汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器的故障診斷與排除

摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度。在實(shí)際工作中，如果冷卻液溫度傳感器中的熱敏電阻失靈，則傳感器將無(wú)法正常工作，無(wú)法給ECU提供參考信號(hào)。據(jù)此，從冷卻液溫度傳感器的工作原理及電路圖入手，結(jié)合實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，分析冷卻液溫度傳感器及其相關(guān)電路的故障診斷思路，以此來(lái)快速進(jìn)行冷卻液溫度傳感器及其電路的故障診斷，從而排除相關(guān)故障。

關(guān)鍵詞：冷卻液；溫度；工作原理；故障診斷

中圖分類號(hào)：U472" 收稿日期：2023-10-23

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.12.030

1 冷卻液溫度傳感器的基本介紹

冷卻液溫度傳感器也叫水溫傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度，并以電壓信號(hào)的形式傳給ECU。ECU根據(jù)獲取的信號(hào)對(duì)基本噴油量、點(diǎn)火提前角和怠速轉(zhuǎn)速等進(jìn)行修正，如果冷卻液溫度傳感器中的熱敏電阻失靈，傳感器將無(wú)法檢測(cè)到冷卻液溫度，無(wú)法給ECU提供參考信號(hào)。冷卻液溫度傳感器一般安裝在氣缸蓋的水道上或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的管道上［1］，如圖1所示。

冷卻液溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。它主要由半導(dǎo)體的熱敏元件、殼體和插接器針腳等組成。插接器針腳一般為兩個(gè)針腳。

2 冷卻液溫度傳感器的工作原理

對(duì)于負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器，當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，傳感器的電阻較大;當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，傳感器的電阻變小，并將這種變化通過(guò)電路的連接轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送給ECU，ECU根據(jù)輸入的電信號(hào)（即冷卻液溫度的變化信號(hào)）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量及噴油時(shí)間進(jìn)行修正，同時(shí)調(diào)整空燃比，使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的混合氣穩(wěn)定地燃燒，冷機(jī)時(shí)供給較濃的可燃混合氣，熱機(jī)時(shí)，供給較稀的可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于良好的工作狀態(tài)［2］。冷卻液溫度傳感器的特性如圖3所示。

3 冷卻液溫度傳感器的故障診斷

3.1 冷卻液溫度傳感器的電路

冷卻液溫度傳感器的控制電路如圖4所示，冷卻液溫度越高，熱敏電阻越低，電路總電阻減小，電路電流增大，ECU內(nèi)電阻R分壓增加，熱敏電阻分壓降低，即THW信號(hào)電壓減??；E2為傳感器接地。如果水溫傳感器本身或其線路故障，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮，冷卻風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

冷卻液溫度傳感器電路圖如圖5所示，冷卻液溫度傳感器包含兩個(gè)端子，T2ao/2端子為冷卻液溫度傳感器信號(hào)線，T2ao/1端子為搭鐵線。信號(hào)線參考電壓為1～4 V之間，搭鐵線參考電壓始終為0 V。當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，傳感器阻值減小，熱敏電阻上的分壓值降低，ECU根據(jù)接收到的信號(hào)電壓值，便可計(jì)算對(duì)應(yīng)的溫度值，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)控制［3］。

3.2 冷卻液溫度傳感器的故障

冷卻液溫度傳感器常見故障主要包含有冷卻液溫度傳感器自身?yè)p壞、冷卻液溫度傳感器到電腦的線路或插頭存在故障、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦自身故障等。在故障診斷過(guò)程中可通過(guò)故障現(xiàn)象分析、故障碼及數(shù)據(jù)流分析、故障范圍確定、數(shù)據(jù)測(cè)量與診斷、故障點(diǎn)確認(rèn)與恢復(fù)等過(guò)程完成節(jié)氣門位置傳感器的故障檢修。

冷卻液溫度傳感器故障所引起的故障現(xiàn)象不足以幫助維修人員快速鎖定故障范圍，可在故障代碼和數(shù)據(jù)流的幫助下進(jìn)一步縮小故障范圍，與冷卻液溫度傳感器故障相關(guān)的故障代碼及其含義如表1所示。

3.3 冷卻液溫度傳感器的診斷流程

根據(jù)故障碼“發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器1，信號(hào)過(guò)大”提示，冷卻液溫度傳感器的診斷流程如圖6所示。

