汽车专用示波器培训手册.doc

现代汽车诊断与检测技术
附:汽车专用示波器的使用
第一章、空气/燃油系统的运行与检测
在十年前的几十年的时间内，高级技术人员通常利用点火波形检测发动机、点火系统和燃油分配系统的故障，同时，他们也利用这种波形证明他们对车辆的维修已经完成，并且是准确和有效的，他们通常采用的是次级点火线圈的波形，通过观察次级点火波形来判断所有系统都已经检测完毕，这种最终的检测结果将向客户提供有关高质量服务的证明：即发动机点火系统、燃油分配系统都在相互协调着工作。所以点火系统的次级波形是技术人员最贴心朋友。
然而，随着时间的推移，所有一切都在发生变化。有关尾气排放的法规开始付诸实施。催化裂化反应器随处可见，排放限制也日渐严格，这时德国的一家制造商发明了一种能最大范围限制尾气排放的系统，即自动反馈燃油控制系统，因而催化裂化反应器也就越来越起到非常有效的作用。汽车排放的清洁程度也比原来提高了二十倍。但汽车技术人员的工作也变得不尽相同。
在这场革命中，点火系统次级波形对发动机机械系统和电器系统的检测作用相对减弱。这主要归功于发动机的机械系统和点火系统被一种新的、附加的电脑系统所控制。更关键的是，点火系统次级波形作为发动机最终性能判断的说服力已明显不足，它不能给技术人员更详细的技术说明，也涉及不到反馈燃油控制系统。
年龄较大的技术人员能清楚地记得在开始使用反馈燃油控制系统的年代前后，在工作自信心方面的变化。在采用自动反馈控制以前，通常情况下一个工程技术人员的自信力比今天要高的多。这些年龄较大的技术人员能记得当时驾驶车辆进行测试的乐趣仅仅是完成任务，他们能记得手抓钥匙仅是取悦自己。因为他们知道如何获得证明维修完成的证明，所以工作才很轻松，那就是次级点火波形。
不过，历史往往重复自己，现在技术已发展到了一个来回。数字式动态示波仪的技术革新已经使汽车技术人员拥有很强的自信心成为可能。今天的数字动态示波仪能使技术人员在进行简单培训的情况下，利用一种新的波形获得反馈燃油控制系统的有关信息，就像利用点火线圈次级波形对无反馈燃油控制系统进行检测一样。
这种新的波形将告诉你发动机机械系统、燃油分配系统、发动机管理系统的运行状况。这种新的波形，就像点火线圈次级波形一样，有着相似的评价功能，它不用考虑在测车辆是哪一个制造厂家的产品或者是哪种型号的产品。它比点火次级线圈测量时检测探针的连接更容易、更迅捷，而且，利用这种便携式数字动态示波仪，甚至能在驱动条件下获得新的波形，所有燃油反馈控制系统都开始安装这种波形发生器：即氧传感器。
背景信息：
能够看见电子信号正是数十年来点火示波仪对于汽车维修工业越来越有价值的原因。点火示波仪不仅能保证技术人员看到点火系统存在的问题，而且能看出电子元件和机械系统存在的故障。自从反馈燃油控制系统问世以来，存在着一个问题，那就是还没有一种快速、直接但特别有最终确定权的方法去验证整个燃油反馈系统的运行性能，不管是电子的还是机械的，调整的说法虽随处可见，但明显失去本身的含义。
扫描工具是一种伟大的工具，能在特别短的时间内提供特别多的重要信息。但很多车辆都不具有扫描仪的功能，同时扫描工具也不能提供一种直接的理论去“知晓”机械和反馈控制系统的整体运行性能。它只是能提供PCM设计要发放的、变化着的数据信息。通常情况下，扫描仪存在设计和硬件缺陷，以至于妨碍了显示带有细节的氧传感器的信号。
稍微考虑一下，所有传感器、执行器、电磁线圈和PCM出现在汽车上的目的是使混合气的浓度保持在很窄的范围内，以便尾气净化器能更好的发挥作用。如果设计发动机控制电脑的着眼点是为了创造一种理想的尾气排放，那么它将有利于技术人员检测整个系统是否工作正常。如果牵引力控制管理系统是利用氧传感器信号当作整个系统的质量控制“看门狗”，那么你也同样可以利用氧传感器信号监测整个系统的工作情况，通过使用氧传感器线圈上的信号波形能快速而有效的监测到整个反馈燃油控制系统的工作情况，甚至是在驱动条件下，数字式动态示波器也能提供更多的关于氧传感器信号的信息，这是其他工具所无法比拟的，它进行的是一种直接测量，而非间接测量。
