汽车发动机氧传感器信号波形分析

浅谈利用汽车氧传感器波形信分析发动机故障利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障是一种有效的方法，可以帮助车主和技术人员找出发动机故障的原因并及时进行修复。

下面我将从氧传感器的作用和原理、氧传感器波形信号的分析方法以及利用波形信号分析发动机故障的案例来进行详细的浅谈。

首先，我们需要了解氧传感器的作用和原理。

汽车氧传感器是一种用于检测发动机尾气中氧气含量的传感器。

它通过测量进入和离开催化器的气流中氧气的浓度差异，来判断发动机燃烧的富氧还是贫氧，并将结果反馈给发动机控制单元(ECU)。

ECU根据氧传感器的反馈信号来调整燃油喷射的时机和量，以确保发动机工作在最佳状态下。

其次，我们需要了解如何分析氧传感器波形信号。

正常工作的氧传感器波形信号应该是一个呈现周期性变化的波形，这个变化规律与氧气浓度和燃油燃烧产生的氧含量有关。

一般来说，氧气浓度高时传感器输出的电压较低，而氧气浓度低时传感器输出的电压较高。

通过对氧传感器波形信号的分析，我们可以判断出发动机是否存在富氧或贫氧的问题。

当氧传感器波形信号周期和振幅变化较小，且始终维持在比较低的水平时，可能表示发动机存在富氧问题。

当氧传感器波形信号周期和振幅变化较大，且始终维持在比较高的水平时，可能表示发动机存在贫氧问题。

此外，还可以通过波形信号的快速反应能力来判断发动机的工作状况，正常的氧传感器应具有较短的反应时间。

最后，我将举一个利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障的案例。

在车辆使用过程中，发动机出现了抖动和怠速不稳定的症状。

技术人员通过检测氧传感器波形信号发现，波形波动较大，且在怠速时出现异常的周期性变化。

通过进一步的分析，技术人员发现燃油喷射量过大，导致了燃烧不稳定和氧含量异常。

最终，技术人员对燃油喷射系统进行调整，解决了发动机抖动和怠速不稳定的问题。

总结起来，利用汽车氧传感器波形信号分析发动机故障是一种简单而有效的方法。

通过对波形信号的变化进行分析，可以帮助车主和技术人员找出发动机故障的原因，并及时采取措施进行修复。

氧传感器测试1.如何测试一个氧传感器的效率首先明确几个名词用语。

上流动系统指所有的传感器、执行器、发动机控制电脑及氧传感器以上的发动机系统。

换言之，上流动系统是所有产生排气及有助于加热氧传感器的机械和电子部件。

上流动系统包括发动机，连同所有的帮助系统--进气系统，排气再循环EGR、空气等、传感器、执行器、发动机控制电脑和(PCM)和电路。

下流动系统是指位于氧传感器后面的不运动的废气系统部件--也就是催化反应及它的内部的全部工作内容和排气系统。

其次，为了区别当今发动机管理系统不同的闭环控制系统，这里不使用一般的闭环控制系统、怠速控制闭环系统、废气再循环闭环控制系统等等。

一般解码器显示的闭环是燃料反馈的系统闭环控制，这里所讲的闭环则不是单指燃料反馈控制系统的闭环控制。

这是因为有一些汽车当燃料反馈控制系统不正常时，它的控制电脑(PCM)仍然告诉解码器说系统是处在闭环控制状态。

在氧传感器平衡(O2FB)测试中第一步就是测量氧传感器的输出信号。

这样做有几个原因，首先看原因，然后再看试验步骤。

氧传感器工作在一个有关排气系统通过的极端恶劣的环境之中，一个不需加热的氧传感器寿命为30000至50000英哩，而加热氧传感器寿命比不加热氧感器延长寿命长20000英哩。

任何一种氧传感器的时效，都是慢慢地失去的，开始它的响应速度变慢，能够产生的输出信号幅度变低，在失效的最后阶段，它产生一个不变化的信号或根本没有信号输出，这时就会出现故障码，随后发动机检查灯或故障指示灯就亮了。

除了由于使用年限和行驶里程导致氧传感器正常的失效外，氧传感器还有可能因汽油中含铅或冷却液中的硅胶腐蚀而导致提前失败，渗漏头垫破裂也使许多氧传感器失效。

但是，使氧传感器提前失效的首要原因是发动机在较浓的混合比状态下运行时所造成碳阻塞，还有各种潜在原因都可能成为使氧传感器失效的祸首，例如燃油压力过高，喷油嘴坏损或控制电脑传感器损坏以及操作不当等。

