现代汽车传感器的使用与检测教学课件PPT气体浓度传感器.ppt
项目四 气体浓度传感器的识别与检测,4.1 概述,4.2 氧传感器的识别与检测,4.3 稀薄混合比传感器的识别,4.4 全范围空燃比传感器的识别,4.5 烟尘浓度传感器的识别,4.6 柴油机烟度传感器的识别,4.1概述,氧传感器：作用：检测排气中氧的含量，实现空燃比的反馈控制分类：氧化钛（TiO2）、氧化锆（ZrO2）(加热型、非加热型)稀薄混合比传感器是实现空燃比反馈控制。烟尘浓度传感器用于空气净化装置中，可使空气净化器自动运转或停止。柴油机烟度传感器能检测排气中形成的烟度或未燃烧的炭颗粒。,4.2 氧传感器的识别与检测,1.氧化钛式氧传感器的识别,2.氧化锆式氧传感器的识别,3.桑塔纳2000GLi、2000GSi、捷达GT、GTX型轿车氧化锆式氧传感器的检测,4.丰田LS400型轿车主、副氧传感器的检测,5.北京切诺基汽车氧传感器的检测,8.富康轿车氧传感器的检测,7.广州本田雅阁轿车氧传感器的检测,6.奥迪2.6L/V6轿车氧传感器的检测,1二氧化钛元件2金属外壳3陶瓷绝缘体 4接线端子5陶瓷元件6导线7金属保护套,1.氧化钛式氧传感器的识别,结构如图，主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子组成。,当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。,氧化锆氧传感器及其输出特性a）结构b）输出特性1 法兰2铂电极3氧化锆管4铂电极5加热器6涂层7废气8套管9大气,2.氧化锆式氧传感器的识别,结构如右图，在400以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0V），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变。如右图,图1桑塔纳2000GSi等轿车氧传感器连接器插头与插座图,图2为桑塔纳2000GSi型轿车氧传感器工作电路。,1加热元件正极；加热元件负极；3信号电压负极；4信号电压正极,接下页,3.桑塔纳2000GLi、2000GSi、捷达GT、GTX型轿车氧化锆式氧传感器的检测,桑塔纳2000GLi、2000GSi、捷达GT、GTX型轿车氧传感器导线连接器插头与插座上各端子的位置在图1已经标明。加热元件电阻值常温下为15，温度上升很少时，电阻值会上升很大。所以在室温下，可用万用表检测。检测时，拔下传感器线束连接器插头，检查1与2端子间电阻，应为15。如果常温下电阻值为无穷大，说明加热元件断路，应更换氧传感器。,加热元件电阻检查,氧传感器的加热元件需用电源进行加热，当打开点火开关后，燃油泵继电器触点接通时，加热元件的电源即被接通。在检测加热元件电压时，应拔下传感器连接器插头，起动发动机，检查氧传感器连接器插头上1与2端子间电压，应不低于11V。如果没有电压，说明熔断器或断路继电器触点接触不良，应进行检修。,电源电压检查,检查氧传感器电压信号时，应连接好传感器连接器插头与插座，用数字式万用表测量传感器3与4端子。接通点火开关时，电压信号应为0.450.55V；当踩下加速踏板，供给浓混合气时，电压信号应为0.71.0V；当拔下空气流量传感器到发动机之间的真空软管，供给稀混合气时，电压信号应为0.10.3V，否则说明氧传感器失效，应更换。长期使用含铅汽油会导致铅离子以及汽油和润滑油硫化产生的硅酮附着在铂金的表面而使氧传感器失效。铅离子和硅酮附着在传感元件表面时，称为铅中毒和硅中毒，这是使氧传感器失效的主要原因。另外，氧传感器加热元件失效，或传感器壳体上的透气孔堵塞，氧传感器的热负荷过重，也会导致氧传感器失效，而不起作用。,电压信号检查,4.丰田雷克萨斯LS400型轿车主、副氧传感器的检测,1、LS400型轿车主、副氧传感器的电路,故障码21代表左列主氧传感器电路故障，故障码28代表右列主氧传感器电路故障。当点火开关在ON时，发动机的水温和转速高于设定值，传感器的浓信号会交替出现。当主氧传感器信号电压在0.350.70V之间变化时，会出现故障码。这时应检查：,拆下ECU ECT连接器，点火开关在ON时，测量HT1、HT2与接地间电压，应为蓄电池电压。