【正文】 29 動(dòng)部件不圓。如果出現(xiàn)有脈沖丟失，則可能是損壞或缺損的磁阻輪造成的。 不同形式的傳感器，其波形的峰值電壓和形狀會(huì)有輕微的差異。另外，由于傳感器線圈的存在，所以故障還往往與溫度有關(guān)。隨著溫度升高波形會(huì)變短，形狀的變形也會(huì)很大，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)還可能設(shè)定故障碼（ DTC）。遇到這種情況時(shí)，可在示波器顯示波形時(shí)搖動(dòng)連接線束，以便進(jìn)一步確定是否是傳感器造成故障的根本原因。一般而言，車速傳感器信號(hào)最常見的故障是根本不產(chǎn)生信號(hào)，即當(dāng)你發(fā)現(xiàn)汽車的波形是一條水平 的直線時(shí)，則說明傳感器沒有輸出信號(hào)，這時(shí)應(yīng)先檢查示波器和傳感器的連線，確定電路有沒有對(duì)地搭鐵，確認(rèn)零部件能否轉(zhuǎn)動(dòng)（塑料齒輪有沒有咬死等），確認(rèn)傳感器氣隙是否正常，最后再斷定傳感器的問題。 圖 73 霍爾效應(yīng)式車速傳感器 圖 74 霍爾效應(yīng)傳感器在汽車上主要用于曲軸轉(zhuǎn)角和凸輪軸位置傳感器。用于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火觸發(fā)和燃油噴射電路觸 發(fā)，同時(shí)還應(yīng)用在其它需要控制轉(zhuǎn)動(dòng)部件的位置和速度的電路中。 成都電子高專畢業(yè)論文 30 圖 74 霍爾效應(yīng)傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的，它一般由一個(gè)幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個(gè)軟鐵葉片（上面在適當(dāng)?shù)奈恢瞄_有缺口）轉(zhuǎn)子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，這時(shí)葉片轉(zhuǎn)子上的缺口部分將允許磁場(chǎng)穿過并到達(dá)霍爾效應(yīng)傳感器，而沒有缺口的部分則由于金屬的屏蔽性將切斷磁場(chǎng)，因此，葉片轉(zhuǎn)子“窗口”的作用是開關(guān)磁場(chǎng)，使霍爾效應(yīng)傳感器像開關(guān)一樣地打開或關(guān)閉。所以該組件實(shí)際上是一個(gè)開關(guān)設(shè)備，而它的關(guān)鍵功能部件就是霍爾元件。 試驗(yàn)方法 將驅(qū)動(dòng)輪頂起，模擬車輛行駛的狀態(tài)，也可以將汽車示波器測(cè)試線加長進(jìn)行行駛的測(cè)試。 波形結(jié)果 如圖 75 當(dāng)車輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器便開始產(chǎn)生一連串的信號(hào)，且脈沖的個(gè)數(shù)（頻率）將隨車速增加而增加，看參考圖 5，這是在大約 50km/h 的速度下記錄的，可以看到雖然車速傳感器的脈沖信號(hào)頻率隨車速的增加而增加，但信號(hào)的占空比卻在任何車速下保持恒定不變。 確定波形的振幅、頻率和形狀等關(guān)鍵性判定尺度是一致的，即正常的幅度基本上應(yīng)等于傳感器的供電參考電壓，兩個(gè)脈沖之間的間隔、形狀一致。 其實(shí)分析波形 的關(guān)鍵是波形的穩(wěn)定性要好，若波形對(duì)地電位過高，則說明電阻過大或傳感器接地不良。還需要提醒讀者注意的是，同前面講過的磁電式車速傳感器有相同的問題，即雖然霍爾效應(yīng)傳感器一般設(shè)計(jì)能在高至 150℃溫度下運(yùn)行，但它們的工作仍然會(huì)受到溫度的影響。尤其是關(guān)鍵的功能部件 —— 霍爾效應(yīng)元件在一定的溫度下（冷或熱）有可能會(huì)失效。 如果示波器顯示波形不正常，檢查被干擾的線或連接不良的線束，檢查霍爾效應(yīng)傳感器同檢查一般性傳感器的手段一樣，在示波器顯示波形出現(xiàn)不正常時(shí)首先應(yīng)檢查其線束與示波器的連接和插口以及確定有關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否轉(zhuǎn)動(dòng)正常 ，最后再確認(rèn)是否是傳感器本身的問題。 圖 75 成都電子高專畢業(yè)論文 31 光電式車速傳感器 光電式車速傳感器是一種光電半導(dǎo)體式傳感器，它一般由帶孔的轉(zhuǎn)盤和一個(gè)發(fā)光 二極管、一個(gè)作為光傳感器的光電三極管組成，光電式傳感器只在日產(chǎn)尼桑車上使用，它結(jié)構(gòu)精巧、計(jì)量準(zhǔn)確，不足之處是造價(jià)相應(yīng)較高。