在把握一件事情的核心以前，为了检查时能稳妥一些，先暂停一下，讲一个问题，在诊断燃料反馈控制系统(FFCS)之前，经常被告之，应起动发动机直至它进入“闭环”状态。

车辆排放控制中氧传感器的工作机理及波形分析摘要：氧传感器是闭环控制电子燃油喷射系统中一个关键零件，而且也是目前电喷系统中唯一具有智能化反馈功能的传感器。

通过汽车示波器对氧传感器的信号电压波形测试，分析其信号电压波形，对于了解车辆的工作状况有着非常重要的意义。

关键词：排放控制氧传感器波形分析1.排放控制技术1.1.废气成分我们呼吸的空气质量受诸多因素影响，工业企业、家庭、发电厂、道路交通都是主要的排污源。

所有的内燃机都遵循着一个基本的事实：要在发动机气缸内做到完全燃烧，是根本不可能的，即使提供再充足的氧气，也不可能。

排气中有害排放物的含量直接反映了发动机的燃烧效率，不完全燃烧加剧了有害排放的程度。

在火花点火发动机中，为了减少有害排放物，采用了三元催化转化器（见图1-1）。

图1-1：三元催化转化器的内部构造控制污染的所有法规的全部策略，其最终目的就是为了在获得最佳的燃油经济性、良好动力性能的同时，能使所产生的有害排放物最少。

在火花点火发动机的排气中，除了大量的无害气体外，还含有一些燃烧副产物（见图1-2），这些物质的大量聚集会危害环境。

这些污染物）和碳氢化合约占发动机排气总量的1%。

而这1%几乎完全由一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX物（HC）组成。

空气-燃油混合气对这些物质的生成浓度有很重要的影响，NO的生成模式与CO、XHC正好相反。

图1-2：道路交通污染物的组成[1] 1.1.1.主要成分废气的主要成分是氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O）。

这些都是无毒物质。

氮气在大气中的含量是最丰富的。

在燃烧过程中氮气基本上不直接参与化学反应，它是废气的主要成分，约占71%。

只有少量的氮气与氧发生反应，生成氮氧化物。

燃油成分中的碳氢化合物完全燃烧生成的二氧化碳，约占排气的14%。

减少CO2的排放正变得越来越重要，因为CO2被认为是“温室效应”的制造者。

由于CO2是完全燃烧的产物（也可以在废气中生成），所以减少CO2排放的唯一方法是降低燃油消耗。

汽车氧传感器波形分析在检修中的应用张锦龙(无锡科技职业学院,江苏无锡214028)摘要:在汽车故障诊断中,氧传感器信号电压波形反映空燃比是否控制在理论空燃比附近。

通过氧传感器正常波形与故障波形的比较,分析诊断发动机故障的准确率将大幅提高。

因此,氧传感器的波形检测和分析在汽车检修过程中有着重要的意义。

关键词:氧传感器; 信号电压; 波形分析; 故障诊断中图分类号: TK428文献标识码: B文章编号: 1006- 0006 (2008) 05- 0089- 02App lica tio n of O sc illog ram Ana lys is of O xygen Senso rin Au tomo bile O ve rhau lZHANG J in2long(Wuxi Professional College of Science and Technology,Wuxi 214028, China)Ab s tra c t: In the trouble diagnosis of automobile, the wave form of voltage for oxygen sensor demonstrates if thep ractical value is near the theoretical value for air fuel ratio. By the comparison between the normal oscillogram form and theabnormal wave form of oxygen sensor, the accuracy of the analysis of the trouble diagnosis of enginemay remarkably imp rove.The testing and analyzing of the wave form of oxygen sensor is very important in the p rocess of the examining and repairing ofautomobile.Key wo rd s: Oxygen sensor; Oscillogram analysis; Signal voltage; Malfunction diagnose随着人们环保意识的不断提高,对汽车尾气排放要求更加严格。

【精】汽车传感器波形分析第一章空气流量计一、简介空气流量计（MAF）按结构原理可分为翼板式、热丝式（热膜式）、卡门涡旋式及电位计式等几种，按信号输出类型又分为数字式和模拟式两种。