,接下页,2、LS400型轿车主、副氧传感器的检测,ECU ECT连接器端子HT1和HT2与接地电压,加热装置线圈的电阻测量主氧传感器连接器端子1和2之间的电阻，在时应为5.16.3。,ECU ECT连接器端子HT1和HT2与接地电压 当发动机预热到正常温度，怠速时，测量ECU ECT连接器端子HT1和HT2与接地电压，应为0V；当发动机转速在4000r/min时，测量HT1和HT2与接地电压，应为蓄电池电压。经以上检查不在规定范围，应更换主氧传感器,副氧传感器用于氧含量的辅助控制，以达到精确控制空燃比。故障码27代表左列副氧传感器电路故障，故障码29代表右列副氧传感器电路故障。这时应检查：ECU ECT连接器端子OXL2和OXR2与E2间电压。当发动机预热到正常温度时，使发动机在4 000r/min运转3min，测量连接器端子OXL2和OXR2与砀间电压，应在0.5V以上。副氧传感器电路连接若有不正常情况，应排除。,副氧传感器的检测：,5.北京切诺基汽车氧传感器的检测,图1切诺基汽车加热型氧传感器与ECU连接电路1-氧传感器；2 ECU；3-比较器；4燃油泵继电器；加热元件,北京切诺基汽车采用的是带加热元件的氧化锆式传感器。该氧传感器与ECU的连接电路如图1所示。氧传感器上有4条线，其中2条是氧传感器的信号输出线和地线，另外2条是加热元件的电源输人线和接地线。,氧传感器电压信号的检测。发动机处于正常工作温度且稳定运转，氧传感器正常工作时，根据排气氧含量，输出01V信号电压。当混合气稀（含氧量高）时，输出0.1V低电压信号；当混合气浓（含氧量低）时，输出IV高电压信号。如果测量电压值为0v且保持不变，应反复踩下加速踏板，使发动机的转速变化。若此时电压信号随节气门开闭而变化，则表明氧传感器工作良好；若经过测量氧传感器信号输出端子C与D间电压仍为0V，说明氧传感器已经损坏，应当更换。若测得的C与D间输出信号电压值始终为1V，则应进一步检查。这时拆下进气歧管上的一根真空软管，使混合气变希经过测量C与D间输出的信号电压值有变化，说明氧传感器工作良好。否则，说明氧传感器已经损坏，应当更换。,接下页,加热元件电阻检查。用高阻抗数字式万用表测量加热元件A与B间电阻，其值应为57。若电阻值为无穷大，说明加热元件已经损坏，应当更换氧传感器。电源电压的检查：打开点火开关，拆下传感器导线连接器，测量加热元件A与B间的电压，应为蓄电池电压。,6.奥迪2.6L/V6轿车氧传感器的检测,奥迪2.6L/V6轿车发动机，每一侧气缸体都安装有一个传感器，直接拧入排气管内，如图1所示。两个氧传感器（G39、G108）都是氧化锆式氧传感器。传感器测量废气中氧的含量，并将电信号输送到MPFI控制单元，以便对燃油喷射加以修正，确保三元催化转化器有效地工作。,图1 氧传感器的安装位置,传感器加热控制单元J208安装在前排乘客座椅A柱的辅助继电器上，如图2所示。,图2 氧传感器加热控制单元J208,图3 奥迪2.6L/V6氧传感器的工作电路,氧传感器G39、G108工作电路如图3所示，检测内容如下：,（1）传感器加热器Z19、Z28的检测检测条件：a燃油泵继电器工作正常；b。热敏熔断器正常；c。MPFI控制单元供电正常。,电阻值的检测。a拔下左右气缸传感器连接器插头。b用万用表V.A.G1526和电缆V.A.G1592测量传感器两端子间电阻值，应为315。若达不到要求，应更 换传感器。供电电压的检测。a拔下左右两气缸传感器连接器插头。b将二极管测试灯V.A.G1527连接在传感器插头插孔1（正极）与插孔2（负极）之间，如图4所示。,图4 传感器插头,接下页,接下页,c把V A 61551故障仪连接好，打开点火开关，发动机不起动，进行“执行元件诊断”（输人代码“03”），这时传感器加热控制单元应吸合，二极管测试灯也应同时闪亮。,d.如果传感器加热控制单元不吸合，二极管测试灯V.A.G1527不闪亮，则将测试灯连接在传感器插头插 孔1（正极）与发动机搭铁之间。,e.如果二极管测试灯V.A.G1527闪亮，应参照电路图检查传感器插头插孔2至发动机搭铁之间接线是否 导通，应排除断路故障；如果二极管测试灯不闪亮，则关闭点火开关，从辅助继电器上拔下传感器加热 控制单元J208,图5 辅助继电器插座,f结合电路图检查传感器插头插孔1至继电器插座插孔8（如图5所示）之间的接线是否导通，应排除断路故障。