水温传感器引发典型故障分析

图3 冷却水温度传感器与ECU的连接 1 水温传感器结构、典型特性和作用 水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套 上,与冷却水直接接触,用于测量发动机冷却水温 度。冷却水温度传感器的内部是一个半导体热敏电 阻,它具有负的温度电阻系数 (NTC)。水温传感 器感知发动机水温,把水温信号传递给ECU,ECU 根据该信号调整喷油量。当水温低时,燃油蒸发性 差,供给浓的混合气,发动机的冷机运转性能得以 改善。由图1和图2可知:发动机温度上升→电阻变 小→喷油量脉宽下降→喷油量减小;发动机温度下 降→电阻变大→喷油量脉宽上升→喷油量加大。 水温传感器的两根导线与ECU相连接。其中一 根为搭铁线,另一根的对搭铁电压随热敏电阻阻值 的变化而变化。ECU根据这一电压的变化测得发动 机冷却水的温度,和其他传感器产生的信号一起, 用来确定喷油脉冲宽度、点火时刻等。冷却水温度 传感器与ECU的连接如图3所示。 2 水温传感器引发的故障 水温传感器工作环境比较恶劣,很容易老化、 损坏。笔者在车辆维修过程发现水温传感器引发的 故障通常有两大类。 2.1 高电阻引发故障 所谓高电阻,即不管在任何状态下,水温传感 器都保持很高的电阻。 通常高电阻出现是由于3种情况:①水温传感 器内部断路,电阻值为∞;②水温传感器接插件掉 落或与ECU相连线束中间断开,电阻值为∞;③水 温传感器由于内部老化,电阻值为一稳定的大电阻 或只在大电阻区域内变化。 水温传感器高电阻状态,随时提供给发动机 ECU的都是冷机状态信息,发动机ECU发出都是低 温供油信号,会不停地加大供油量。起动时,由于 图2 水温-喷油时间关系图 35《汽车电器》2007年第2期 Operation●Maintenance 使用●维修 修改稿收稿日期:2006-09-23 作者简介:谢永东 (1972-),男,江苏如皋人,讲师,汽车维修技师,在读工程硕士,从事汽车理论与实践教学工作, 主要研究方向为汽车电子控制与检测。 水温传感器引发典型故障 谢永东 (仪征汽车工程学校,江苏 仪征 211400) 摘要:简单介绍水温传感器结构与作用,通过2个案例来综合分析由水温传感器引发的2类典型故障现象、产生 原因及检测水温传感器的方法。 关键词:水温传感器;故障分析;检测方法; 中图分类号:U472.42 文献标识码:B 文章编号:1003-8639(2007)02-0035-02 AnalysisonTypicalFaultsCausedbyWaterTemperatureSensor XIEYong-dong (YizhengAutoEngineeringSchool,Yizheng211400,China) Abstract:TheauthorbrieflyintroducesthestructureandfunctionofwatertemperaturesensorU analyzestwo kindsoftypicalfaultscausedbythissensorandthewaytoinspectitwithtwocases. Keywords:watertemperaturesensorU faultanalysisU inspectionway;caseanalysis 图1 结构与典型特性曲线 36 《汽车电器》2007年第2期 使用●维修 Operation●Maintenance ECU得到的水温信号是一个冷车信号,所以加大喷 油量以利起动,火花塞常被燃油浸湿,发动机难以 起动,特别在热机时最难以起动。起动后,又一直 供给浓混合气,因富油而怠速偏高。 2.2 低电阻引发的故障 所谓低电阻,即不管在任何状态下,水温传感 器都保持很低的电阻。 通常也出现3种情况:①水温传感器内部短路, 电阻值为0;②水温传感器由于内部老化,电阻值 为一稳定的小电阻或只在小电阻区域内变化;③水 温传感器的电源线因磨破而搭铁,电阻值为0。 