其工作原理如下：發(fā)光二極管透過轉(zhuǎn)盤上的孔照到光電三極管上實(shí)現(xiàn)光 的傳遞與接收，當(dāng)轉(zhuǎn)盤隨分電器旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤上間斷的孔便使照射到光電三極管上的光源時(shí)有時(shí)無，進(jìn)而使以光電三極管為基礎(chǔ)的放大器產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)的數(shù)字輸出信號(hào)，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦或點(diǎn)火模塊提供觸發(fā)信號(hào)。 從示波器上觀察光電式車速傳感器輸出波形的方法與霍爾式車速傳感器完全一樣，這里略過不去詳述。只是光電傳感器雖對(duì)溫度不是特別敏感但它也有一個(gè)弱點(diǎn)，即它對(duì)油或贓物在光通過轉(zhuǎn)盤傳遞的干涉十分敏感，所以光電傳感器的功能元件通常被密封設(shè)計(jì)，但當(dāng)分電器損壞使油或贓物進(jìn)入以上敏感區(qū)域，就會(huì)引起行駛性能問題并產(chǎn)生故障碼。 成都電子高專畢業(yè)論文 32 8 氧傳感器 氧傳感器燃油反饋控制系統(tǒng) 氧傳感器是燃油反饋控制系統(tǒng)的重要部件，用汽車示波器觀察到的氧傳感器的信號(hào)電壓波形能夠反映出發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部分、燃油供給系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)電腦成都電子高專畢業(yè)論文 33 控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并且，所有汽車的氧傳感器信號(hào)電壓的基本波形都是一樣的，利用波形進(jìn)行故障判斷的方法也相似。 氧傳感器與三元催化器 發(fā)動(dòng)機(jī)電腦利用氧傳感器的輸出信號(hào)來控制混合氣的空燃比，即令空燃比總是在理論空燃比 的上下波動(dòng)。這不僅是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行安全燃 燒的要求，也是三元催化器中兩種主要化學(xué)反應(yīng)（氧化和還原）的需要。要想優(yōu)化氧化過程，就必須有足夠的氧，也就是三元催化器需要稍稀的混合氣；而為了優(yōu)化還原過程，氧氣量又必須少，為此，三元催化器又需要稍濃的混合氣。但混合氣不可能同時(shí)既是濃的又是稀的，所以，汽車工程師在設(shè)計(jì)燃油反饋控制系統(tǒng)時(shí)將混合氣設(shè)計(jì)成從稍濃至稍稀，再從稍稀至稍濃這樣的循環(huán)變化，使碳?xì)浠衔铮?HC）和一氧化碳（ CO）氧化反應(yīng)過程的需要和氮氧化合物（ NOx）還原反應(yīng)過程的需要都能得到滿足。由此可知，為了使燃油反饋控制系統(tǒng)正常工作，氧傳感器輸出的信號(hào)電 壓必須能夠高、低變化。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦根據(jù)各種傳感器（例如：空氣流量計(jì)、進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等）的輸入信號(hào)來計(jì)算混合氣的空燃比并控制噴油器噴油，使空燃比十分接近 。隨后，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦又根據(jù)氧傳感器的信號(hào)發(fā)出加濃或減稀的命令，這就使三元催化器的效率大大提高，同時(shí)又延長了它的使用壽命。 好的氧傳感器是非常靈敏的，但其信號(hào)也極易受干擾。若發(fā)動(dòng)機(jī)有故障，氧傳感器的輸出信號(hào)一定會(huì)有反應(yīng)。所以，當(dāng)氧傳感器的信號(hào)電壓波形正常時(shí)就可以斷定整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的工作是正常的或?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的修理是成功的。 在汽車示波器上進(jìn)行氧傳感器信號(hào)電壓波形分析，通常稱為氧反饋平衡測(cè)試（ Oxygen Sensor Feedback Balance），簡稱 O2FB。 8． 