電控發動機傳感器特性變化引起故障的分析

摘要： 本文以電控發動機傳感器特性發生變化導致的故障分析為例，說明當傳感器輸送給ECU的信號值不正確但沒有超出故障自診斷系統所監控的范圍時，將不會存儲故障代碼，修理中應根據發劫機的故障征兆進行分析判斷，通過對傳感器單體進行針對性檢測，以找到并排除故障。

關鍵詞： 汽車故障自診斷系統 傳感器 特性變化 故障碼 ECU

電控發動機傳感器特性變化引起的故障有：空氣流量傳感器特性變化引起的故障；水溫傳感器特性變化引起的故障；節氣門位置傳感器特性變化引起的故障；主氧傳感器特性變化引起的故障。

電控發動機主要是通過各種傳感器來監測發動機實際工作狀況，將發動機各種狀態的物理量轉換成相應的電信號，輸送給電控單元（ECU）。ECU綜合處理這些信號后，發出控制數據，而執行器接收這些數據后，將其轉換成物理或機械動作，改變發動機的工作狀態。如果傳感器靈敏度下降，測量誤差加大，或響應速度變慢，即傳感器的工作特性發生了變化，則會導致ECU輸入信號失真，計算結果不準確，使輸出到各執行器的控制信號不適合汽車當時的工況要求，于是發動機會出現各種故障現象。但是，由于此時傳感器輸送ECU的信號值并沒有超出故障自診斷系統所監控的范圍，所以并沒有存儲故障代碼，這給故障診斷帶來了一定的難度。顯然，那種認為傳感器只要有信號，發動機就能正常工作的觀點是錯誤的。本文通過實例分析電控發動機的主要傳感器因工作特性變化而引起的故障。

1.空氣流量傳感器特性變化引起的故障分析

空氣流量傳感器是L型電控燃油噴射系統中測量進氣量的重要傳感器。該傳感器是將吸入的空氣量轉換成電信號輸入到ECU，與轉速信號一起作為決定噴油量的基本信號。ECU根據空氣流量傳感器輸送來的電壓信號計算噴油量，如果傳感器工作特性不良，輸送給ECU的電壓信號并沒有正確反映進氣量，ECU就會發出錯誤的指令，造成混合氣過濃或過稀，進而產生發動機功率下降，油耗增加、運轉不平穩、有害物增加和容易爆震等故障現象。

實例：一輛99款桑塔納時代超人轎車，故障現象為加速不良、易回火和燃油消耗量較大，且沒有故障代碼。

根據故障現象分析，該車很可能是燃油供給系統出了故障。按照其燃油噴射系統的控制原理可知，決定基本噴油量的是空氣質量和轉速信號。經過一般性檢察并沒發現異常情況。后來用修車王檢測儀器測數據流，發現該車進入發動機的空氣質量數據值高于正常值。說明空氣流量傳感器工作不良，導致向ECU提供的信號出現很大偏差。ECU根據此信號作出錯誤的計算，延長噴油時間，造成混合氣過濃，從而出現上述故障現象。由于自診斷系統不能監測傳感器的特性變化，所以沒產生故障代碼。

更換了空氣流量傳感器，經路試，故障現象消失。

2.水溫傳感器特性變化引起的故障分析

水溫傳感器由溫度變化非常靈敏感的負溫度系數熱敏電阻構成。該電阻具有外界溫度越高其電阻值越小的特性。根據這一特性，利用電阻值的變化檢測冷卻液的溫度，并將這一信號輸送給ECU，作為噴油量的重要信號。

冷卻液溫度傳感器的正常使用范圍是-30℃— 120℃，其對應的輸出電壓值為0.3V—4.7V。當ECU檢測到超出這個范圍的輸出電壓信號時，即可判斷系統故障，一方面點亮故障指示燈并記憶故障代碼，另一方面提供一個預先記憶在ECU存儲器內的80℃冷卻液溫度的固定值，用于繼續控制發動機運轉，防止由于信號失常使汽車不能行駛。但是，當冷卻液溫度傳感器的輸出特性發生了偏移，其值又沒有超出ECU所監測的范圍時，ECU就會對此非正常信號作出錯誤的判斷。從而導致噴油信號不正常，發動機工況不良。