牵引力控制模块使用氧传感器控制混合气的浓度，这已经被学习了将近几十年的时间。我们并不是经常听说PCM频繁地把混合气在稍稀和稍浓之间转换。而是，对于今天的电子技术和工程技术来说，通过操纵反馈燃油控制系统来使混合气浓度在所有稳定中等负荷工况条件下保持在14.7∶1的理想值附近并非不可能，当在路面上以稳定的经济车速运行时，数字式动态示波器将显示氧传感器的电压恒定在0.45伏，那么催化裂化反应器将得到有利于转换效率的混合气浓度，是这样吗？
并非完全如此，混合气连续地从稍稀到稍浓之间来回转换能使催化裂化反应器工作效益更高，寿命持续更长。在催化裂化反应器中有两种化学反应发生，那就是氧化作用和还原反应。为了实现最理想的氧化反应，一定要提供充足的氧气，所以催化裂化反应器需要一定偏稀的混合气；为了实现理想的还原反应，氧气的浓度应尽可能小，因为催化裂化反应器需要偏浓的混合气。
但是，请稍等一下，混合器的浓度在同一时间不可能既保持较浓又保持较稀，为了解决这种疑难问题，汽车控制工程师作了一件最好的事情：他们设计了能使混合气从稍浓到稍稀频繁转换的反馈燃油控制系统，这就提供了发动机和催化裂化反应器良好的工作环境，即理想的氧化和还原反应条件。这种频繁的混合气稍稀和稍浓之间的转换有利于HC和CO的氧化反应，同时又有利于NOX的还原反应，每个人都能得到理想的结果。
为了使氧传感器的信号在0.45伏左右徘徊，或者为了使反馈燃油控制系统能正常工作，PCM将严格使空燃比尽可能接近于14.7∶1。发动机控制电脑将利用信号输入传感器，如进气歧管绝对压力传感器、进气歧管空气流量传感器、节气门位置传感器等计算需要的混合气浓度或喷油嘴的通电脉冲时间，并尽可能使可燃混合气的空燃比保持在14.7∶1附近，这样反馈燃油控制系统就严格执行混合气的形成命令，使混合气在稀与浓之间徘徊，以保持催化裂化反应器能正常、有效、长久的工作。
怎样很好利用氧传感器的波形信号来显示发动机的运行工况呢？一个性能良好的传感器创造的波形信号应是特别精确的，但也是特别容易受到干扰的，所以，当氧传感器产生正确的波形信号时，你就能从一个很高的角度分析你所维修的车辆是否一切正常，你的维修是否很成功。
在这种情况下，我们将涉足一定的细节，如在数字式动态示波仪上对氧传感器信号进行分析，或者利用氧传感器信号进行反馈平衡情况的检查。
氧传感器反馈平衡的检查过程是技术人员通过安装和连接数字式动态示波器到氧传感器的线圈上来证实氧传感器是否正常工作，进而证明车辆发动机检测和维修是否成功的关键过程，通过对氧传感器波形的分析可以：①确定什么地方需要维修；②证实对反馈燃油控制系统的维修是正确的。
技术人员首先应当在初始检测诊断时进行氧传感器的反馈控制平衡检查，然后在修俊车辆归还车主时再进行一次反馈控制平衡检查，或者进行尾气排污的检测（参考下面的有关内容）。
这部分内容将解释氧传感器反馈平衡检查的特殊性，在这段文章中，我们将讲解如何利用氧传感器反馈平衡状况来检查发动机系统中是否含有真空泄漏、点火缺缸、喷油失衡和压缩情况不理想等问题。利用氧传感器的反馈控制平衡理论，你可以真实地对车辆再次进行调试。自从反馈燃油控制系统问世以来，技术服务已变得特别有效。曾经使用过这种技术的工程人员已特别惊讶氧传感器反馈控制平衡的检查对于驱动力和排放系统的维修会有如此强的作用。
在今天的服务市场，有很多证明维修作业需要确认的原因，有的比较明确，有的对大家来说还显生疏。客户的满意程度、返修率的高低、尾气排污检测不合格的概率，都将明显地体现出来。但是，就像工程师不得不学会什么样的点火次级波形说明什么样的问题一样，学习解释氧传感器的波形也需要短时间的培训过程，在这部分内容中有很多波形的例子将帮助你如何去读取氧传感器的信号。
第一节、排放系统和驱动力系统故障一览表
更换氧传感器
无信号
测试氧传感器气

