河北/楊增雨

水溫傳感器的檢測（中）

河北/楊增雨

二、發(fā)動機電控燃油噴射系統(tǒng)水溫傳感器的工作原理

水溫傳感器是利用熱敏電阻的原理工作的，它與發(fā)動機ECU中的5V參考電阻（上拉電阻）串聯(lián)工作，經(jīng)過簡化的原理圖如圖6所示。

在由兩個電阻串聯(lián)后組成的分壓電路中，上拉電阻固定不變，下拉電阻變化時會有兩個方向的極端情況：

1.下拉電阻為0，這時信號電壓S就等于0。

2.當(dāng)下拉電阻Rb為最大值（無窮大即斷路）時，即電阻斷路時，S端信號電壓為電源電壓，這里就是5V。

3.一般情況下，汽車上的水溫傳感器多采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，隨著溫度的上升，電阻下降，所以實際的信號電壓的變化規(guī)律是隨著溫度的上升，信號電壓下降，如圖7、圖8所示。

圖6 水溫傳感器工作原理

圖7 溫度和阻值關(guān)系

圖8 溫度和電壓關(guān)系

4.發(fā)動機電控系統(tǒng)中的自診斷功能是為了減少維修時的難度，正常情況下，水溫傳感器的電阻不會出現(xiàn)0和斷路兩種情況，這兩種情況出現(xiàn)后，就意味著電路出現(xiàn)短路或斷路。為了維修更方便，電控系統(tǒng)設(shè)計了自診斷系統(tǒng)，當(dāng)再現(xiàn)這兩種情況時，將其定義為故障狀態(tài)，會存儲故障碼。分別是水溫傳感器對地短路或?qū)Φ財嗦?。一般情況下，我們?yōu)榱吮磉_(dá)方便，將小于0.5V的信號電壓定義成信號對地短路，高于4.5V信號定義為對地斷路，如圖9所示。

圖9 信號區(qū)間

注意：

1.這里所說的0.5V和4.5V是一個泛指，不同的車型上可能有不同的設(shè)計，比如說低于0.3V者出現(xiàn)信號短路的故障碼，這是有可能的，具體的情況應(yīng)該去查原廠的維修資料進(jìn)行確認(rèn)，我們在這里僅做一個原理性的說明。

2.由此引申出，當(dāng)水溫傳感器或其線路出現(xiàn)斷路和短路時，發(fā)動機電控系統(tǒng)會存儲上相應(yīng)的故障碼，這時的故障一般比較容易被檢測到，相對來說維修難度較低；而如果發(fā)動機水溫傳感器出現(xiàn)性能上的漂移，比如某車的水溫傳感器在80℃時應(yīng)該為800Ω，由于傳感器性能漂移，變成了1000Ω，發(fā)動機電腦會誤認(rèn)為當(dāng)前的溫度為60℃，這時就是出現(xiàn)混合氣調(diào)節(jié)上的偏差，此類故障一般較難發(fā)現(xiàn)，因為此時的信號電壓仍在正常區(qū)域范圍內(nèi)，所以不會存儲上故障碼，這就會給診斷帶來困難。

對于這種故障，只有提前意識到，才能做出針對性較強的檢測，比如，我們可以用紅外線測溫儀直接檢測水溫傳感器的實際溫度，再用解碼器中的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，這樣才能發(fā)現(xiàn)故障。為了引起重視，我們將此種故障定義為“性能漂移”。

三、電控發(fā)動機水溫傳感器的作用有兩個方面

1.調(diào)節(jié)混合氣。

2.調(diào)節(jié)點火正時。

因為低溫下的混合氣霧化不均勻，從燃燒的角度講，需要較濃的混合比，才能保證燃燒的穩(wěn)定，所以水溫傳感器是影響混合氣混合比的一個重要傳感器。

又因為不同混合比的混合氣其燃燒速度不一樣，所以需要的點火提前角也不一樣，所以水溫傳感器還會影響到點火提供角的計算。

四、當(dāng)水溫傳感器出現(xiàn)故障時，會有哪些故障現(xiàn)象呢？

1.啟動困難。

正因為水溫傳感器有以上兩個方面的作用，所以當(dāng)水溫傳感器出現(xiàn)故障時，會表現(xiàn)為啟動困難（因為混合比控制出現(xiàn)偏差，引起燃燒困難），甚至打不著車。

2.尾氣排放超標(biāo)且油耗升高。

因為混合氣調(diào)節(jié)出現(xiàn)偏差，一定會引起油耗高的問題（只有在正常情況下，混合氣調(diào)節(jié)才會處于最佳狀態(tài)，此時發(fā)動機最省油且啟動順利），只是有的駕駛員注意到了，會給我們提供這方面的信息，而有些駕駛員不會注意到，僅僅提供啟動困難的故障現(xiàn)象。

