大众故障检测与维修分析.docVIP

广西工业职业技术学院实验、实训、实习及论文等用纸广西工业职业技术学院毕 业 论 文课 题 名 称： 大众迈腾故障检测与维修分析 姓 名： 凌向宇 专 业： 汽车检测与维修 班 级： 汽修0931 起 止 日 期： 2011.9.5- 2011.10.23 指 导 教 师： 韦 孟 洲 共 页 第 15 页广西工业职业技术学院毕 业 论 文（学生填写）题目：08款大众迈腾氧传感器故障检测与维修分析摘 要在电子控制的发动机系统中，氧传感器检测发动机所排废气中氧的含量，向ECU提纲空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。氧传感器工作失常会影响电脑ECU对混合气空燃比精确的控制，此时发动机易出现怠速不稳、加速不良、尾气超标和油耗增加等现象。本文主要介绍大众汽车氧传感器及引起的各种故障，氧传感器在车辆发生故障多是老化、线路故障和燃油质量问题，本人根据相关书籍介绍，总结氧传感器的故障的诊断。关键词：大众汽车 氧传感器 迈腾 故障与诊断前 言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目录一、氧传感器的结构和工作原理3二、氧传感器常见故障及检测与维修61、氧传感器的常见故障6（1）氧传感器中毒6（2）积碳7（3）氧传感器陶瓷碎裂7（4）加热器电阻丝烧断7（5）氧传感器线路故障72、氧传感器的检查方法7（1）氧传感器加热器电阻的检查7（2）氧传感器反馈电压的测量8（3）氧传感器外观颜色的检查8（4）氧传感器的故障及原因8（5）氧传感器的检测9（6）氧传感器加热电阻丝电阻的检测10（7）氧传感器反馈电压的检测10（8）氧化钛式氧传感器的检测10三、案例111、案例一11（1）故障现象11（2）故障排除过程11（3）故障原因分析112、案例二12（1）故障现象12（2）故障排除过程12（3）故障原因分析12总结13参 考 文 献14一、氧传感器的结构和工作原理在讨论氧传感之前，我们先来研究引擎燃烧后所产生的有害废气。一般汽车所排放的废气特别是对人体有害的，主要有三种：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、其中CO、HC只要使汽油完全地燃烧即可将这两者废气减到最低，然而当汽油达到完全燃烧时温度容易升高，连带的也就使得NOx剧增，在这部份可利用EGR来减少其发生量。但这对于废气的管制显然还不够的，要使引擎所有的运转范围皆达到其控制标准，因此加入了三元触媒转化器的控制，其内部有着极为细微的孔洞并含有大量的金属：铂、铑、钯。它能将上述三种有害的气体进行氧化及还原的作用，转化成无害的气体或是一般的废气。然而触媒转化器的使用条件相当严苛，除了需达到较高工作温度外，最重要的是它最大净化率是发生在理论混合比附近14.7: 1，也就是说引擎的燃烧须控制在14.7: 1空燃混合比之下，要达到此细微之标准并不容易，所以设计氧传感器的作用将空燃比转换成数据供给引擎计算机进而调整到理论范围，实际常用的2传感器有二氧化锆式和二氧化钛式氧传感器两种，而多用于大众汽车的是二氧化锆式氧传感器。二氧化钛型：是高电阻半导体，当表面缺氧时，电阻变小。工作原理：与发动机冷却液温度传感器相似，二氧化钛式氧传感器的电阻值则随其周围氧含量的变化而变化。发动机电脑提供氧传感电压为5V，氧传感器变化电压为0.14.6V之间，电压值变化，02.5V为混合气稀，2.55V为混合气浓。二氧化锆（Zro2）为固态电解质的一种，它有一种特性就是高温时氧离子易于移动。此型氧传感器将氧化锆烧结成管状，并与内层与外层涂上铂金（Pt），这就是氧化触媒的作用，当氧离子移动时即会产生电动势，而电动势的大小是依据氧化锆两侧的铂金所接触到的氧而定，最外层则覆盖一层保护壳。如下图（1）： 图（1）内层铂金层与大气接触，所以氧气浓度高。外层铂金与排气接触，氧气浓度低。当混合比较高时，排放的废气所含的氧相对地减少。因此二氧化锆两侧的铂金所接触到的氧气高低落差大，所产生的电动势也相对高（将近1V）；当混合比较稀时，燃烧后多余的氧气较多，二氧化锆两侧的铂金层的氧气落差小，因此所产生的电动势低（将近0V）.即下图（2）： 图（2）喷油量少空燃比大废气中氧含量大氧传感器产生电压低ECU控制喷油量大喷油量大空燃比小废气中氧含量少氧传感器产生电压高ECU控制喷油量少二氧化锆式氧传感器的工作温度需在350度以上其特性才能充分体现，为使氧传感器尽快达到工作温度，为其附加了一个数410的陶瓷加热器，引擎发动机约30秒钟后达到正常工作温度，输出的电压信号送到ECU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，此过程将不断地在稀释加浓稀释地空燃比进行循环调整，使氧传感器在0.10.9V间变换（以50次min左右）送给电脑，在发动机怠速时实现闭环控制。因此，氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。