电控汽车波形分析——氧传感器波形分析

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1、电控汽车波形分析——氧传感器波形分析张连彬基本概念①上流动系统(UpstreamSystem)上流动系统是指位于氧传感器前的，包括传感器、执行器和发动机ECU的发动机各系统(包括辅助系统)，即在氧传感器之前的影响尾气的所有机械部件和电子部件，例如：进气系统、废气再循环系统和发动机电子控制系统等。②下流动系统(DownstreamSystem)下流动系统是指位于氧传感器后面的排气系统部件，包括三效催化转化器、排气管和消声器等。③闭环(CloseLoop)闭环是指发动机ECU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。根据氧传感器的信号波形可以判断系统是否已经进入闭环

2、控制状态。用波形测试设备测得的发动机起动后的氧传感器输出的信号电压波形如图所示。发动机起动后的氧传感器输出的信号电压波形由图可以看出发动机起动后氧传感器输出的信号电压先逐渐升高到450mV，然后进入升高和下降(混合气变浓和变稀)的循环(右侧图形)，后者表示燃油反馈控制系统进入了闭环状态。当然，只有当氧传感器在无故障的时候氧传感器的信号电压波形才能反映燃油反馈控制系统的状况；如果氧传感器有故障，那么它所产生的波形就不反映燃油反馈控制系统的状况。氧传感器信号波形的检测测试氧传感器信号波形有2种常用的方法：丙烷加注法和急加速法。按照波形测试设备使用手册连接好波形测试设备①丙烷加注法检测氧传

3、感器信号波形氧传感器信号测试中有3个参数(最高信号电压、最低信号电压和混合气从浓到稀时信号的响应时间)需要检查，只要在这3个参数中有1个不符合规定，氧传感器就必须予以更换。更换氧传感器以后还要对新氧传感器的这3个参数进行检查，以判断新的氧传感器是否完好。测试步骤(氧化钛型传感器和氧化锆型传感器都适用)是：1.连接并安装加注丙烷的工具。2.把丙烷接到真空管入口处(对于有PCV系统或制动助力系统的汽车应在其连接完好的条件下进行测试)。3.接上并设置好波形测试设备。4.起动发动机，并让发动机在2500r/min下运转2min～3min。5.使发动机怠速运转。6.打开丙烷开关，缓慢加注丙烷，

4、直到氧传感器输出的信号电压升高(混合气变浓)，此时一个运行正常的燃油反馈控制系统会试图将氧传感器的信号电压向变小(混合气变稀)的方向拉回；然后继续缓慢地加注丙烷，直到该系统失去将混合气变稀的能力；接着再继续加注丙烷，直到发动机转速因混合气过浓而下降100r/min～200r/min。这个操作步骤必须在20s～25s内完成。7.迅速把丙烷输入端移离真空管，以造成极大的瞬时真空泄漏(这时发动机失速是正常现象，并不影响测试结果)，然后关闭丙烷开关。8.待信号电压波形移动到波形测试设备显示屏的中央位置时锁定波形，测试完成。接着就可以通过分析信号电压波形来确定氧传感器是否合格。一个好的氧传感器

5、应输出如图所示的信号电压波形，其3个参数值必须符合表所列的值。氧传感器标准信号电压波形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>850mV（左侧波形）2最低信号电压75~175mV（右侧波形）混合气从浓到稀的<100ms(波形中在3003最大允许响应时间~600mV之间的下降（波形的中间部分）段应该是上下垂直的）一个已损坏的氧传感器可能输出如图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<0V，混合气从浓到稀时信号的响应时间却延长为237ms，所以这3个参数均不符合标准。已损坏的氧传感器信号电压波形用汽车波形测试设备对氧传感器进行测试时可以从

6、显示屏上直接读取最高和最低信号电压值，并且还可以用波形测试设备游动标尺读出信号的响应时间(这是汽车波形测试设备特有的功能)。汽车波形测试设备还会同时在其屏幕上显示测试数据值，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(即混合气达到过浓状态的时间)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，在检测前应将氧传感器充分预热(即让发动机在2500r/min下运转2min～3min)。如果发动机仅怠速运转5s，就可能有1个或多个参数不合格，而这个不合格并不说明氧传感器是坏的，只是测

7、试条件没有满足的缘故。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断定氧传感器的好坏，则可以用波形测试设备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3个参数来判断氧传感器的好坏。②急加速法检测氧传感器信号电压波形对有些汽车，用丙烷加注法测试氧传感器信号电压波形是非常困难的，因为这些汽车的发动机控制系统具有真空泄漏补偿功能(采用速度密度方式进行空气流量的计量或安装了进气压力传感器等)，能够