3.在某些車型上會表現(xiàn)為怠速偶發(fā)性的升高

因為水溫傳感器除了調(diào)節(jié)混合氣和點火提前角之外，在所有的車型上，還是怠速調(diào)節(jié)的重要傳感器，冷車狀態(tài)下為了使燃燒更穩(wěn)定，要增加怠速轉(zhuǎn)速，所以，當(dāng)水溫傳感器損壞后，在某些車型上會有怠速偶發(fā)性升高的現(xiàn)象。

五、如何驗證水溫傳感器是否損壞？

方法1：用解碼器與紅外線測溫儀配合檢測。

在正常情況下，用解碼器可能會檢測到水溫傳感器相應(yīng)的故障碼，但如果是性能上的漂移，不會有這方面的故障碼，如果我們懷疑水溫傳感器性能漂移，可以采用紅外線測溫儀與解碼器數(shù)據(jù)流對比的方法進(jìn)行檢測。

紅外線測溫儀檢測精度可以達(dá)到1℃，電控系統(tǒng)在設(shè)計時，其精度也在0.1～1℃，所以，當(dāng)解碼器數(shù)據(jù)流中顯示的溫度與紅外線測溫儀顯示溫度相差超過2℃時，我們就可以確認(rèn)水溫傳感器有故障。

方法2：用萬用表與紅外線測溫儀結(jié)合檢測水溫傳感器。

我們還可以采用檢測電阻或者是電壓的方法來確定氧傳感器是否損壞。查出該車傳感器在不同溫度下的電阻值，用萬用表檢測其電阻是否與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相符，如果有較大偏差，說明水溫傳感器損壞。

再或是將水溫傳感器拆下后，將其放入一個燒杯中，同時插入溫度計，記錄下不同溫度下的電阻，再與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果相差太大的話，說明傳感器損壞。

方法3：用萬用表檢測信號電壓，確定傳感器是否出現(xiàn)故障。

步驟1：先用解碼器進(jìn)入電控發(fā)動機系統(tǒng)讀取故障碼，如果有水溫傳感器相關(guān)故障碼，要進(jìn)行記錄，并結(jié)合使用萬用表檢測電壓進(jìn)行分析。

步驟2：將傳感器插頭拔下，用萬用表檢測線束側(cè)插頭兩線上的電壓，正常情況下應(yīng)該為5V，因為此時我們的萬用表是串聯(lián)進(jìn)了被測量電路，萬用表的等效電阻遠(yuǎn)大于上拉電阻，所以上拉電阻所產(chǎn)生的電壓降非常小，會直接顯示電源電壓，如果能測量到5V電壓，說明ECU內(nèi)部的5V參考電壓是正常的，且傳感器的兩根導(dǎo)線與ECU導(dǎo)通基本正常。

步驟3：插上水溫傳感器插頭，從插頭背面插上萬用表的兩個檢測筆（必要時使用專用檢測探針），觀察信號電壓，此時的信號電壓應(yīng)該在0.5～4.5V之間，如果超出此范圍，說明存在故障。如果在此范圍內(nèi)，還需要根據(jù)原廠維修手冊進(jìn)行電壓值的比對，或找一輛同型號的車輛，在同樣溫度條件下進(jìn)行檢測對比。

方法4：利用傳感器模擬器進(jìn)行試驗。

用傳感器模擬器代替水溫傳感器，進(jìn)行模擬試驗，同時用解碼器觀察數(shù)據(jù)流，看是否能實現(xiàn)數(shù)據(jù)流中溫度值對應(yīng)變化，如果能實現(xiàn)，說明水溫傳感器線路是正常的。

方法5：利用示波器檢測水溫傳感器。

以上幾種水溫傳感器的檢測方法都是針對發(fā)動機電控燃油噴射系統(tǒng)中的水溫傳感器進(jìn)行檢測的。一般情況下，儀表中水溫表所使用的水溫傳感器與上述檢測方法類似，而常見車型中，2010年捷達(dá)車儀表的工作原理與其他車型有所不同，其水溫傳感器上為數(shù)字型信號，水溫傳感器在正常工作時，它上面施加的不是一個模擬電壓，用萬用表測量，會測量到1.5V左右的電壓，不能實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測，在此提醒大家一定要用示波器觀察，會看到以下波形（拔下水溫傳感器來，測量線束側(cè)電壓，如圖10所示）。

圖10 水溫傳感器波形

上述波形是拔下線束插頭情況下測量到的，當(dāng)插上水溫傳感器插頭后，此方波電壓幅值會降低，頻率不變化，占空比也不變化。

（待續(xù)）