2 氧傳感器波形分析 基本概念： （ Upstream System） 上流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器前的，包括傳感器、執(zhí)行器、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦的發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)（包括輔助系統(tǒng)），即在氧傳感器之前的影響尾氣的所有機(jī)械部件和電子部件。例如：進(jìn)氣系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制系統(tǒng)等。 b. 下流動(dòng)系統(tǒng)（ Down Stream System） 下流動(dòng)系統(tǒng)是指位于氧傳感器后面的排氣系統(tǒng)部分，包括三元催化器、排氣管和消聲器等。 c. 閉環(huán)（ Close Loop） 閉環(huán)控制應(yīng)用在汽車上是在電控汽車出現(xiàn)以后才有的。我們這里所講了閉環(huán)成都電子高專畢業(yè)論文 34 是指在燃油控制系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦根據(jù)氧傳感器的反饋信號(hào)不斷調(diào)整混合氣的空燃比，使其穩(wěn)定在理論空燃比 附近的過程。 氧傳感的失效過程 在氧反饋平衡的測(cè)試中，首先就是測(cè)試氧傳感器的輸出信號(hào)，由于汽車尾氣及排氣溫度的原因，使氧傳感器的工作條件極其惡劣。因此造成一般無加熱器的氧傳感器的壽命約為 5~8 萬公里，而有加熱器的氧傳感器的壽命比無加熱器的氧傳感器長 3 萬公里。 氧傳感器的失效過程都是緩慢進(jìn)行的，首先是它的響應(yīng)速度變慢，輸出信號(hào)的幅度變低，最后是輸出信號(hào)不變化或完全沒有信號(hào)輸出。這時(shí)就會(huì)有故障代碼出現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)檢查燈或故障指示燈也會(huì)亮。 除了由于使用年限或行駛里程的增加而導(dǎo)致氧傳感器的正常失效外，氧傳感器還可能因汽油中含鉛或冷卻液中的硅膠腐蝕而提前失效，氧傳感器的襯墊在維修過程中被拆掉所造成的尾氣泄漏也會(huì)導(dǎo)致氧傳感器提前失效。還有一些潛在的因素，例如燃油壓力過高、噴油器損壞、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦和傳 感器損壞以及操作不當(dāng)?shù)龋捕伎赡軐?dǎo)致氧傳感器提前失效。然而，導(dǎo)致氧傳感器提前失效的首要原因是由發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣過濃所造成的炭堵塞。 氧傳感器的信號(hào)電壓 成都電子高專畢業(yè)論文 35 通常有這樣的說法，即在診斷燃油反饋控制系統(tǒng)之前應(yīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，直至它進(jìn)入“閉環(huán)”狀態(tài)。在有些書中則寫道：“啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后要讓它在 2500r/min 運(yùn)轉(zhuǎn) 2～3min，直到氧傳感器產(chǎn)生變化的電壓信號(hào)。”這使許多技術(shù)人員認(rèn)為氧傳感器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生變化的信號(hào)電壓。事實(shí)上是，氧傳感器信號(hào)電壓的變化是由尾氣中氧含量的變化所引起的。發(fā)動(dòng)機(jī)電腦通過調(diào)整噴油器的噴油量來改變混 合氣的濃稀時(shí)，自然造成尾氣中氧氣含量相應(yīng)變化，即混合氣濃時(shí)，氧含量減少，反之則氧氣含量增加。改變混合氣也改變了尾氣中的氧含量，安裝在排氣管中的氧傳感器感知到這個(gè)變化后，便輸出相應(yīng)的、不同的電壓信號(hào)。因此，如果氧傳感器輸出的電壓信號(hào)不正?；蚋静蛔儯⒉灰馕吨仨毟鼡Q氧傳感器。因?yàn)檫€有一個(gè)可能是上流動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障（某些部件損壞）。如果尾氣中的氧含量不發(fā)生變化（例如固定在濃或固定在稀狀態(tài)），那么，即使按照要求將發(fā)動(dòng)機(jī)以 2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn) 2~3min，氧傳感器的信號(hào)電壓值也是不會(huì)發(fā)生變化的。 