有 维修后
查找燃油系统或机械系统的故障所在
检查氧传感器信号和电脑输出信号的关系
反馈燃油控制系统是否在控制可燃混合气浓度

不 不

寻找电脑系统的问题所在：①进行OBD检测；②进行系统特殊维护；③进行制造厂家的特殊维护。

维修后 没有信号
是

如果波形比较零碎或混乱，检查引起缺缸的原因，如点火问题、混合气过浓、混合气过稀、真空泄漏到个别气缸、喷油失衡、气门有积炭等。
氧传感器的波形是否是均匀的和可重复的

不
维修后
是

尾气检测是否通过
① 寻找尾气检测失败的原因，并进行故障排除
② 如果安装尾气净化器，进行尾气净化性能测试
③ 进行早期燃油蒸发系统性能测试
④ 进行氮氧化合物的分析
否

是 维修后

车辆维修完毕，将车返回客户或重新测试

利用这份图解资料可以帮助确定引起排放不合格和驱动性能下降的原因，我们将称之为氧传感器反馈平衡检查过程。
第二节、关于氧传感器的检测
背景信息：如何去检测氧传感器的功效。
考虑到讨论的目的，我们首先要确定一些名词的定义。上游系统指的是氧传感器上游的连接线、传感器、执行器、电脑和发动机机械系统，换句话说，上游系统就是指所有产生正对氧传感器的尾气排放量造成影响的机械和电子元件。上游系统包括发动机总成（包含进气系统、废气再循环系统和空气喷射系统）、传感器、执行器和各种连线，下游系统指的是氧传感器以后的不活动的元件（通常称之为尾气净化器）以其内部的元件和排气系统。
其次，由于当今发动机管理系统的很多闭环控制系统的个别差异和催化原则，这部分参考内容和培训程序并不特指通常情况下的闭环控制系统，而是多数情况下比较特殊的实际闭环控制系统，例如，反馈燃油控制（闭环）系统、怠速空气控制（闭环）系统、废气再循环控制（闭环）系统等等，而且，当用扫描仪显示检测结果时，这部分参考内容和指导程序将不会用“闭环”表示反馈燃油控制系统处于闭环状态，这主要由于有很大一部分车辆，当反馈控制系统不在正确的空燃比范围内工作时，PCM也会告诉扫描仪该系统在闭环状态下工作。
氧传感器反馈平衡检查的第一步是检测氧传感器，其中有很多原因，我们首先讲解其中的原因，其次再讲解测试过程。
氧传感器工作在排气气流这种极端恶劣的环境中，一种不用加热的氧传感器的正常寿命是30000到50000公里，需要加热的氧传感器的正常寿命在50000到70000公里。而对于这两种传感器来说，在使用过程中其寿命在逐渐衰减，它的反应时间逐渐变长，产生的电压信号越来越低。在最后临近失效的阶段，氧传感器将产生不变的电压，或根本不产生电压。此时，系统将产生一个故障代码，同时，驾驶室仪表板上的故障提示灯将闪亮。在正常的寿命或行驶里程内，汽油中的铅、发动机冷却液中的硅酮极易使氧传感器失效。然而，引起氧传感器过早损坏的最主要原因是被积炭堵塞。而积炭过多是由于混合气过浓，过高的燃油压力、损坏的喷油器、损坏的传感器或PCM的不良行为都将引起混合气过浓。

图1-1、 从氧传感器提取的波形表明反馈燃油控制系统进入闭环。
在我们“得到”事件的核心时，我们有必要进行短暂的检查。大多情况下，在检查反馈燃油控制系统前，我们都被要求将系统加热到闭环工作所需的温度状态。有很多汽车服务手册显示这样的铭牌：“在2500rpm时运转发动机2-3分钟，直到氧传感器创造出真正的电压信号。”这可能很难理解，很多技术人员相信氧传感器始终能产生真实的电压。然而，在特定的发动机转速和载荷下，氧传感器才能“阅读”尾气的成分，然后创造一种电压信号，PCM根据这种信号，通过改变喷油嘴脉冲宽度或混合气形成命令来改变混合气的成份，这一点却是真实的。
氧传感器被放在排气管中，用来报告它所检测到的排气管中尾气的含量，它只是一种信息，你可能知道有一句老话：“两国交战，不杀来使”；即使在对方传来坏的消息时，这同样适用于氧传感器。正是因为氧传感器电压可能比较稳定或特别高，并不意味着你应当更换氧传感器；这就是我们为什么要把测试氧传感器作为氧气反馈平衡检查的第一步的原因。不管氧传感器的温度多么合适，如果尾气的成份不很稳定，氧传感器的电压也不会很稳定。多数情况下，当对一辆车进行检测时，你可能面临氧传感器不能产生健康的、真实的电压信号，甚至电压信号根本没有，这可能是由于氧传感器本身根本不能检测到尾气中氧气的含量，或者上游的元件不能产生稳定的混合气，因为上游系统也可能存在故障。
现在，我们可以谈及问题的核心。使用“心跳”这个词是最合适不过了，因为那就是在反馈燃油控制系统中存在什么样的氧传感器信号。在数字式动态示波器上显示的氧传感器信号或信号波形是“核心问题”显示的等同物，就如同医院操作室里的心电图一样。事实上，在医院的急救室里，有关装置上最具有评价价值的仪器以及其上所创造的信号波形就是病人心跳时的波形，汽车驱动力和排放系统检测的真正任务是再现车辆的“心跳”情况，那就是氧传感器的波形。例如，通过观察有关氧传感器信号波形可以显示反馈燃油系统是否在工作或是否处于闭环状态，当氧传感器的温度上升时，在波形的左边氧传感器的输出电压开始上升，当传感器电压达到0.45伏，反馈燃油控制系统就开始控制混合气的形成，并使其在稀和浓之间来回切换.
就象医院里的心电图一样，氧传感器的波形也只有在传感器工作正常时才能很好利用，如果窃听病人身体的心电图传感器工作不正常，我们就很难相信它获得的信号波形。
但是，汽车上的“心电感知器”，即氧传感器，生活在比清洁的医务室恶劣很多的环境内，所以我们必须在对车辆全面检测前不得不针对每一个病态车辆检查氧传感器本身是否损坏，如果我们想利用氧传感器的信号进行故障或性能分析，那我们就必须确保氧传感器能正常工作。使用一个带有故障的氧传感器，PCM就不能正确地工作，反馈燃油控制也就不能正常进行，这就是在对车辆进行检测前为什么必须首先检测氧传感器的好坏的原因。
检测氧传感器是否损坏有两种方法：丙烷测试法和猛踩油门测试法。我们首先讲解丙烷值测试法，然后在讲解猛踩油门测试法。
第三节、使用丙烷气体测试法检测氧传感器的性能

