汽車水溫傳感器的檢測與故障分析

王金 肇世華 張?zhí)┰? 王力斌

摘 要：本文論述了水溫傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理、水溫傳感器的檢測、水溫傳感器的故障分析和相關(guān)案例。

關(guān)鍵詞：水溫傳感器；檢測；故障分析

汽車水溫傳感器工作性能的好壞對發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量有很大影響，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能。當(dāng)混合氣過濃或過稀時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒情況變壞，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)不易啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，這時(shí)應(yīng)檢查水溫傳感器是否工作正常。因此，掌握發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器的原理與檢測方法在汽車檢測與故障診斷技術(shù)中顯得十分重要。

1 水溫傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

水溫傳感器內(nèi)部的核心部件是一個(gè)半導(dǎo)體熱敏電阻，它具有負(fù)溫度電阻系數(shù)，即水溫越高電阻越低，水溫越低電阻越高。在-40時(shí)其電阻值約為30kΩ，90度時(shí)其電阻值為1KΩ左右。水溫傳感器電阻的大小會(huì)隨著水的溫度的變化而變化，那么它也就能夠感知水的溫度，冷卻液的溫度首先會(huì)引起電阻的變化，繼而有引起電路電壓的變化，把這個(gè)電壓信號(hào)傳給電腦ECU，ECU就可以根據(jù)這個(gè)電壓信號(hào)從電腦所存的數(shù)據(jù)里找到相對應(yīng)的冷卻液的溫度。電腦根據(jù)這個(gè)溫度調(diào)整噴油量。當(dāng)水溫低時(shí)，燃油蒸發(fā)性差，供給濃的混合氣，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷機(jī)啟動(dòng)。

由圖1可知水溫傳感器的兩根線與ECU相連接。其中一根為搭鐵線，另一根是傳感器的信號(hào)線，也是傳感器的電源線，所以這根線叫信號(hào)和電源線。水溫傳感器的信號(hào)線和電源線是一根線，共線的原因是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)部5V參考電壓電路設(shè)有分壓電阻，因此當(dāng)接上冷卻液溫度傳感器后，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU就能根據(jù)分壓信號(hào)判斷冷卻液冷度傳感器與ECU的連接

圖1 冷卻水溫卻液溫度。

2 水溫傳感器的檢測

2.1 電阻檢測

2.1.1 檢查電阻

點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置，拆下冷卻水溫度傳感器導(dǎo)線連接器，用數(shù)字式高阻抗萬用表Ω檔測量傳感器兩端子間的電阻值。其電阻值與溫度的高低成反比。

2.1.2 單件檢查電阻

拔下冷卻水溫度傳感器接插件，然后從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下傳感器，將該傳感器置于燒杯內(nèi)的水中，加熱杯中的水，同時(shí)用萬用表Ω檔測量在不同水溫條件下水溫傳感器兩接線端子間的電阻值。將測得的值與該車維修手冊的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，然后確定是否更換冷卻水溫度傳感器。

2.2 輸出信號(hào)電壓的檢查

安裝好冷卻液溫度傳感器，將傳感器的連接器插好，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于ON位置時(shí)，測量圖1中連接器THW端子與E2之間的電壓，所測得的電壓應(yīng)與冷卻液的電壓成反比。

拆下冷卻液溫度傳感器線束插頭，打開點(diǎn)火開關(guān)，測量冷卻液的電源電壓應(yīng)為5V。

2.3 冷卻液溫度傳感器與ECU連接線的檢查

用高阻抗萬用表蜂鳴檔，測量冷卻液溫度傳感器與ECU鏈接線束的導(dǎo)通情況，如果線路不導(dǎo)通，說明傳感器線束斷路或者連接器的插頭連接不良。應(yīng)進(jìn)一步檢查或更換。

3 水溫傳感器的主要故障

3.1 熱機(jī)啟動(dòng)困難

熱啟動(dòng)困難指的是在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度后，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難的故障。這種故障通常是由以下三種情況造成的：

①水溫傳感器內(nèi)部斷路；②水溫傳感器接插件掉落或與ECU相連線束中間斷開；③水溫傳感器由于內(nèi)部老化，電阻值為一穩(wěn)定的大電阻或只在大電阻區(qū)域內(nèi)變化。以上三種情況都會(huì)造成傳感器的電阻比實(shí)值地偏大，偏大的電阻值會(huì)讓傳感器發(fā)出偏大的電壓信號(hào)給電腦，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)這個(gè)信號(hào)判斷此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度比較低。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU給噴油器發(fā)出低溫供油信號(hào)，加大噴油量。啟動(dòng)時(shí)，由于ECU得到的是一個(gè)比實(shí)地冷卻液溫度低的信號(hào)，所以會(huì)控制噴油器噴比實(shí)地需求還要多的燃油，此時(shí)有利于冷車啟動(dòng)，但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱了以后，發(fā)動(dòng)機(jī)將難以啟動(dòng)。