二、氧传感器常见故障及检测与维修1、氧传感器的常见故障（1）氧传感器中毒1）铅中毒：使用了含铅汽油的车辆，铅会沾附、沉积在传感器的工作面而发生铅“中毒”。使用含铅汽油的车辆，即使是新的氧传感器，也只能正常行驶几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用不含铅的汽油，可清除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。2）硅中毒：一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的密封胶和防粘剂等。硅胶也叫室温硫化(RTV)胶。任何含有醋酸(起硫化作用)的硅密封胶都会损害氧传感器。（含醋酸的硅胶，如果用于发动机上润滑油流动的部位，醋酸会蒸发进入曲轴箱或者气门区，然后经过废气再循环系统进入进气管，在正常工况下，就会经发动机由排气管排出，从而损害氧传感器）。有时发动机温度过高，也易导致氧传感器的早期损坏。 （2）积碳发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，导致ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳主要表现为油耗上升、排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。禁止使用清洗液、油性液体或挥发性固体等清洗氧传感器表面（3）氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，拆装时要特别小心，发现问题及时更换。（4）加热器电阻丝烧断如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。（5）氧传感器线路故障氧传感器线路是屏蔽型，因此使用维修中线路的内部断脱、线路损坏、插接件不密封和插接片锈蚀等都会导致故障出现。保养维修时应仔细检查维护。2、氧传感器的检查方法（1）氧传感器加热器电阻的检查用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热电阻接柱（白色）与搭铁接柱（白色）之间的电阻，其阻值为20时1-6（7081BDBD1）或12（7110）(参考具体车型维修手册)。电阻值若为无穷大，则是加热电阻烧断，如不符合标准，应更换氧传感器。（2）氧传感器反馈电压的测量1）万用表检测：将发动机热车至正常工作温度且稳定运转时(氧传感达到工作温度350或起动后以2500r/min的转速运转3min)，对氧传感器的输出电压进行测试，在接线正常情况下用万用表检测氧传感器信号线（灰色和黑色）间电压应在0.1-0.9V快速波动。（跳变周期3S左右）。 2）用故障诊断仪检测：将发动机热车至正常工作温度，观察“氧传感器电压”项显示数值应在0.1-0.9V快速波动。（跳变周期3S左右）（3）氧传感器外观颜色的检查从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障：1）淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色；2）白色顶尖：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；3）棕色顶尖：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器；4）黑色顶尖：由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。（4）氧传感器的故障及原因当氧传感器或线路有故障时，容易产生下列故障：废气排放超标；怠速不稳；空燃比不正确；油耗上升。氧传感器失效后，会使发动机怠速运转不稳，油耗增加，排气管冒黑烟。常见故障是氧传感器因堵塞中毒而失效。产生上述故障的原因主要有以下几点。1）氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗都可能使其碎裂而失效。处理时要特别小心，发现问题要及时更换。2）氧传感器内部进入油污或尘埃等沉积物时，阻碍外部空气进入氧传感器内部，会使传感器的输出信号改变，不能正确修正空燃比。表现为油耗上升，排放浓度明显增加，此时将沉积物除净就会使其恢复正常工作。3）氧传感器中毒，尤其是在以前使用加铅汽油，使氧传感器铅中毒而失效。另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使传感器失效。因此，要使用质量高的燃油和润滑油。修理时要正常选用和安装橡胶胶垫，传感器上涂制造厂规定使用的溶剂和防粘剂等。4）对于加热型氧传感器，如果加热器电阻烧蚀，很难使传感器达到正常工作温度而失去作用。一般加热电阻的阻值为57，如果电阻值为无穷大，则应更换传感器。