图1-2、 对性能良好的氧传感器测试。图1-3、对已经损坏的氧传感器的测试。
你应当检查氧传感器三个方面的性能，如果这三种性能有一项检测失败，就应当更换传感器，并对新的氧传感器进行检测。
这些检测过程和相关参数主要基于世界上最大的氧传感器制造商的测试方法而确定，对于锆式氧传感器则主要基于车辆制造厂家的OBD-Ⅱ氧传感器显示参数而定。
1． 连接和安装CH加浓工具
连接一个CH加浓装置到一个大的进气歧管真空源上，如曲轴箱强制通风阀和真空助力制动器等。
2．连接和安装示波器
a) 连接示波器的COM检测探针到氧传感器的搭铁线或发动机的缸体上。注意：不要连接到蓄电池的负极接线柱上；
b) 连接示波器的CH1探针到接往PCM的氧传感器的信号线上，可以从线路手册中获得信号线的颜色或PCM的相应接口。
c) 选择AIR/FUEL-OXYGEN O2S- O2S/VOLTS。
3． 2500转/分钟的转速条件下运行发动机2-3分钟，以便暖机。
4． 保持发动机怠速运转，你一定要在30秒钟内完成相关测试，以获得准确的信号。
5． 慢慢增加CH值，直到氧传感器的电压变高，参考图4-4。一般情况下，正常工作的系统会努力将氧传感器的电压往下“拉”，这时，继续增加CH值，直到反馈控制系统完全丧失混合气的补偿能力。然后继续增加CH值直到发动机的转速下降100转/分钟，这主要由于混合气过浓导致的。在正常情况下，这一步需用时20-25秒钟。
6． 从真空源上快速拔下CH调节器，以便制造大的真空泄漏。通常情况下，会出现发动机运转不稳，这也是正常的，它不会影响到测试的结果，然后关闭CH阀。
7． 等待，直到波形下降趋势移动到大约显示器的中央，然后按下RUN/HOLD功能键。此时，测试已完成了。你就可以根据示波器上显示的波形来分析氧传感器是否通过检测。
如果传感器无故障，它应当符合下述技术参数：即氧传感器特征参数：
① 最大电压应大约为850mv。
② 最小电压应大约为175mv到75mv之间。
③ 从稀到浓、或从浓到稀的反应时间应小于100毫秒。
如果在测的传感器不能满足这些技术参数的一个或多个，可更换一个新的氧传感器，并重新进行检测。
注意：
一个好的传感器一定要适合这些参数。如果在你切断CH和制造真空泄漏以前（大约为20-25秒钟）发动机维持怠速运转时间过长，传感器可能会冷却下来，这将导致较小的最大振幅和较长的反应时间，从而引起失准的测试结果。而如果在你切断CH和制造真空泄漏以前发动机维持怠速运转的时间不够长，那传感器保持反馈燃油控制闭环状态的能力将不能得到正确的检测，很多传感器在发动机以2500转/分钟运行2-3分钟后才会正常工作，但在怠速运转仅仅五秒钟后，就可能使传感器不能得到正确的检测，这就是为什么必须在20-25秒钟完成测试的原因。
注意：
在有些车上，有时很难，甚至说不可能进行氧传感器稀降部分的测试，这时，你可能就得进行氧传感器的替代测试，可以试试“猛踩油门”的氧传感器的测试方法。
重点：
如果有关于真实读数的任何疑问，或者需要真实的测试结果，可以用数字式动态示波器鼠标去测量最高电压、最低电压及相应的时间，绝大多数氧传感器的故障都可以通过波形的审查获得。
第四节、利用猛踩油门的方法测试氧传感器
在一些1998年或更新出厂的车辆上，很难利用加浓和制造真空泄漏的方法进行氧传感器的测试，这主要由发动机电脑控制系统很快对诱导后的真空泄漏进行补偿。
在一些新的速度密度系统中，甚至质量流量系统，一种氧传感器信号的明显下降是很难或者根本不可能获得的。通常情况下新的系统能在很短时间内对巨大的真空泄漏给予补偿，以至于氧传感器的信号根本不会变弱，这主要由于排气管中氧气浓度的变化，还不致引起氧传感器的反应。一个可取之道就是用手持式真空泵在测试过程保持真空传感器的压力，或者使用“猛踩油门”的方法检测氧传感器。

