【实训内容】

根据氧传感器的结构原理及线路连接图，采用适当的检测方法进行故障检测，根据检测数据判断氧传感器的故障。

利用合理的检测方法对三元催化转换器进行检测，并确定三元催化转换器是否损坏。

【能力目标】

（1）能查阅维修手册，识读电路原理图。

（2）能使用诊断仪器进行检测。

（3）能对氧传感器进行检测。

（4）能使用示波器进行波形测试。

【知识目标】

（1）知道氧传感器的结构及工作原理。

（2）知道诊断仪器的使用方法。

（3）知道三元催化转换器的结构及原理。

（4）知道氧传感器及三元催化转换器的检测方法。

【实训材料】

（1）北京现代悦动G4GB发动机维修手册。

（2）诊断仪、万用表、示波器、208接线盒等。

（3）悦动G4GB发动机电控实训台架（或整车）。

【任务实施】

1.任务准备

课前根据现有电控发动机台架（或整车）数量，将学生分成相应组别。将电子版悦动维修手册拷贝给学生，同时将准备好的诊断仪、万用表、示波器、208接线盒及常用的拆装工具摆放在工位上。

2.加热式氧传感器的检测

加热式氧传感器安装在排气管的三元催化转换器的前部和后部。氧传感器比较大气中的氧浓度与排气中的氧浓度后，把对应的电压信号传输给ECM。空燃比浓或稀时，它分别产生约1V或0V的电压。

为了使传感器正常工作，传感器的尖端温度应高于预定温度，所以它有一个由ECM占空比信号控制的加热器。当废气温度低于规定值时，加热器加热传感器尖端。

悦动G4GB发动机的加热式氧传感器的加热电阻阻值约为9.0Ω（20℃）。正常的前氧传感器的输出电压为：当空燃比浓时，电压值为0.6～1.0V；当空燃比稀时，电压值为0～0.4V；所以氧传感器正常工作时，输出的电压是在0～1V间变化的，波形如图2-97所示。

图2-97　氧传感器波形

利用示波器进行波形测试，通过波形测试可以很直观地看出氧传感器的电压变化，示波器的测试探针连接传感器的信号端子，搭铁探针连接搭铁，根据传感器的电路，如图2-98所示，可以清楚地知道传感器的信号端子；起动发动机，观察波形即可判断氧传感器是否存在故障。

测试时，如果在发动机转速约为4000rpm后突然释放加速踏板，燃油供应将在短时间内停止，氧传感器的信号电压将显示200mV以下数值；当突然踩下加速踏板时，电压达到0.6～1.0V。再次使发动机怠速时，电压在200mV以下和0.6～1.0V范围内波动。在这种情况下，可确定氧传感器良好。(www.daowen.com)

对于线束和连接器的检查，前面很多地方都讲过，主要还是要参考电路原理图来进行检测，在这就不再讲述了。

图2-98　加热式氧传感器的线路连接

3.三元催化转换器的检查

1）三元催化转换器常见的故障及原因

常见故障：三元催化转换器催化性能恶化；三元催化转换器芯子堵塞造成排气不畅，产生过高的排气背压，使废气倒流到发动机内等。

（1）催化转换器内炭灰积聚、污垢。含铅汽油燃烧后，铅污垢吸附到催化器表面，从而使三元催化转换器内的温度很快升高；机油窜入气缸内燃烧后，机油中的磷和锌等物质也会污染三元催化转换器，使催化器受到损坏。

（2）三元催化转换器陶瓷芯子破损。热循环的长期作用、外部碰撞和挤压，都有可能使陶瓷芯子破损。

（3）三元催化转换器陶瓷芯子熔化。三元催化转换器正常工作时，内部的温度一般可达到500℃～800℃，出口处温度比进口处温度高30℃～100℃。但是，混合气浓或燃烧不完全时会使排气中的CO、HC量过高，这将加重三元催化转换器的负担，使温度升高过多，时间长后会使三元催化转换器性能恶化，甚至熔化载体。

（4）装有二次空气供给装置的，三元催化转换器上一般还装有排气温度传感器，当温度过高时电脑会切断二次空气供给，中断催化反应。

2）三元催化转换器的检查

（1）三元催化转换器的波形检查法。用示波器同时测试前后氧传感器的波形，通过前、后氧传感器的波形来判断三元催化转换器的催化转换有害废气的能力是否丧失。一般来说两个波形幅值的差越大，说明三元催化装置的功能完好，如果幅值基本相同，说明三元催化装置已经丧失功能，如图2-99所示。

（2）三元催化转换器的尾气分析法。

①怠速实验法：在发动机怠速运转时，用汽车废气分析仪测量汽车尾气中CO的含量，汽车废气分析仪上CO的读数应该接近于0。最大值不应超过0.3%，否则转换器可能已经损坏。

②稳定工况试验法：按照汽车制造厂家的规定连接好汽车专用的数字式转速表，使发动机缓慢加速，同时观察汽车废气分析仪上CO和HC的读数，当转速加到2500rpm并稳定在这一转速时，CO和HC的读数应该缓慢下降，并稳定在低于或接近怠速时的排放水平，否则转换器可能已经损坏。

③快怠速试验法：使发动机处于快怠速运转，并用转速表检查快怠速转速是否符合规定值；并视需要进行调整。用废气分析仪测量发动机处于快怠速状态下尾气中的CO和HC含量。若发动机技术状况良好，则CO排放量应该在1%以下。

图2-99　通过前后氧传感器的波形图判断转换器的损坏

（a）催化净化转换器正常　（b）催化净化转换器不正常

（3）测量排气背压判断三元催化转换器是否堵塞。在以往我们针对发动机动力不足的故障排除过程中，比较常见的一个原因是故障由三元催化转换装置堵塞引起的。在针对这类故障检查排除过程中，利用排气背压表对排气压力测试，是准确快速判断故障的有效方式。

关闭点火开关，断开前氧传感器的线束连接器，拆下前氧传感器，连接排气背压表。打开点火开关，起动发动机，怠速运转读取排气背压表的数值。正常的压力不应大于8kPa，根据超出的压力值的多少来判断三元催化转换器的堵塞情况。

使用排气背压表在汽车发动机故障判断中是非常重要。排气堵塞的故障判断依据：在发动机怠速运转时排气压力不应高于8kPa。而发动机转速在3000rpm时压力不应超过15kPa。

注意：部分排气背压表上的不良指示区域可能在2500rpm时，压力不超过25kPa，但从环保角度考虑，目前该值应以上面提及的数字为准。排气背压表的正确使用方法：

①排气背压表一般是连接在装氧传感器的位置。所以连接时，要注意拧紧的力矩，注意不能过大损坏螺纹，也不能过松防止漏气。

②连接排气背压表后，注意观察怠速时指示的范围，如不超过8kPa时，可以将发动机转速提高到3000rpm，检查压力不超过15kPa（如只从动力性方面考虑，也可用压力不超过25kPa来作为判断标准）。

③如果怠速时，压力超过20kPa的刻度，则应立即熄火，不允许提高发动机转速，以防止损坏仪表。

④由于排气温度较高，所以测试时间应尽量缩短，避免仪器连接的橡胶软管部件由于长时间的高温而损坏。

⑤排气背压表拆下后，应采用自然冷却降温的方式，不能强行降低温度，待接头温度和室外温度一致时，方可将仪器放入盒内。