汽车传感器故障的发生及检修

２００８年ｌ２月　第１２期（总第ｌ２１期）　广西轻工业　ＧｕＡＮＧｘＩ　Ｊ０Ｉ瓜ＮＡＬ　ｏＦ　ＬＩＧＨＴ眦）ｕｓＴＲＹ　机械与电气　汽车氧传感器电路特性及故障原因的分析与检修　黄康群　（河池市机电学校，广西河池５４７０Ｏ０）　【摘　要】介绍了汽车发动机氧传感器分类，并对它的电路特性、失效形式及故障原因进行了分析，同时介绍了相应的检测　方法。　【关键词】氧传感器；分类；电路特性；失效形式；故障原因；检测方法　【中图分类号】ＴＰ２１２．２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００３—２６７３（２００８）１２—３４—０２　

１　引言　氧传感器作为汽车发动机电子控制系统中一个重要的传　感器，不仅本身出现故障的频率高，而且它还是一个多元故障　的“报警器”。因此，了解氧传感器的分类，熟悉它的电路特性、　失效形式、故障原因和检测方法，对维修人员、特别是初学者是　非常重要的。　２汽车发动机氧传感器的分类　根据使用氧敏感材料的不同，氧传感器分为氧化钛式和氧　化锆式两种。有的汽车使用了不止一个氧传感器，如有直列缸　的发动机，在排气管的三元催化转化器的前后都安装有，那么　前面的一个称为主氧传感器，后面的称副氧传感器；对于ｖ型　缸的发动机，因有左右两个排气歧管，所以安装在左边排气歧　管的称左氧传感器，右边的称右氧传感器，甚至还在三元催化　转化器后面安装有副氧传感器。根据引出导线根数的不同，可　分为单引线、双引线、三引线和四引线等四种类型的氧传感器。　在几种引线形式的氧传感器中，单、三、四引线的氧传感器　是以氧化锆为氧敏感材料，双引线的则是以氧化钛为氧敏感材　料的。单、双引线的氧传感器内不带加热元件，属非加热型的，　依靠排气管的排气加热到超过３ＯＯ℃温度后，才能正常工作；　三、四引线的氧传感器属加热型的，采用内部加热方式，可以快　速预热，在发动机长时间怠速运行（或排气温度较低时），仍能　保持较高的温度，有助于烧掉传感器表面的沉积物，维持其正　常工作，从而减少有害气体的排放量。如果一台发动机使用了　两个或两个以上氧传感器，那么主氧传感器通常是加热型的，　副氧传感器则是非加热型的。　３氧传感器的电路特性分析　不同引线的氧传感器与发动机控制单元ＥＣＵ的电路连接　是有区别的。　

氧传感器的检测及故障案例

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NO某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2a）。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器（图2b），这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30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，两铅极间电压陡增。因此，锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变：稀混合气时，输出电压几乎为零；浓混合气时，输出电压接近1V。

料攮　

大众汽车传感器故障的分析及排除　

王玉　陕西交通职业技术学院　

【摘　要ｌ随着汽车行业对汽车智能化、汽车轻型化以及电子化重　

视程度的不断提高，对于大众汽车传感器的需求便与日俱增，与此同时　大众汽车传感器也影响着汽车安全、舒适等多方面性能。大众汽车传感　

器具有生产量大、应用范围广、自身化要求高等特点，所以在使用过程中　

要对汽车传感器进行系统的分析。由于目前中国还未对汽车传感器的应　

用进行总结，所以在应用时仍然存在一些故障。本篇论文将对大众汽车　

传感器故障的分析以及排除进行详细的论述。　

【关键词】汽车传感器；故障分析；故障排除　

１．大众汽车传感器故障的分析　

１．１汽车传感器应用技术的故障分析　大众汽车传感器控制汽车计算机系统的输入，将汽车工作过程　

中所遇到的状况信息及时的转变成电信号从而计入计算机系统，来判　

断汽车运行过程中发动机是否处于最佳的运行状态。所以在对大众　

汽车传感器进行故障分析时，不仅要对传感器自身进行分析，还要对　

存在故障的整个工作电路进行检查。通过这种手段会对汽车传感器　

的应用技术有更直接的了解，从而提高故障分析的高效性。对汽车传　

感器进行三个层次的划分，第一层次指的是用于保护汽车使用者安全　

以及控制制动、转向的传感器，第二层次指的是控制发动机的运作以　

及底座性能的传感器，最后一个层次则指的是用于增加舒适度和防　

盗安全系数的传感器，所以在汽车运作过程中不能针对当时情况进行　

层次的相应改变，而导致汽车传感器的可靠性能下降。众所周知，汽　车传感器常处于汽车的暴露部位，所以会受到恶劣环境的影响，比如　

机械振动受到冲击，随着区域的改以及提高所变，温度与湿度差对传　

感器也有着不同的影响，受到电磁干扰以及电解液等作用。随着社会　

的高速发展，汽车的电子系统不断改进，以及对小机械空间的需求越　

来越高，所以导致大众汽车传感器所需安装空间缩小，安装地点变得　

特殊。只有本质上改变汽车传感器所处的环境应用技术，才能减少故　

典型汽车发动机爆震传感器的故障分析与检测方法研究

汽车中普遍装有爆震传感器，也是传感器中的易损件。文章介绍了几种典型电控汽车发动机爆震传感器的结构和工作原理，对爆震传感器常见的故障现象和检测方法做出分析。为爆震传感器的故障诊断与检测提供了理论依据和实践指导。

标签：爆震传感器；压电；故障；检测；示波器

1 爆震与爆震传感器

发动机发出的最大转矩的点火时刻（MBT）是在开始发生爆震点火时刻（爆震界限）附近。要使点火系统达到这样的要求，除了必须采用电子控制的点火系统外，对点火提前角还必须采用爆震反馈控制。这种控制是用一个爆震传感器检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发动机ECU，ECU根据检测传感器的输入信号，来调整点火提前角。如有爆震现象，需推迟点火；如无爆震现象，则提前点火。这样能够保证在任何工况下的点火提前角都处于接近爆震界限的最佳角度。

2 爆震传感器的分类与工作原理

爆震传感器有磁致伸缩型、半导体压电型和火花塞金属垫型（应用较少）等几种类型，其中压电型又有共振型和非共振之分。

磁致伸缩型爆震传感器是应用最早的爆震传感器，应用于通用、日产等少部分汽车上。主要由高镍合金组成的磁芯、永久磁铁、感应线圈、壳体等组成。当发动机产生爆震时，机体会发生振动，磁芯就会受到机体振动的影响，在传感器内产生轴向位移，使感应线圈中的磁力线发生变化，根据法拉第电磁感应定律，感应线圈将产生感应电动势，即为爆震传感器的输出电压信号。输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，而在传感器的固有频率与发动机的振动频率产生谐振时，传感器输出的电压最大。

压电式爆震传感器可以分为共振型压电式爆震传感器和非共振型压电式爆震传感器两种。压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是典型的有源传感器。某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，其内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，它又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。[1]