图1-4、该波形显示了性能完好的氧传感器应能体现的效能
这种方法共分三步骤来完成。
注意：使用如前的示波仪的安装方法。
1． 在发动机2500转/分钟的时运转2-3分钟，然后让发动机怠速运转20秒钟。
2． 在两秒钟内，反复猛踩油门5到6次，从节气门全关到完全打开，以便迅速改变发动机的转速。注意不要过度改变发动机的转速，也就是发动机的转速不要超过4000转/分钟。以期得到理想的加速和减速效果。
3． 按下数字式动态示波器控制面板上的RUN/HOLD功能键来固定显示的波形，以便仔细进行检查。就像前面介绍的内容一样，你应当测量出最大的氧传感器的电压、最小电压及反应的时间。如果有必要，可利用示波仪的光标，这样示波仪就会显示出你所希望要的内容。
第五节、五伏钛式氧传感器控制系统
钛式氧传感器和锆式氧传感器的工作情况不尽相同。钛式氧传感器的工作更像发动机水温传感器或进气温度传感器，它们主要由一种根据某种条件（如发动机温度）变化而变化的电阻器构成。但是，又不像ECT或IAT传感器，钛式氧传感器在其周围混合气空燃比发生变化时阻值会相应改变，PCM通过电阻来读取电压降。钛式氧传感器被电脑提供一个参考电压（通常为1伏，但1991年以前的JEEP车辆为5伏），然后返回一个较低的电压，该反馈电压的高低主要取决于空气与燃油的比值。

图1-5、怠速时反馈燃油控制系统中氧传感器的波形

图1-6、2500转/分钟运转时反馈燃油控制系统中氧传感器的波形
大多数的钛式氧传感器控制系统在多点燃油喷射系统中可以找到，如1991年以前的4.0L JEEP CHRYSLERS和WRANGLERS，有些3.0L 的CHRYSLERS、EAGLE SUMMIT、1986年及以后出厂的NISSAN 300ZX和STANZA 4WD、1982年及其以前出厂的NISSAN MAXIMA和SENTRA、1983年及其以前出厂的NISSAN D-21卡车、有些1988年及其以后出厂的TOYOTA车辆，如TOYOTA四轮驱动车辆。1991年以前的4.0L的JEEP系列车型多使用5伏参考电压的钛式氧传感器，其他的多采用1伏参考电压的钛式氧传感器。除了JEEP 5.0伏的钛式氧传感器以外的控制系统，通常都遵循类似于锆式氧传感器的性能参数。在JEEP 4.0L车上由一些独特的区别如下：氧传感器的电压从0到5伏变化，而不是从0到1伏递增；混合气稀与浓所对应的电压和其他氧传感器的电压正相反。浓的混合气对应低的氧传感器输出电压，而稀的混合气对应较高的氧传感器输出电压。
第六节、三种主要的燃油反馈系统
一. 反馈化油器控制系统
由于化油器式供油系统中的电子机械系统的限制，反馈化油器控制系统在特定的时间段内使氧传感器的输出电压围绕基准点的上下波动比较慢。换句话说，系统内的复杂元件需要一段时间对电脑调节混合气浓度的命令进行适应，而且，喷油孔和氧传感器间的距离在三种燃油反馈系统中是最长的。
稀浓间转换的频率在发动机转速为2500转/分钟通常处于0.1HZ到1HZ之间，FORD VARIABLE VENTURI在怠速运转时是最低的。而且，由于化油器反馈控制系统的电子机械元件以及设计原因，真正分配到各个气缸的燃油量并不均匀，这主要由于空气运行距离不尽相同。从而将导致在氧传感器的波形图上出现破碎或钉状波。除非在相同的时间出现其他情况，那破碎的波形都是正确的。