實例：一輛99款桑塔納時代超人轎車，故障現象為怠速發抖，沒有故障代碼。

由于沒有故障代碼，無法判斷故障發生的部位。根據故障現象，對可能發生的機械故障進行了檢查，排除了節氣門積碳和怠速控制執行器阻塞等故障原因。然后利用VAG1552檢測儀的數據流功能對電控系統進行檢查。在觀察冷卻液溫度的數據值時，發現在怠速時顯示的溫度不正常，并且數據值不穩，有波動現象。踩下加速踏板，使發動機轉速上升。因此可以判斷是冷卻液溫度傳感器的工作特性發生了變化，造成了噴油修正信號不準。

更換了冷卻液溫度傳感器后試車，故障排除。

3.節氣門位置傳感器特性變化引起的故障分析

節氣門位置傳感器是將節氣門的開度，即發動機負荷的變化轉變為電信號輸送給ECU。ECU根據此信號，來判斷汽車所處的工況，及時對噴油量進行修正。如果節氣門位置傳感器工作特性不良，就會造成ECU對當前汽車所處工況判斷上的錯誤，使噴油量的調節與發動機工況不適應，從而產生故障。

實例：一輛99款桑塔納時代超人轎車，故障現象為加速不良，無故障代碼。

在沒有故障代碼的情況下，可能是電控系統沒有故障，也有可能是電控系統的故障，但是診斷系統檢測不到。根據這種分析，首先對燃油壓力進行了檢測。從結果看，燃油系統油壓正常。接著用VAG1552檢測儀的數據功能檢查了節氣門位置傳感器和空氣流量傳感器的動態數據流。在節氣門從怠速位置打開到全開位置時，吸入的空氣量和噴油時間隨節氣門開大而均勻增加，一切正常。在快速踩下加速踏板時，吸入的空氣量的數據值正常，但是節氣門開度角數據值變化出現了異常。從怠速位置開啟到左右范圍內，數據值提高迅速；在范圍內數據值提高較慢，即數據值變滯后于節氣門實際開度角變化。由此可以判斷由于節氣門位置傳感器工作特性發生了變化，節氣門靈敏度下降，對節氣門快速開啟反應遲鈍，ECU發生錯誤的指令，使噴油器不能迅速響應節氣門開度變化，噴油滯后，從而造成發動機轉速提高緩慢，加速不良。

更換節氣門位置傳感器，經路試，故障現象消失。

4.主氧傳感器特性變化引起的故障分析

主氧傳感器的作用是檢測排氣中氧的含量，以確定實際空燃比是比理論空燃比（14.7）小還是大，向發動機ECU反饋相應電壓信號，發動機ECU根據主氧傳感器的反饋的空燃比信號，修正噴油量。氧傳感器的信號電壓范圍是0.1—0.9 V，信號電壓小于0.45V，氧傳感器反饋給ECU的信號是混合氣稀，信號電壓大于0.45V，反饋信號表示混合氣濃。

氧傳感器信號斷路，發動機ECU一定設置故障代碼，但是如果氧傳感器一直小于0.45V，發動機ECU不一定設置故障代碼，所以當發動機運行不良，怠速不穩，排氣管冒黑煙時必須檢測氧傳感器的信號。

實例：一輛桑塔納時代超人轎車，故障為發動機運行不良，怠速不良，排氣管冒黑煙，無故障代碼。

根據現象排除機械上產生的故障，然后用修車王檢測儀測數據流，發現該傳感器一直以小于0.45V的電壓信號反饋給發動機ECU，ECU接收到氧傳感器的信號，以為發動機混合氣過稀，就指令噴油器，延長噴油時間，增加噴油量，氧傳感器的反饋電壓信號仍舊不變，使混合氣越來越濃，排氣嚴重冒黑煙。又因為氧傳感器有電壓信號輸出，沒有超出信號范圍，所以無故障代碼。

更換氧傳感器，經路試，故障排除。

根據實踐，傳感器的特性變化引起的故障一般沒有故障代碼，可以通過讀數據流的方法來確定故障的部位。

參考文獻：

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