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丰田汽车发动机空燃比反馈控制原理及故障诊断
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2018-10-21 15:23:34



    随着汽车技术的日新月异,发动机的控制技术也在不断完善,尤其在环保形势日趋严峻的现在,发动机的排气控制技术更是被各大汽车生产厂家重视,目前每一项发动机技术的更新,比如气门开闭正时控制、断缸控制、汽油蒸发控制、二次空气喷射混合动力技术、直喷技术等等都会或多或少对尾气排放的程度有所改善。
    目前我国的机动车使用环境相对欧美、日本要恶劣,尤其是可吸入颗粒物对空气的污染更为严重,再加上我国的总体燃油杂志相对比较多,造成了在用机动车发动机的故障发生较欧美国家频繁。发动机的故障和使用环境又是相互关联一损俱损的。比如:尾气恶化、发动机抖动、加速无力、油耗增加、启动困难等等,这些现象不是很明显,因为这些问题没有故障灯或特别明显的现象让驾驶员感知故障的存在。这样不但对发动机排放又很大影响导致空气污染,而且此类故障会不断恶化,等到出现硬性故障后用户的维修成本会比早期处理更高,对于忠实用户来说出现故障后又会对店里的服务能力产生怀疑。
    作为汽车服务行业的技术人员,应对车辆发动机的技术状况要更为重视,并且能够熟练掌握故障的分析和解决方法,特别是发动机的软故障,把故障隐患早期发现并解决才是当今汽车维修技术人员应具备的素质。
    目前,在诊断汽车故障时,多数是根据现象拆检零部件查找故障点,很少是通过分析发动机数据流来诊断故障。其实,通过分析数据流,不仅可以快速准确地诊断故障,而且还可以准确把握相关部件的工作状态和健康程度,这对于故障的早期发现和预防、节约维护成本十分有利。

    一、发动机反馈控制的目的和原理
    从理论上讲,汽油发动机尾气排气成分主要有碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氮氧化合物(NOx)4种成分组成,其中有害物质主要有碳氢化合物(HC、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)。通过三元催化的氧化还原反应后,碳氢化合物变成水和二氧化碳,一氧化碳变成二氧化碳和氮。为了更好地达到氧化还原效果,需要汽油与空气完全燃烧,且没有残留氧气的理论空燃比为14.7:1。利用空燃比反馈就是要将这一比例无限精确,才能保证三元催化转化器的转化效率最高。
    发动机工作时,首先由空气流量计测量吸入发动机内部空气的质量,并传输给发动机电脑,电脑将与进气量相符的燃油喷射量信号加以各种修正控制喷油嘴喷油量参与燃烧。燃烧结束后空燃比传感器和氧传感器检测空燃比浓度,反馈给电脑后由发动机电脑进行空燃比的修正,不断地实时监控循环修正,确保将尾气中有害气体的排放量降到最低。

    二、空燃比传感器与氧传感器的区别
    1.结构和用途
    氧传感器的构造是在试管状的氧化错内外侧涂有白金,内部直通大气,外表面与发动机尾气直接接触。在高温情况下,氧化错内外两侧浓度在14.7:1附近时的输出电压会发生突变,借助氧化错这一特质,通过监测输出电压的变化来判断发动机尾气中氧气的浓度是过浓还是过稀。当浓度大于理论空燃比(即过浓)时,输出电压小于1V;过稀时,输出电压大于0。氧传感器只能检测混合汽的稀浓状态,而无法检测具体的数值,也就是只能用于定性检测,而无法做定量检测,因此在欧4及以后的车型上,将氧传感器作为主传感器的越来越少,只作为副传感器,用来辅助主氧传感器检测三元催化器的转换效率。
    与以理论空燃比为界限有电压突变输出稀或浓信号的氧传感器相比,空燃比传感器(A/F传感器)有着与空燃比成比例的线性输出特性,发动机电脑可以更快更详细地控制空燃比。在A/F传感器的两个端子间施加了约0.4V的电压,AF+:3.3V、AF-: 2.9V。在产生电动势时,为了使电流从AF一侧流向AF+侧,氧化错元素会以串联方式与电路连接。发动机电脑根据因电动势大小而变化的AF+侧电流的方向与大小,检测出空燃比

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