图1-7、 怠速时反馈燃油控制系统中氧传感器的波形
二. 节气门体的燃油喷射系统
节气门体的燃油喷射系统相对化油器式反馈燃油控制系统能有一个明显的氧传感器电压的切换过程，这主要由于提高了电子机械元件的灵敏性。换句话说，就是节气门体的燃油喷射系统相对较少的采用了机械元件，所以能很快对系统调节燃油量的命令做出反应，通常是通过改变喷油嘴的脉冲宽度来调整。

图1-8、 2500转/分钟运转时反馈燃油控制系统中氧传感器的波形
然而，喷油嘴与氧传感器之间的距离比起化油器反馈控制系统并无太大的提高，所以氧传感器输出电压切换频率的提高主要由于电子机械元件的敏感性的提高。正常的节气门体的燃油喷射系统的稀浓转换频率在怠速时的0.2HZ到发动机转速2500转/分钟时的3HZ之间变化。而且，由于节气门体喷射系统的构造限制，真正分配到每个气缸的燃油量并不尽相同，这主要是由于各进气歧管的长度不尽相同，除非同时有其他条件出现，这些情况都将是正常的。有关更多的解释，可参考本手册中的DIAGNOSTING HASH ON THE O2 SENSOR WAREFORM。

图1-9、怠速节气门体燃油喷射系统氧传感器的信号波形

图1-10、2500转/分钟时节气门体燃油喷射系统氧传感器的信号波形
三. 多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统

图1-11、怠速时多点燃油喷射系统中氧传感器的信号波形
多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统比其他类型的燃油供给系统在特定的时间段内能发出更多的浓/稀混合气对应的氧传感器电压的交替频率，这主要由于采用了比化油器燃油供给系统和单点燃油喷射系统更高设计性能的机械和电子元件，换句话说，这种多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统拥有节气门体燃油喷射系统中所有电子机械元件的优越性，同时又解决了喷油器与气缸间距离过长的问题。由于缩短了喷油器到进气门之间的距离，因而大大提高了燃油控制的精确性和氧传感器信号波形的灵敏度以及尾气净化性能。