水温传感器低电阻状态,随时提供给发动机 ECU的都是热机状态信息,发动机ECU发出都是正 常供油信号,没有温度补偿供油。因而起动时,由 于发动机ECU得到的水温信号是一个热机信号,所 以不发出加大喷油量的指令,由于起动时混合气不 浓,发动机往往难以起动,特别在冷机时最难以起 动。但是一旦起动成功后,就能正常工作而无异常 现象。 3 水温传感器的检测 3.1 简易极值检测 起动发动机,拔下水温传感器插头,如发动机 转速突然上升,表明水温传感器可能正常,且水温 传感器的线路正常;如转速无变化,这时用一根导 线短接从ECU到水温传感器插头的两端子,转速下 降表明水温传感器存在高电阻问题,转速仍然无变 化表明到ECU的线束可能有断路。这种方法就是用 拔插头,模拟出水温传感器电阻值为∞的极值,再 用导线短接模拟出水温传感器电阻值为0的极值, 观察发动机转速的变化,以初步确定是否重点检查 水温传感器。 3.2 解码仪检测 解码仪检测是非常方便的一种方法。但是,有 时候水温传感器由于内部老化,电阻值为一稳定的 电阻或随温度变化不敏感,这种情况往往调不出正 确故障码。另外,有时调出水温传感器故障码是由 于发动机运转时,有人插拔了水温传感器,当时又 没有清除。因此,在使用解码仪时不要轻信故障 码,重点要观察数据流,看水温的变化。 3.3 万用表检测 a.就车检查电阻 点火开关置于OFF位置,拆 下冷却水温度传感器导线连接器,用数字式高阻抗 万用表Ω档测量传感器两端子间的电阻值。其电阻 值与温度的高低成反比,具体应对照维修手 册。 b.单件检查电阻 拔下冷却水温度传感器接插 件,然后从发动机上拆下传感器,将该传感器置于 烧杯内的水中,加热杯中的水,同时用万用表Ω档 测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的 电阻值。将测得的值与该车维修手册的标准值相比 较,然后确定是否更换冷却水温度传感器。 4 相关维修案例 4.1 高电阻引发的故障案例 故障现象 一辆上海桑塔纳99新秀轿车,装配 AFE电喷发动机。驾驶员反映开始热起动困难,多 次接通起动机方可起动发动机,后来又出现怠速不 稳,发动机抖动,踩加速踏板加速,加速困难,消 声器冒黑烟且发出 “突突”声。 故障诊断与排除 初步判断有缺缸的故障。首 先进行常规检查,起动发动机,逐缸断火,发现第 3缸不工作。发动机熄火后拆下第3缸火花塞,发现 电极上有大量积炭。拆下其它缸火花塞,也有大量 积炭。于是更换一组新火花塞,起动发动机仍然起 动困难,但起动后发动机运转一切正常。由于第3 缸不工作引起的怠速不稳、发动机抖动及火花塞工 作不良引起的加速困难,这2个故障排除。 下一步重点解决起动困难的问题。用X-431检 测,调出故障码00522,为水温传感器 (G62)故 障。于是准备检查水温传感器 (该车装配博世公司 型号为050的水温传感器),在拔接插件时发现插头 虚接在上面,并没有插入里面。这时重新插紧插 头,起动发动机,一次发动成功,多次试车一切正 常。 故障分析 因为插头虚接,ECU感知的水温传 感器的电阻值为∞,得到的水温信号是一个冷车信 号,因此发动机在冷机和热机状态下都供应浓混合 气,造成空燃比失调,缸内燃烧状况变差,火花塞 又常被燃油浸湿,于是在火花塞处特别容易形成大 量积炭。由此可见,该车的故障最终原因就是因为 水温传感器长期插头虚接,引起发动机热机难以起 动,后来火花塞上又开始形成积炭,影响加速性 能,最后第3缸火花塞被积炭把电极堵死,引起了 断火故障。 4.2 低电阻引发的故障案例 故障现象 一辆上海桑塔纳2000GSi型 (时代 超人)轿车,装配AJR电喷发动机,行驶了13万 km。该车早晨发车或者停车一两小时后发车,起动 困难,热机时起动良好,发动机发动后一切良好。 故障分析与排除 出现这种现象,往往与燃油 的蓄压和水温传感器有关。首先,冷机时松开进油 管,发现刚刚松开就有燃油喷射出来,判断不是燃 油的蓄压的问题。于是,用X-431检测,有故障码 00522,为水温传感器 (G62)故障。 (下转第39页) ●好消息：免费提供防冻液技术！ 详见插3广告● (上接第36页) 拆下水温传感器 (该车装配ELTH-卢森堡公司 生产的501A型水温传感器)进行常温检测 (20℃), 如图4所示检测1、3端子,发现电阻值为24.3Ω,与标 准电阻相差很大 (20℃时的电阻值为2250～3000Ω, 100℃时的电阻值为150～225Ω),24.3Ω事实上反映 的是发动机温度大于100℃的热机状态。 由于水温传感器感知水温错误,致使ECU把冷 机起动当作热机起动,没有提供浓混合气,所以冷 起动就很困难。更换一支水温传感器,发动机冷起 动正常,故障排除。 参考文献: [1]邹长庚.现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断[M]. 北京:北京理工大学出版社,1999. [2]李东江.汽车发动机电控系统的万用表检测[M].北京:科 学技术文献出版社,2002. [3]张大成.上海桑塔纳2000系列轿车维修手册[M].北京:北 京理工大学出版社,2001. (责任编辑 易强山)图4 桑塔纳2000GSi的水温传感器连接电路图与端子 39《汽车电器》2007年第2期 Operation●Maintenance 使用●维修 态、负荷状态和加减速状态。当驾驶员踏油门时, 可同时对各个接点进行检测。 结构 编码式节气门位置传感器中有IDL触点、 PSW触点、ACC1和ACC2触点。功率触点是滑动型, 从70%开度到全开为滑动式,并且与IDL和PSW接通 的触点为搭铁电位E2,如图3所示。滑动的动触点同 时有一个加速触点接通锯齿形的电路ACC1、ACC2, 以指示加速信号,并在减速时不会使 ACC1、ACC2 接通。 IDL触点用以检测怠速状态,PSW触点检测 高负荷状态,ACC1和ACC2用以检测加速状态。 3.2 工作原理 a.怠速时 IDL触点处于ON(闭合)状态,即 可检测出怠速状态。同时,在发动机转速高时,如 该触点闭合 (ON),ECU将判断为减速状态,进行 燃油喷射中断的控制。 b.加速时 加减速检测接点与印刷线路板的加 速线路、ACC1和ACC2交替处于ON/OFF(闭合/断 开)状态,对于在一定时间内的急加速,在信号检 出的同时,ECU进行非同步喷射控制,以提高加速 喷油量。 c.高负荷时 在节气门打开一定程度的高负荷 时,全开 (功率)接点 (PSW)处于ON(闭合)状 态,即可检测出高负荷状态。 d.减速时 加减速检测接点处于OFF(断开) 状态,ECU不进行非同步喷射控制。 3.3 检测 3.3.1 导通性检测 用万用表的Ω档检测各触点的导通性,如表4 所示。 3.3.2 检修内容 a.节气门全关,点火开关在ON位置,IDL与E2 之间电压为0.5V;PSW与E2之间电压为4.5～5V。节 气门全开时,IDL与E2之间电压为4.5～5V;PSW与E2 之间电压为0.5V。 b.单独检查时,节气门全闭时,IDL与E2之间 电阻为10Ω,PSW与E2之间电阻大于1MΩ;节气门 全开时,IDL与E2之间电阻大于1MΩ,PSW与E2之 间电阻为10Ω。全开到全闭之间不得同时小于10Ω。 其实用机型为丰田TG-GTEU。 国产奥迪100型V6发动机采用综合型节气门位 置传感器。 参考文献: [1]鲁植雄.汽车传感器检测图解[M].南京:江苏科学技术 出版社,2001. [2]田沛然,等.汽车新型设备故障诊断与排除[M].北京: 金盾出版社,2005. (责任编辑 易强山) 图3 编码式节气门位置传感器结构示意图 负荷工况 怠速状态 中小负荷 大负荷 IDL—E 闭合 开 开 ACC1—E 开 开/关 开 ACC2—E 开 开/关 开 PSW—E 开 开 闭合 表4 各工况下各触点间导通性测试 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ●专为个体设计的小小型、壁挂式蓄电池用水设备 详见插3广告●