1、 毕业论文（设计）毕业论文（设计） 题目题目 汽车氧传感器的故障检测 院 别 机械工程学院 专 业 汽车检测与维修 学生姓名 成 绩 指导教师 2013 年 1 月 I 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
2、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 汽车氧传感器的故障检测 II 目目 录录 前 言 1 1 汽车氧传感器的结构特点 2 1.1 氧传感器的组成 . 2 1.2 氧传感器的工作原理 . 3 1.4 氧化钛型氧传感器 . 7 2 汽车氧传感器的技术特点 8 2.1 氧传感器的作用 . 8 2.2 氧传感器技术特点分析 . 8 2.2.1 氧传感器是一种热敏电压型传感器 . 8 2.2.2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法” . 9 2.2.3.氧传感器是一种多元故障的“报警器” 9 2.
3、3 简单介绍现在氧传感器技术的发展情况 10 2.3.1.摩擦电极引线方式的氧传感器 . 10 2.3.2.新型氧传感器 . 10 3 氧传感器故障对发动机的影响分析 . 11 3.1 氧传感器引起的故障现象 11 3.2 电控发动机氧传感器故障分析 11 3.3 氧传感器常见故障 12 3.3.1.氧传感器中毒 . 12 3.3.2.积碳 . 12 3.3.3.氧传感器陶瓷碎裂 . 13 3.3.4.加热器电阻丝烧断 . 13 3.4 维修氧传感器的注意事项 13 4 汽车氧传感器典型故障分析 . 15 4.1 故障现象 15 4.2 故障检修与诊断 15 结 论 16 参考文献. 18 1
4、 前 言 随着汽车工业的发展和汽车保有量的急剧增加， 汽车排放对大气的污染已经 构成了公害它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展成为严 重的社会问题。在有些大城市，汽车废气排放已经接近或超过环境容量。为了保 护日益恶化的地球环境，世界各国先后出台了便为严格的汽车污染物排放标准。 汽车生产商在汽车的生产设计过程中，加设了减少对空气污染的辅助装置，如在 电控燃油喷射技术的基础上，采用三元催化器，就可以获得更高净化率的排放控 制，但是为了能最有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接 接理论空燃比。因此在排气管上增加了一个氧传感器，经常地检测排气的质量， 并将其变换成电信号
5、传给 ECU。发动机控制单元 ECU 根据氧传感器提供的信号， 不断地检测和调整发动机喷油器的喷油量， 使发动机在多数情况下都工作在理论 空燃比附近，实现了喷油的闭环控制，也有效地的提高发动机性能及整车的经济 性。汽车行业是目前国际上应用传感器最大市场之一，现在世界上汽车年产量在 4000 万辆以上，其中日本的年产量达 1000 万辆以上。从世界各国公布的专利情 况来看，各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家，都很重视汽车传感器的研 制和生产。而氧传感器的申报专利数，居汽车传感器的首位，这反映了该传感器 的技术难度和各国的重视程度。控制汽车空燃比用的氧传感器在日本以每年 50-60的速度增长。
6、就我国来说，仅近三年需改加氧传感器的旧车就超过 2000 万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过 200 万个。目前，一辆普 通家用轿车大约要安装几十到近百只传感器， 而豪华轿车上的传感器数量可多达 200 余只。据报道，2000 年汽车传感器的市场为 61.7 亿美元(9.04 亿件产品)， 2005 年达到 84.5 亿美元(12.68 亿件产品)， 增长率为 6.5(按美元计)和 7.0 (按产品件数计)，所以，氧传感器的市场前景非常广阔，对氧传感器的研究也成 为热点。 汽车氧传感器的故障检测 2 1 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