图1-12、2500转/分钟运转时多点燃油喷射系统中氧传感器的信号波形
多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统能在尽可能短的时间内，对电脑调节喷油量的命令做出反应。正常的多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统产生的频率在发动机转速为2500转/分钟时处于0.2和5HZ之间。中心燃油喷射系统使用一个安装在进气歧管中心的电子燃油喷射嘴，通过一根塑料管供给位于每个进气口附近的喷射器上。由于多点燃油喷射系统和中心燃油喷射系统的设计原因，真正分配到每个气缸的燃油量并不相同，这将导致氧传感器信号波形上的支离破碎，这也是正常的，除非同时还有其他情况发生。为了了解有关这个方面的更多信息，可求助于这本手册中的DIAGNOSTING HASH ON THE O2 SENSOR WAREFORM部分。
第七节、关于氧传感器反馈燃油控制系统分析的几点重要提示
一. 关于开环怠速控制系统的检测
有些车辆在怠速运转过程中会发生持续过浓或持续过稀的氧传感器输出信号波形。在有些较新的系统甚至一些较旧的系统中，它们的氧传感器在稍短或过长的怠速运转过程中会发生持续过浓或持续过稀的信号波形。这主要由系统功能控制的需要而确定。在这些条件下，氧传感器的信号通常被忽略，燃油供给系统按事先设计好的空燃比进行工作。
在有些型号的发动机上，空气系统可以向传感器的前方泵入空气，从而创造持续较稀的氧传感器信号：这些开环控制系统指1988年及更高级的CHRYSLER带有二次空气喷射系统的节气门体燃油喷射系统和多点燃油喷射系统。查看是否有一个空压泵被风扇皮带驱动，如果有，就解除空气泵的工作，然后检查氧传感器的波形。而且，一些80年代中期出厂的福特节气门体喷射系统和本田车燃油供给系统，以及一些1987年以后出厂的亚洲车型的燃油供给系统在发动机以超过1500转/分钟的转速运行一段时间后，恢复怠速运转时，通常会保持暂时的开环控制状态大约20秒钟或更长时间，这主要归因于反馈燃油控制程序的运行，这种情况通常是正常的。
二. 进行系统重新设置
在有些情况下，通常是1988年及其后出厂的车型上，你可以发现在排除排放或驱动力方面的故障（由于电脑控制系统根本不或者不能正确控制混合气的形成）后，系统还是不能很好控制混合气的浓度。
有些车型会出现在进行维修前，系统根本不能控制燃油混合气，而在进行正常的修理后也不能体现出太好的效果，这通常发生在修理前氧传感器的信号曲线特别平值的情况下，而这种曲线通常表明反馈燃油控制系统是为了维持发动机的正常运转。在修理前一段较长的时期内，混合气偏重于过浓或过稀这种情况。
1988年及其以后生产的车型在进行维修作业后还不能立即恢复燃油混合气的控制功能。这通常频繁发生在1988年及其以前的通用、克莱斯勒及其多数福特车型上，但是通常情况下，车型越新，越发能体现出这种特性。这可能由于系统的燃油调节记忆的原因，或者混合气长期脱离理论空燃比，因而系统需要一段时间进行自我调节，以便恢复到正常运行状态。有些车型的控制系统似乎永远不会重新进行自我设置。有几种方法可以在进行修理后使系统恢复正确的可燃混合气控制功能。在重新进行尾气排放测试或交车前进行系统重新设置很关键，这主要由于当系统重新恢复混合气控制功能时，排放和驱动力可能还会戏剧性的发生变化。这时，可试着使用下列两种方法。
1． 对车辆单独进行两个阶段的道路测试，每次驱动车辆在包括城市道路、高速道路、加速、减速等工况条件下运行10分钟，如果这不能使燃油混合控制系统回到正常工作状态，那么┄┄
2． 进行一次“BLOCK LEARN DUMP”,这样就能消除电脑中的短期和长期的燃油调节记忆，或者是燃油的调整状况。
为了进行这项工作，可以断开电脑的电源或者将车载电脑搭铁长达60秒钟。有些车型可能需要更多的时间，而有些车型直到蓄电池的两根电缆都从蓄电池上拆下来并且连在一起长达60秒钟、释放PCM中的所有记忆后燃油控制系统也不会做出反应。这时可以一边查看数字式动态示波器上显示的氧传感器输出信号的波形，一边按#1中描述的方法驱动车辆进行两次十分钟的测试循环，来看看燃油控制系统能否回到正常工作状态。而且，对于安装OBD-Ⅱ的车型来说，为了消除电脑中存在的故障代码，需要进行两次相同的循环测试。
注意：这种模块学习只能当作最后的手段来进行，因为其他学习策略（象怠速控制）在这个过程中不能体现过来。
3. 扫描仪上显示的“闭环”并非等同于反馈燃油控制系统也处于闭环状态。
如果你在此以前有所失误，这对你来说无所谓。但如果未曾出现上述情况，那还会存在另外一种不合协的地方。很多PCM和扫描工具有时都按程序显示系统处于闭环控制状况，然而事实上，反馈燃油控制系统并非对混合气进行正确的控制，同时尾气排放已出现超标。而且，这种不正常的现象还会导致驱动系统的故障。其原因就在于牵引力控制模块的内部程序。当牵引力控制模块检测到一个特定的冷却液温度，或者从启动计起的一个特定的时间段，或者氧传感器的输出电压围绕0.45伏有了一定的循环次数，那么很多牵引力控制模块按程序就会告诉扫描仪反馈燃油控制系统处于闭环控制系统。通常，发动机控制电脑仅仅观察氧传感器的电压变化一个很短的时间，在此时间内如果氧传感器的输出电压信号围绕0.45伏发生多次突变，就以为燃油反馈系统处于闭环控制状态。问题就在于这种情况可能是由于加减速引起的，而并非牵引力控制对混合比的控制。请注意：正是由于电脑内部储存的“判定闭环”的标准，扫描仪上显示的“闭环”状态并不能说明正确的混合比控制、良好的排放性能和优越的发动机的性能。如果确实发生这种情况，那么就利用数字式存储示波仪，观察氧传感器的信号波形，确定系统是否在进行正确的燃油控制和是否处于闭环控制系统，这才是燃油反馈系统更直接的评价。