空气流量计是非常重要的一类传感器，因为发动机控制电脑主要依据它发出的信号来计算发动机负荷、点火正时、废气再循环控制及发动机怠速控制等其它参数。

不良的空气流量计会造成喘车、怠速不良以及发动机性能和排放等一系列问题。

二、翼板式空气流量计原理：翼板式空气流量计的核心是一个可变电阻（电位计），它与空气翼板同轴连接，当空气流动时推动翼板随之开启，随着翼板的开启角度变化，可变电阻器（电位计）也随之转动。

从而引起阻值发生相应变化。

翼板式空气流量计一般是个三线传感器，其中两条是参考电压的正、负极，另一条是可变电阻器的滑动触点臂，由它向电脑提供与翼板转动角度成正比的输出电压信号。

急加速时，翼板在空气流动动压作用下，就会产生一个超过正常摆动角度的过量信号，这就为控制电脑提供了一个混合气加速加浓的控制信号。

结构：信号：翼板式空气流量计主要有两种：一种是随着空气流量的增加输出信号的电压升高，另一种则相反，当空气流量加大时输出信号电压反而降低。

检测方法一关闭所有附属电气设备，起动发动机，并使其怠速运转，当怠速稳定后，检查怠速时空气流量计电压输出信号（参看图1中左侧波形）。

做加速和减速试验，应有类似图1中右侧的波形出现。

将发动机转速从怠速加至油门全开（加速时不宜太急），油门全开后持续2秒钟，但不要使发动机超速运转；再将发动机降至怠速运转，并保持2秒钟；再从怠速急加速至油门全开，然后再急收油门使发动机回至怠速；定住波形。

图 1 波形分析：测量出的波形电压值可以参照资料进行对比分析，当翼板式空气流量计正常时，怠速输出电压约为1V，油门全开时应超过4V，全减速（急抬油门）时输出的电压并不是很快地从全加速电压回到怠速电压。

通常（除TOYOTA汽车外）翼板式空气流量计的输出电压都是随空气流量的增加而升高的。

汽车传感器波形分析在故障诊断中的应用随着汽车电子技术的快速发展，汽车传感器的种类和数量不断增加。

汽车传感器作为汽车电子控制系统的重要组成部分，承担着感知车辆各项工作状态和环境信息的任务。

通过对传感器输出的波形信号进行分析，可以有效地判断汽车系统中的故障，并进行精确的诊断和修复。

汽车传感器波形分析是一种通过检测和分析传感器输出的波形信号来判断传感器工作状态和汽车系统故障的方法。

由于传感器是汽车系统中最重要的感知元件之一，其输出信号的准确性和稳定性对于整个系统的运行至关重要。

传感器的故障会导致系统性能下降、能耗增加、易于引发事故等问题，因此对传感器进行及时准确的故障诊断非常重要。

1.传感器信号的稳定性分析：借助波形分析技术，可以检测传感器输出信号的稳定性。

通过对传感器波形信号的振幅、频率等特征进行分析，可以评估传感器输出信号的准确性和稳定性，从而判断传感器是否存在故障。

2.传感器响应时间的分析：传感器的响应时间是指传感器从感知到车辆状态变化到输出相应信号所需的时间。

通过对传感器波形信号的上升时间、下降时间等特征进行分析，可以评估传感器的响应速度，判断是否存在响应时间过长的故障。

3.传感器输出信号的波形变化分析：借助波形分析技术，可以分析传感器输出信号的波形变化情况，判断传感器是否存在异常。

例如，传感器输出信号的波形出现异常的上升、下降、峰值等特征，可能是传感器本身故障或者传感器与其他部件之间存在故障。

4.传感器与其他部件之间的关系分析：借助波形分析技术，可以分析传感器与其他部件之间的关系，识别故障发生的原因。

例如，传感器输出信号与发动机转速之间的变化关系，可以判断发动机是否存在故障。

通过对传感器波形信号和其他部件的波形信号进行对比分析，可以进一步确定具体的故障部件。

总之，汽车传感器波形分析是一种快速、准确、有效的故障诊断方法。

通过对传感器输出的波形信号进行分析，可以检测传感器工作状态、评估传感器响应时间、分析传感器输出信号的波形变化以及判断传感器与其他部件之间的关系，进而实现对汽车故障的准确定位和修复。