如果不存在断路，应将二极管测试灯连接在搭铁线与继电器插座插孔2之间。g打开点火开关，二极管测试灯应闪亮。如果测试灯不闪亮，应进行下列检查：检查热敏熔断器；检查继电器插座插孔2到热敏熔断器之间接线的电阻值，最大不应超过0.5；检查燃油泵继电器。h，二极管测试灯V.A.G1527闪亮后，检查传感器加热控制单元。i如果加热控制单元的接线和继电器插座插孔2的正极供电正常，则应更换传感器加热控制单元。,接下页,接下页,传感器加热控制单元J208的检测。a从辅助继电器上拔下加热控制单元。b将二极管V.A.G1527连接在搭铁与继电器插座插孔4之间，如图5所示。c，打开点火开关，二极管测试灯应闪亮。如果测试灯不闪亮，则将二极管测试灯连接在继电器插座插孔4与6之间。d.起动发动机并怠速运转，二极管测试灯应闪亮。如果测试灯不闪亮，应关闭点火开关，将检测箱V.A.G1598和电缆V.A.G1598/11连接在MPFI控制单元线束上。e检查继电器插座插孔6与检测箱插孔48之间接线的电阻值，最大不应超过1。f如果接线无断路故障，则应更换MPFI控制单元。,（2）控制和传感器G39、G108的检测检测条件。a发动机温度不低于80。b.三元催化转化器与气缸盖之间的排气系统不泄漏。c.传感器加热器工作正常。控制的检测。,a连接好故障诊断仪V.A.G1551，并进人“阅读测量数据块”（输人代码“08”）。输人组号“03”，按“Q”键确认。这时屏幕上显示：,4,b观察显示区3（对应气缸13）或显示区4（对应气缸46）的控制系数，额定值为0.750.25。,接下页,c按“”键，输人“结束测试”代码“06”，按“Q”键确认。d如果显示的系数不在额定范围，则应检查传感器。传感器的检测。,a.关闭点火开关。b.拔下传感器插头。c.把万用表V.A.G1526连接在传感器信号线插孔与发动机搭铁之间，所测电阻值应为，如果电阻值不为，则应更换传感器。,d.如果电阻值在规定范围，将万用表V.A.G1526（选择2V量程）连接到MPFI控制单元插头信号线插孔和发动机搭铁间，打开点火开关，电压值应为（40050）mV。,接下页,插头C,e如果电压不在规定范围，应检查MPFI控制单元的以下接线：关闭点火开关；将检测箱V.A.G1598和电缆V.A.G1598/11连接在MPFI控制单元线束上；检测传感器G39（或6108）插头信号线的插孔与检测箱V.A.G1598插座2（或3）之间的电阻值，最大为1。,f如果电阻不在规定范围，检查传感器插头与MPFI控制单元插头C的插孔2或3之间的接线是否存在断路或短路，如图6所示。若存在断路或短路，应及时排除。,g如果接线无故障，应更换MPFI控制单元。,7.广州本田雅阁轿车氧传感器的检测,氧传感器的结构和其信号输出特性,图1 氧传感器的结构和其信号输出特性,通过诊断故障指示灯闪示故障码1时，说明氧传感器有故障，应按以下步骤进行检测，以确定故障原因。,检查燃油系统燃油压力。如果燃油压力不正常，则应检查燃油泵、燃油管路、燃油压力调节器、喷油器以及PGM Fl主继电器等工作电路是否正常。,如果燃油压力正常，则清除故障码。并再次起动发动机，重新读取故障码，以便验证故障。如果故障指示灯不再闪现故障码1，说明加热氧传感器只是间歇性故障，此时应检查氧传感器与ECM/PCM之间的连接线路是否存在连接不良现象。,如果故障指示灯仍闪现故障码1，在发动机起动后，通过完全踩下加速踏板并迅速放松加速踏板的方法来检测ECM/PCM端子B20与C16之间的电压值，如图2所示。,图2 测量ECM/PCM端子B20与C16之间的电压,如果完全踩下加速踏板，发动机转速升至4500r/min时，测量电压O.6V，并在该转速下迅速放松加速踏板时测量电压0.4V，说明ECM/PCM可能有故障。此时应使用一个无故障的ECM/CM进行替换检查。如果此时故障指示灯不再闪现故障码，说明原车的ECM/PCM存在故障，应当更换。,如果完全踩下加速踏板并迅速放松加速踏板，测量端子B20与C16之间电压不符合步骤中规定，则应进行下列检测：,a关闭点火开关；b拔下氧传感器4心连接器插头；,图3 检查氧传感器电压,c.在氧传感器的插座导线侧，把蓄电池正、负极分别与4心插头的3端子、4端子相连接，如图3所示；,d.起动发动机，测量插头的1与2端子间电压；,e.