修氧传感器的注意事项134汽车氧传感器典型故障分析154.1故障现象154.2故障检修与诊断15结论1

3、6参考文献1819摘要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，电喷汽车越来越受市场的追捧。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，发动机的氧传感器是发动机用于调节空燃比信号，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。而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放污染增加，发动机怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此，必须及时的进行

4、故障检测和排除故障或更换。关键词：汽车排放控制;氧传感器;故障检测191汽车氧传感器的结构特点1.1氧传感器的组成氧传感器利用了Nernst原理。其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧(废气侧)，使该电极带负电,即产生电势差。当空燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧

5、较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；当空燃比等于14.7时，此时陶瓷观内外两侧产生的电动势为0.4V～0.5V，该电动势为基准电动势；当空燃比较高时（稀混合气），废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近为零。加热型氧传感器：如图1-1所示。加热型氧传感器抗铅能力强；对排气温度依赖少，能在负荷低、废气温度较低的情况下照常发挥作用；起动后迅速进入闭环控制。　　　　图1-1加热型管式氧传感器核心元件191.2氧传感器的工作原理氧传感器是利用陶瓷敏感

6、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燃比，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分测量方式，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，如图1-2所示。图1-2氧传感器氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一

7、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)，这个电压信号被送到EC

8、U放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300℃19以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800℃时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。1.3氧化锆型氧传感器氧化锆型氧传感器的基本元件是专用陶瓷体，即氧化锆(ZrO2)：固体电解质，如图1-3所示。陶瓷体制成管状，称为锆管