3.2 冷啟動(dòng)困難

所謂冷啟動(dòng)困難，指的是汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)，而在發(fā)動(dòng)機(jī)熱了之后有變得正常。特別是在冬天的早上第一次啟動(dòng)癥狀最明顯，這種故障通常由以下三種情況造成的：

①水溫傳感器內(nèi)部短路，電阻值為0；②水溫傳感器由于內(nèi)部老化，電阻值為一穩(wěn)定的小電阻或只在小電阻區(qū)域內(nèi)變化；③水溫傳感器的電源線因磨破而搭鐵，電阻值為0。以上三種情況都會(huì)造成傳感器的電阻比實(shí)值地偏小，偏小的電阻值會(huì)讓傳感器發(fā)出偏小的電壓信號(hào)給電腦，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)這個(gè)信號(hào)判斷此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度比較高。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU給噴油器發(fā)出高溫供油信號(hào)，減少噴油量。啟動(dòng)時(shí)，由于ECU得到的是一個(gè)比實(shí)地冷卻液溫度高的信號(hào)，所以會(huì)控制噴油器噴少的燃油，此時(shí)由于混合氣不夠濃發(fā)動(dòng)機(jī)往往難以啟動(dòng)。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低的時(shí)候最難啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)往往需要打幾次火后才能啟動(dòng)著車。但是只要發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)著，發(fā)動(dòng)機(jī)就能正常工作而無異常。

4 相關(guān)維修案例

4.1 熱啟動(dòng)困難故障案例

故障現(xiàn)象：啟動(dòng)車輛后，儀表的故障燈一直亮。若在冷車狀態(tài)下啟動(dòng)車輛，則發(fā)動(dòng)機(jī)容易運(yùn)轉(zhuǎn)起來。若在冷車狀態(tài)下啟動(dòng)車輛，反而發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)。

故障診斷：采用人工方法調(diào)取故障碼，調(diào)出兩個(gè)故障碼：13氧傳感器信號(hào)中斷或發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到工作溫度；15冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓過高。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拆下蓄電池電纜，清除故障碼，接好蓄電池電纜，試車，故障癥狀沒有明顯改善。經(jīng)過幾次啟動(dòng)后重新調(diào)取故障碼，結(jié)果只剩下故障碼15。

對冷卻液溫度傳感器進(jìn)行檢查，拔下2針線束插頭，測量冷卻液溫度傳感器針腳間阻值，約為2.4KΩ，在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。打開點(diǎn)火開關(guān)，測量線束插頭針腳間電壓，約為0V，說明線路存在鏈接不良故障。檢測線束插頭的5V參考電壓針腳。結(jié)果沒有5V參考電壓，說明故障原因是冷卻液溫度傳感器沒有接收到5V參考電壓，動(dòng)力系統(tǒng)模塊無法讀取到冷卻液溫度傳感信號(hào)。打開線束護(hù)套進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線在線束插頭的根部斷裂。修復(fù)線路，試車，故障徹底排除。

故障分析：本例故障原因是冷卻液溫度傳感器信號(hào)線斷路，此故障狀態(tài)下，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊接收到的是一個(gè)5V信號(hào)，相當(dāng)于-40度一下的冷卻液溫度信號(hào)，同時(shí)按照默認(rèn)溫度值（如25度）來替代冷卻液溫度信號(hào)，因此熱車啟動(dòng)工況下，噴油量會(huì)濃，發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)。

4.2 冷啟動(dòng)困難故障案例

故障現(xiàn)象：該車?yán)淦饎?dòng)時(shí)較困難，當(dāng)溫度正常發(fā)動(dòng)時(shí)一切工作又都恢復(fù)正常。

故障排除：用“修車王”掌上檢測電腦對其進(jìn)行檢測，在沒有讀出故障代碼的情況下，又對其水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)行檢測結(jié)果分別為50℃和30℃，一切正常，因是冷車時(shí)的故障，在第二天早晨冷車時(shí)我們又對該車進(jìn)行了一次檢測，當(dāng)檢測到水溫時(shí)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)仍為50℃，說明水溫傳感器損壞，對其進(jìn)行更換，試車后原故障排除。

參考文獻(xiàn)

[1]雜志社.汽車維修技師——豐田車系[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]王洪章，趙春.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修[Z].