完全踩下加速踏板并迅速放松，如果1与2端子间电压不符合步骤中的规定，说明氧传感器有故障，应当更换；如果电压符合步骤中的规定，说明ECMPCM的端子C16与氧传感器之间的连接导线存在断或短路故障，应当予以排除。,8.富康轿车氧传感器的检测,富康轿车采用加热型氧化锆式氧传感器，它安装在三元催化转化器之前的排气管上，其结构及输出特性如图1所示。,图1 氧传感器的结构及输出特性1带槽保护套；管座；3外壳，绝缘体；5、6接线插头；7簧片，8加热电阻；9陶瓷体,10多孔陶瓷管与电极板,图2氧传感器的工作电路,氧传感器的电路如图2所示。氧传感器上有四个接线端子，其中接线端子1通过主继电器与蓄电池连通；接线端子2与发动机电脑（ECU）的接线端子19或2连通；接线端子3与电脑（ECU）的接线端子10连通；接线端子4与电脑（ECU）的接线端子28连通。,氧传感器的电路,氧传感器的电阻检测。关闭点火开关，取下氧传感器插头，检测插头端子1和端子2之间的电阻，其电阻值应为3.5左右。如不符，则表明氧传感器的加热电阻损坏，需更换氧传感器。氧传感器的电压检测。关闭点火开关取下氧传感器的插头后，再打开点火开关，检测怠速控制阀插头端子1与搭铁之间的电压，其标准值应为12V。否则应检查熔断器、主继电器以及它们之间的导线。,其电压值应在0.4O.9V之间波动。若取下一根发动机真空管，将产生稀混合气，此时检测的电压应下降约为0.4V；若取下燃油压力调节器上的真空管，将产生浓混合气，此时检测的电压应增大约为0.7V。在混合气浓度变化时，如果氧传感器信号电压不能相应改变，表明氧传感器有故障。此时，可使发动机高速运转，并同时拆下一根大真空管，以清除氧传感器上的铅或积炭污染，然后再测试，如果故障仍然存在，则须更换氧传感器。,氧传感器输出信号的检测,插好氧传感器的插头，起动发动机，使氧传感器达到工作温度，并维持怠速运转。此时，检测氧传感器插头端子3或4之间的输出电压：,4.3 稀薄混合比传感器的识别,图1为稀薄混合比传感器的结构。传感器内部有氧化锆陶瓷元件和加热器，它的工作原理是利用传感器电极两端施加一定的外加电压时其电流与排气中氧浓度成正比这一特性，可以连续地检测出稀薄燃烧区域的空燃比，该传感器的输出特性如图2所示。,图1 稀薄混合比传感器的结构1电阻；2大气侧电极；3加热器；4二氧化锆固体电解质；5排气侧电极；6涂层；外壳,图2 稀薄混合比传感器的输出特性,图1 全范围空燃比传感器的结构,图2 全范围空燃比传感器的特性,4.4 全范围空燃比传感器的识别,结构和其特性如图1和图2所示。是利用氧浓差电池原理和氧气泵的泵电原理，连续检测混合气从过浓到理论空燃比再到稀薄状态整个过程的一种传感器。当过浓时，氧泵就会吸入0到测定室中；而当稀薄时，则从测定室中放出0到排气中去。就是利用这一特点用氧气泵供给出人测定室的O2，使排放气保持在理论空燃比上。这样就通过测定氧泵的电流值I，来测定排放气体中的空燃比A/F。,4.5 烟尘浓度传感器的识别,如图1示为烟尘浓度传感器的结构图，它由发光元件、光敏元件和信号处理电路等组成。,图1 烟尘浓度传感器的结构,1烟雾进口；2光敏元件；3发光元件；电路部分,烟尘浓度传感器的工作原理如图2所示，通过烟尘浓度传感器的开口缝隙，空气能够自由流动，发光元件（发光二极管）产生肉眼看不见的间歇红外光，在空气中没有烟雾的情况下，红外光射不到光敏元件上，电路不工作；当烟雾进人烟尘浓度传感器时，间歇的红外光使烟雾粒子漫反射进入光敏元件，这时烟尘浓度传感器就判定烟雾存在，空气净化器鼓风机电动机运转而开始工作。,图2 烟尘浓度传感器的工作原理 1.工作电路；细缝；3光敏元件，4发光元件；5烟粒子；6香烟,4.6柴油机烟度传感器的识别,图1传感器的工作原理图,1绝缘体；电极；3催化剂；4缝隙,当感应头连接到电路中时，由于电极之间的电阻很大，电流表A无电流指示或指示很微小的电流，当感应头插人烟气中时，缝隙中充满了碳烟，形成碳桥，电极之间的电阻就发生变化，碳烟少电阻大，碳烟多电阻小，电流表的读数随碳烟的多少相应变化。所以，在ECU系统中，ECU输出的电信号也随碳烟的多少作相应变化。,图2烟度传感器的结构 1一中间体；金属体；3感应头本体；4其他金属丝，5焊点，缝隙；催化剂；8铂丝；9.Al203粉与粘合剂；10接线盒,柴油机烟度传感器的结构如图,