測(cè)量T2ao/2端子對(duì)地電壓，測(cè)量結(jié)果為0 V異常時(shí)，下一步測(cè)量J623端T105/40端子對(duì)地電壓，測(cè)量結(jié)果為0 V，說(shuō)明J623局部故障，測(cè)量結(jié)果5 V，說(shuō)明T105/40至T2ao/2之間線路故障。如果測(cè)量T2ao/2端子對(duì)地電壓為5 V異常時(shí)，下一步測(cè)量T2ao/2和T2ao/1之間相對(duì)電壓，測(cè)量結(jié)果為5 V時(shí)，說(shuō)明傳感器G62自身故障，測(cè)量結(jié)果為0 V時(shí)，繼續(xù)測(cè)量T105/40和T105/47之間相對(duì)電壓，測(cè)量結(jié)果為5 V時(shí)，說(shuō)明T105/47至T2ao/1線路故障，測(cè)量結(jié)果為0 V時(shí)，說(shuō)明J623局部故障［4］。

4 冷卻液溫度傳感器的故障案例

4.1 起動(dòng)車輛，確認(rèn)故障現(xiàn)象

車輛故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，儀表冷卻液溫度始終顯示為0 ℃，冷卻風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)［5］。

4.2 讀取故障碼

連接故障診斷儀，打開點(diǎn)火開關(guān)，讀取故障碼，故障碼提示“P011800發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器1，信號(hào)過(guò)大”。

4.3 讀取數(shù)據(jù)流

操作故障診斷儀，讀取數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流顯示“-39 ℃”。

4.4 分析故障原因

根據(jù)故障碼和數(shù)據(jù)流測(cè)試結(jié)果分析，故障原因可能為以下幾點(diǎn)：

a.冷卻液溫度傳感器自身故障。

b.發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623局部故障。

c.冷卻液溫度傳感器至J623之間線路故障。

4.5 診斷故障

冷卻液溫度傳感器的故障檢測(cè)分如下3個(gè)步驟［6-7］：

a.測(cè)量傳感器G62的T2ao/2端子對(duì)地電壓。

將點(diǎn)火開關(guān)置于ON擋，用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器G62的T2ao/2端子對(duì)地電壓。實(shí)測(cè)結(jié)果為0 V，正常情況下應(yīng)為1～4 V之間，測(cè)試結(jié)果異常，說(shuō)明G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路故障或J623局部故障。

b.測(cè)試J623的T105/40端子對(duì)地電壓。

將點(diǎn)火開關(guān)置于ON擋，用萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623的T105/40端子對(duì)地電壓。

實(shí)測(cè)結(jié)果為5.11 V，正常情況下應(yīng)為1～4 V之間，測(cè)試結(jié)果說(shuō)明J623供電正常，可能為G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路故障。

c.測(cè)量G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路電阻。

關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開蓄電池負(fù)極，測(cè)試G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路的電阻。實(shí)測(cè)結(jié)果為無(wú)窮大，正常情況下應(yīng)小于2 Ω，說(shuō)明G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路斷路。

4.6 排除故障

a.修復(fù)故障。

首先確認(rèn)故障線路的位置，之后斷開蓄電池負(fù)極，修復(fù)G62的T2ao/2和J623的T105/40之間線路，然后安裝蓄電池的負(fù)極。

b.復(fù)檢車輛。

起動(dòng)車輛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈已熄滅。之后重新讀取故障碼，系統(tǒng)顯示正常，說(shuō)明故障已排除。

c.執(zhí)行6S管理。

在檢測(cè)結(jié)束后，收起車輛防護(hù)，清潔車身、整理工量具、清掃場(chǎng)地［8］。

5 結(jié)語(yǔ)

冷卻液溫度傳感器是電控發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中主要傳感器之一，其工作運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量等參數(shù)的優(yōu)化控制。針對(duì)傳統(tǒng)故障診斷方法缺乏機(jī)理分析的缺點(diǎn)，以冷卻液溫度傳感器為例，利用冷卻液溫度傳感器的工作原理和測(cè)試數(shù)據(jù)闡述了冷卻液溫度傳感器故障產(chǎn)生的機(jī)理，可以從根源上診斷冷卻液溫度傳感器的故障源所在，為發(fā)動(dòng)機(jī)其他傳感器的故障診斷提供了借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：

高恩娟，女，1988年生，講師，研究方向?yàn)槠嚈z測(cè)與維修、機(jī)械工程。