河南职业技术学院毕业设计（论文）题目汽车发动机氧传感器波形分析汽车发动机氧传感器波形分析摘要：随着汽车排放法规的逐渐严格和对汽车排气污染控制的重视，电控燃油喷射加三元催化器的发动机正成为普遍配置。

在此系统中，氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件。

正常工作时，氧传感器随时测定发动机排气管中的氧含量，以检测发动机燃烧状况。

当发动机出现燃烧故障时，必然引起氧传感器电压信号的变化，可以通过观察氧传感器的信号波形来判断和排除这些故障。

关键词：氧传感器构造原理工作特性波形分析随着汽车工业的发展，汽车正在成为人们日常出行的普遍工具，随之而来的环境污染和能源问题也日益突出，尤其是汽车尾气对环境的污染，由于氧传感器对于控制汽车对环境的污染的重要作用，因此研究和分析氧传感器的波形对于排除汽车故障和减少汽车对环境的污染就显得十分重要了。

一、氧传感器的构造及其原理自1976年德国博世公司率先在瑞典沃尔沃(VOLV0)轿车上装用氧传感器之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。

汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为二氧化锆(zrO2)式和二氧化钛(TiO2)式两种类型，二氧化锆式又分为加热型与非加热型两种，二氧化钛式一般都为加热型。

由于实用的二氧化钛式氧传感器价格便宜(每只售价约600元人民币)，且不易受到硅离子的腐蚀，因此越来越多的汽车采用这种氧传感器。

（一）、二氧化锆(zrO2)式氧传感器的构造及其工作原理二氧化锆式氧传感器的外形如图1所示，主要由钢质护管、钢质壳体、锆管、加热元件、电极组威。

，在固体电解质粉末(ZrO2、TiO2等)中添加少量的添加剂后通过压力成形，再烧结而成；绝缘体的成形工艺完全相同。

二氧化锆晶体的体积蛮化量会因晶体老化而失效(阻止氧离子扩散)，加入添加剂的目的就是防止二氧化锆晶体的老化。

常用的添加剂有三氧化二钇(Y2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化二镱(Yb2O)。

随着汽车排放法规的逐渐严格和对汽车排气污染控制的重视，“电喷”加三元催化器的发动机正成为普遍配置。

这种发动机采用了混合气成分的闭环控制和三元催化反应装置的联合使用技术，是汽油机有效的排气净化方法。

在这一系统中，氧传感器是进行闭环反馈控制的主要元件之一，必不可少。

正常工作时，氧传感器随时测定发动机排气管中的氧含量(浓度)，以检测发动机燃烧状况。

因此，当发动机出现燃烧故障时，必然引起氧传感器电压信号的变化，这就为通过观察氧传感器的信号波形判断发动机某些故障提供可能。

很多资料显示其效果很好。

/1. 氧传感器的一般作用如图1所示，要使三元催化转化器全面净化CO、HC和NOX这三种有害气体，必须保证混合气浓度始终保持在理论空燃比(14.7)附近的狭小范围内。

一旦混合气浓度偏离了这个狭小范围，则三元催化转化器净化能力便急剧下降。

保证混合气浓度在理论空燃比附近，“电喷”系统和氧传感器的配合是很好的解决方案。

/图1 转换效率随空燃比变化曲线氧传感器检测排气中的氧浓度，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)，如信号反映混合气较浓，则减少喷油时间；反之，如信号反映混合气较稀，则延长喷油时间。

这样使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比附近(见图2)，这就是燃料闭环控制或称燃料反馈控制。

长春人流医院图2 反馈控制原理图2. 氧传感器的正常波形长春妇科医院常用的汽车氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。

以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时(见图3)，氧传感器的电压信号大约在0至1V之间波动，平均值约450mV。

当混合气浓度稍浓于理论空燃比时，氧传感器产生约800mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于理论空燃比时，氧传感器产生接近100mV的低电压信号。

当然，不同类型的氧传感器其实际波形并不完全相同。

朱军老师曾总结说：“一般亚洲和欧洲车氧传感器(博世)信号电压波形上的杂波要少，尤其是丰田凌志车氧传感器信号电压波形的重复性好，而且对称、清楚，美国车（不是采用亚洲的发动机和电子反馈控制系统）杂波要多。