汽車 示波器顯示的氧傳感器信號(hào)電壓波形相當(dāng)于對(duì)病人檢查時(shí)做的心電圖，從心電圖上可以看到脈搏跳動(dòng)的狀況，而從氧傳感器的信號(hào)電壓波形圖上則可以看出汽車燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況棗是否工作或進(jìn)入了閉環(huán)狀態(tài)。 圖 81 表示在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后氧傳感器輸出的信號(hào)電壓。 圖 81 成都電子高專畢業(yè)論文 36 由圖可見，波形先逐漸升高到 450mV，然后進(jìn)入升高和下降（混合氣變濃和變?。┑难h(huán)。后面波形的波動(dòng)表示燃油反饋控制系統(tǒng)進(jìn)入了閉環(huán)狀態(tài)。當(dāng)然，只有當(dāng)氧傳感器在無故障時(shí)電壓波形才能反映燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況；如果氧傳感器有故障 ，那么它所產(chǎn)生的波形就不一定反映的是燃油反饋控制系統(tǒng)的狀況了。 由于氧傳感器所處的環(huán)境比心電圖儀的傳感器所處的環(huán)境差得多，所以在觀察氧傳感器波形前必須先測(cè)試氧傳感器本身，即必須在確認(rèn)其本身是否正常后，才能對(duì)氧傳感器的信號(hào)波形進(jìn)行診斷分析，這就是在氧反饋平衡測(cè)試步驟中第一步要測(cè)試氧傳感器的原因。 . 加熱線電壓的檢查 在實(shí)踐中，我們一般會(huì)遇到以下幾類氧傳感器： 1 線、 2 線、 3 線、 4 線。而現(xiàn)在大部分電控汽車使用的都是 3 線或 4 線加熱式氧傳感器。因此，對(duì)于這一類氧傳感器首先應(yīng)檢 查加熱線的電壓是否正常，即在打開點(diǎn)火開關(guān)或啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后應(yīng)有 12V 電壓。如果沒有加熱電壓，則氧傳感器必然工作不良。 氧傳感器內(nèi)加熱電阻的檢查 如果加熱線電壓正常，則接下來應(yīng)檢查氧傳感器內(nèi)加熱電阻的好壞。一般正常值為幾歐姆，如果加熱電阻無窮大或?yàn)榱?，則說明電阻開路或短路，這樣勢(shì)必造成氧傳感器工作不良 。 接地線的檢查： 1 線式氧傳感器靠本身與排氣管形成接地回路，對(duì)于 2 線式氧傳感器，一般黑色線為接地線，測(cè)量其接地壓降，應(yīng)小于 100mv 為好， 3 線式氧傳感器與 2 線式氧傳感器的檢測(cè)方法相同。對(duì)于 4 線式氧傳感器，由于它有兩根接地線，一根為加熱線的接地線，另一根為信號(hào)線的接地線，因此兩根接地線應(yīng)分別測(cè)量，以確定其是否正常。 做完以上的檢查，則基本上可以斷定傳感器本身是否工作良好，以便為接下來的氧傳感器信號(hào)測(cè)試做準(zhǔn)備。因?yàn)橐陨先魏我豁?xiàng)檢查如果有問題，都將導(dǎo)致氧傳感器工作不良，而使其輸出信號(hào)電壓失準(zhǔn)或沒變化，從而使對(duì)氧傳感器信號(hào)的測(cè)試失去意義。 氧傳感器信號(hào)的測(cè)試 測(cè)試氧傳感器有兩種常用方法：丙烷加注法和急加速法。 1)丙烷加注法 氧傳感器信號(hào)測(cè)試中有 3 個(gè)參數(shù)（最高信號(hào)電壓、最低信號(hào)電 壓和混合氣從濃到稀時(shí)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間）需要檢查，只要在這 3 個(gè)參數(shù)中有 1 個(gè)不符合規(guī)定，成都電子高專畢業(yè)論文 37 氧傳感器就必須予以更換。更換氧傳感器以后還要對(duì)新氧傳感器這 3 個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢查，以判斷新的氧傳感器是否完好。測(cè)試步驟（氧化鈦型傳感器和氧化鋯型傳感器都適用）如下： a. 連接并安裝加注丙烷的工具。 b. 把丙烷接到真空管入口處（對(duì)于有 PCV 系統(tǒng)或制動(dòng)助力系統(tǒng)的汽車應(yīng)在其連接完好的條件下進(jìn)行測(cè)試）。 c. 接上并設(shè)置好汽車示波器。 d. 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并讓發(fā)動(dòng)機(jī)在 2500r/min 下運(yùn)轉(zhuǎn) 2～ 3min。