4. 不能使用扫描仪对显示在数字式存储示波仪上的氧传感器波形进行分析的情况。
对有些车辆来说，在进行自我诊断时，利用一种扫描仪或扫描工具将特别有助于再现车载电脑中的故障代码或数据流。但不要试图利用连接的扫描仪来进行氧传感器反馈功能的测试。
这种情形主要适用于1987年或更早期出厂的GM车型，但在任何情况下操作它都是安全的。问题就在于当使用扫描工具进行检测时，PCM进入了一个不同的操作环境。特别是，混合气的形成命令可能被忽略，它实际上将影响反馈燃油控制系统，很多反馈燃油控制系统中氧传感器的信号在以下两种检测模式下都将获得持续偏浓的信号显示，这两种检测模式就是“故障代码或数据流模式”和“道路测试模式”。
5. 在进行CO排放维修过程中，完成正确的燃油控制检测后┄┄
在完成CO维修后，要进行废气再循环功能测试，使用五气体分析仪（含NOX检测功能），在进行正式的排放测试前，确保发动机在加速过程中能发生“呼呼”的声音。
CO排放量过高、混合气过浓的情况将会造成燃烧温度过低，从而降低燃烧室中NOX的生成。NOX排放量的超标和CO过量通常是同时发生的，通过包括最终的检查都可以避免：
① 执行废气再循环系统的检测；
② 检查点火正时，确保发动机在加速时不发出“呼呼”声；
③ 确保发动机运转时未达到设计的温度；
④ 确保加热器空气未达到正常的工作温度；
⑤ 使用五气分析仪在进行最终尾气重测以前验证NOX的排放水准；
6. 留意下游空气
当氧传感器信号波形完全正确但在NOX排放测试中失败时，通常下游空气还在持续供给。
催化反应器在混合气比较稀的情况下不能有效降低NOX化合物的排放量。如果催化反应器企图降低NOX时，空气系统出现故障而将空气泵入催化转换器，它将不能减少NOX化合物的排放量。在这种情况下，你将不得不检查空气管理系统的真空管、控制阀和电子控制元件，来寻找造成空气管理系统不该供气而实际供气的原因。
第八节、造成氧传感器波形上杂波过多的原因
这章节将分为四个部分的内容：
1. 背景信息。
2. 引起杂波的原因。
3. 杂波的三个组成部分。
4. 氧传感器波形上的杂波的特殊可能性。
一、 背景信息
1． 注意
这里所设计的氧传感器的信号波形都按每格一秒钟的时间基准显示在数字式储存示波仪上。
2. 注意
对氧传感器信号中的杂波的解释只属于通过显示的氧传感器的波形观察的气缸。如果车辆仅仅在缸体的一边安装有传感器，那缸体的另一边将不会获得有益的参考信息。
3. 注意
为了讨论的方便，我们将氧传感器信号波形的杂波定义为一系列高频率的钉状曲线，或显示在氧传感器信号波形上的侦探、或更特殊地、比PCM正常反馈控制系统创造的频率更高的振动频率。
为什么我们要关心氧传感器上的杂波呢？因为这种杂波能很好体现出发动机燃烧情况。在上游空气系统达到正常工作状况以前，催化转换器不能正确地被测试。氧传感器信号波形上的杂波将预示着个别气缸的工作性能下降，这是尾气排放检测最有权威的鉴定，因为他直接反应了催化转换器性能的下降，杂波可以显示催化转换器性能的下降和个别气缸性能的下降，杂波还影响反馈燃油控制系统控制元件的正常运作。“反馈燃油控制系统控制元件”这一短语特指感知氧传感器电压并校正喷油脉冲宽度或混合气形成指令的软件程序。
通常情况下，反馈控制器的程序并没有设计成能有效处理氧传感器信号的频率，这种频率通常由于某些故障而偏离正常系统操作和燃油控制命令。杂波的高频振动会引起反馈控制器失去原来的精度或引起反馈控制节奏的变化，当然这也是个别的影响。首先，当反馈控制的精度发生变化时，空燃比会超出催化转换器能正常工作的理想空燃比的范围，它将影响催化转换的效率和尾气排放的质量;其次，当反馈控制器的工作精度受到逆向影响时，发动机的性能也不可能避免这种变化。
杂波可以作为进入催化转换器的尾气不合格的评论性显示。很多情况下，当杂波出现时，进入催化转换器的尾气并不是由正确空燃比的混合气的副产品组成的。理解氧传感器信号波形上的杂波将有助于尾气排放性能的测试与故障维修。在有些情况下，杂波可看作催化转换效能严重降低的标记，同时也可看作尾气严重超标的标记。而且，对氧传感器输出信号波形上杂波的解释是进行发动机性能和驱动力检测最具有价值的一种手段。这种杂波还可作为气缸间燃烧效能失衡的标记。对氧传感器信号波形上杂波的解释与理解，在使用氧传感器信号作为维修证明也是特别重要的。
氧传感器信号波形上的杂波表明一种气缸间排放性能的不平衡，或者更特殊的，表明从单独的一个气缸燃烧过程中检测到氧气含量过高。通常情况下，对于大多数氧传感器，如果工作正常，能针对单独气缸的燃烧过程做出信号电压上的明显变化。如果杂波的振幅越大，那表明从一个单独气缸燃烧事件中检测到氧气含量的差别越大。在不同的驱动模式下氧传感器信号波形上的杂波对于确定造成永久性或暂时性尾气检测失效的根本原因并不是唯一重要的依据，但对进行驱动力分析来说却是特别有用的。
在某种驱动模式下（例如加速工况条件下），氧传感器信号上的杂波与在加速模式下一秒一秒地跟踪HC化合物的含量联系在一起，这将是一个非常重要的检测信息，因为它能表明在这种负荷条件下出现缺缸。通常情况下，杂波的振幅越大，排气管中氧气的