氧传感器产生故障会造成其反馈信号出现异常，从而使电脑失去对混合气空燃比的调节。若混合气控制比不精确，会使排气净化恶化，因而必须及时排除故障或更换。导致氧传感器出现故障的原因如下：氧传感器破碎失效；氧传感器内部进入油污或尘埃等沉积物，使传感器信号失真；使用含铅汽油使传感器中毒，而使其失效；此外，传感器橡胶垫及涂剂也会使传感器失效；电加热器故障也可能造成传感器在发动机起动及低温时不工作6。（5）氧传感器的检测氧传感器一般有单线、双线、三线、四线4种引线形式。单线为氧化锆式氧传感器；双线为氧化钛式氧传感器；三线和四线为氧化锆式氧传感器。三线和四线的区别：三线氧传感器的加热器负极和信号输出负极共用一根线，四线氧传感器的加热器负极和信号负极分别各用一根线。（6）氧传感器加热电阻丝电阻的检测点火开关置于“OFF”位置，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表的档测量氧传感器接线端中加热器端子和搭铁端子问的电阻，应为440，若过大或过小，表示加热元件已损坏，应更换传感器。（7）氧传感器反馈电压的检测拔下氧传感器插头。使发动机以2500rmin转速运转。电压应在01V变换(频率约50次min)如电压保持在0V或1V不变，可用改变油门开度的办法人为地改变混合气浓度：突然踏下油门踏板时产生浓混合气，反馈电压应上升；突然松开油门时产生稀混合气，反馈电压应下降。如果没有变化，说明氧传感器已损坏，应更换。在检测氧传感器的反馈电压时，最好使用指针式万用表，以便直观地反应出反馈电压的变化情况，此外，电压表应是低量程和高阻抗的(阻抗太低会损坏传感器)。氧传感器是否损坏，还可用简易方法判断：拔下氧传感器的插头，从插头处引入2根导线，一根接线路的信号线电路，另一根接控制单元供应电压，两只手分别拿住线路两头，如果发动机的转速发生变化即为氧传感器损坏，否则，为其它部位故障7。（8）氧化钛式氧传感器的检测在采用上述方法检测时，良好的氧化钛式氧传感器输出端电压应以2.5V为中心上下波动，否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若阻值很大，说明传感器良好；反之，则传感器已损坏，应予更换。三、案例1、案例一（1）故障现象一辆迈腾电喷发动机轿车，在使用过程会出现排气管冒黑烟、油耗高、怠速不稳等故障。（2）故障排除过程用专用仪器VAG1552检查发动机电控系统，出现空气流量计G70不靠信号显示空气流量计有故障，但测量空气流量计的线路及电阻都正常，进一步检查进行“08读取测量数据块”中的显示组长033的第二区，查氧传感器的电压值为0.1V0.2V间变动，（正常的应该是电压在0.10.9V之间来回变动）电压变动范围很小，就说明氧传感器未起效用。拆卸后发现氧传感器顶尖部位的颜色是“棕色”。（3）故障原因分析这种现象是氧传感器中毒，尤其是经常使用含铅的汽车，即使新的氧传感器，也只能工作几千公里。但往往是由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，失效后的氧传感器不能把真实的混合气浓度信号传给发动机控制单元，造成喷油量不准确，就会造成上述故障现象。发动机控制单元在比较空气流量计测量的进气信号和氧传感器测量的错误的混合气浓度信号后，就会认为空气流量计所测量的信号不准确，于是就记录了“空气流量计G70不可靠信号”这个故障。由于氧传感器失效后传给发动机控制单元的信号并不是没有，只是不准确，所以发动机控制单元也没有储存氧传感器的故障信号。2、案例二（1）故障现象一辆迈腾发动机无负荷踩加速踏板无反应,因加速没力故障更换了三无催化转换器。（2）故障排除过程以V.A.G1552进行故障检查发现故障代码18038油门踏板1-G79(1号油门踏板传感器)信号过低、18041油门踏板传感器2-G185（2号油门踏板传感器）不可靠信号和17510氧传感器加热线路对正极短路和17511氧传感器加热电路功率太低。由于是加速问题，顾先检查油门踏板传感器，以仪器进行发动机数据流08-062进行检查时发现，踩下油门踏板时14区都没有任何反映，又根据线路图进行油门踏板传感器1-G79和2-G285的元件和线路检测，并没有发现问题，到此，故障可能在氧传感器上。进入氧传感器的检查：拔下氧传感器的4线插头，根据线路图（下图1）显示氧传感器上1号线是来自燃油继电器（下图2）的87号的电源线，2号线是氧传感器加热电阻到ECU 121/4的接地回路，以万用表量取氧传感器1和2号的电阻为无穷大，可以判断氧传感器的加热电阻已断路，必须更换氧传感器，拔下氧传感器的情况下起动发动机，不能加速的故障依然存在，为了把故障尽可能一次排除又对加热线路进行仔细检查。量取传感器1号线，来自87的电源线与车辆接地有12V电压，但与2号线跨接时并没有电压值，再进行氧传感器2号线与ECU（220）的T121/4号线进行线路检查，测到电阻为0.5欧姆，连接线路正常，现可判断除氧传感器故障外发动机电脑也出现故障，不能正常给氧传感器接地，