电喷发动机传感器的检测

电喷发动机传感器的检测

怠速控制阀卡死故障

故障现象

l)冷机启动需踩几脚油门；

2)启动后不需踩油门，车速能达到7Okm/h；

3)发动机怠速居高不下。

故障分析

经分析故障可能有几方面原因：

1)发动机怠速调整螺钉调整不当；

2)节气门开度过大或节气门传感器调整不当；

3)怠速控制阀卡死或进气管漏气。

检查处理

经修理人员检查发现，怠速控制阀卡死，将其更换后，发动机工作正常。

上述故障适用于1990年后生产的带有怠速自动控制的车型，例如：

1、丰田系列：3.0 V6凌志L300 L400 ES300。

2、尼桑系列：V2P千里马

3、奔驰系列：450 500 560 S300

4、通用系列：雪佛莱子弹头卡迪拉克别克福特林肯水星金牛天霸克莱斯勒道奇

案例总结

由于电控汽油喷射发动机的正确怠速是通过一个电控怠速

控制阀来保证的，而不是由人工调整节气门开度大小来决定的。电脑ECU根据发动机的水温、节气门的位置来决定发动机的怠速。一般发动机在怠速时，稳定转速为700±

50r/min。当电脑接收到节气门位置、发动机负荷、水温及转速信号后，经过运算指令怠速控制阀进行调节。当怠速转速低于设定转速值(如700r/min)时，电脑指令怠速控制阀打开进气旁通道，使进气量增加，以提高发动机怠速，当怠速转速高于设定转速值时，电脑便指令怠速控制阀关小进气旁通道，使进气量减少，降低发动机转速。而怠速转速值的调节是在发动机工作情况下进行的，当节气门传感器调整不当或节气门开度过大时，节气门开关无法将正确的怠速转速工况传给电脑，电脑也就无法调节发动机正确的怠速转速值，怠速转速就会出现过高或过低现象。当节气门积碳过多，由于节气门关闭不到位，怠速控制阀卡死或进气歧管破裂及接口松动漏气时，也会造成怠速转速过高或过低。修理方法如下：

1)测量节气门传感器的电压，正常值为0.4-0.5V；

2)清洁节气门阀体，并调节节气门开度；

3)清除怠速控制阀及进气孔内积碳；

4)检查、坚固松动或破裂的进气管接口，防止歧管漏气。

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电喷发动机传感器的检测

在现代汽车上，传感器的使用越来越普遍，为了方便维修人员对发动机的检修，现将发动机常见的十几种传感器的检测方法介绍如下。

一、进气歧管压力传感器

进气歧管压力传感器是D型(速度密度型)燃油喷射系统中非常重要的传感器，其作用是将进气歧管内的压力变化转换成电压信号，控制电脑(ECU)依据该信号和发动机转速(由装在分电器内的发动机转速传感器提供的信号)来确定进入气缸内的空气量。

1、安装部位与接线端子

由于歧管压力传感器内部有放大电路，故需要电源线，地线和信号输出线共三根导线，它们相应地在接线端子上有三个接线端，分别为电源端子(Vcc)、接地端子(E)和信号输出端子(PIM)，三个端子通过导线连接器及导与控制电脑ECU相连。

为了减少进气歧管压力传感器内部电子元器件的振动，它通常安装在车辆振动相对较低小的信置上，并处于进气总管的上方，以防来自进气歧管的窜气侵入压力传感器，另外进气歧管压力传感器从下边接受进气管压力也可防止信号传感器部分不受污染，，因此通过橡胶胶管从进气歧管靠近节气门处所采集的进气管气体，是从歧管压力传感器下端接入

的。

2、单体检测

(1)外观检视

检视时，只需从进气歧管靠近近节气门端找到橡胶管，便可在汽车上找到歧管压力传感器。首先在半闭点火锁的状态下，检查进气歧管压力传感器导线连接器的连接是否良好橡胶软管是否脱落，然后启动发动机，检查橡胶软管有无密封不严和漏气现象。

(2)仪表测试

A、接通点火开关(ON)用万用表的直流电压挡(DCV-20)测试接线端子Vcc与E2之间的电压值，该电压值即为ECU加在歧管压力传感器上的电源电压值，其正常值应为4.5-5.5V之间，若该值不正确，则应检查蓄电池电压或导线间的连接情况，有时问题也可能出在控制电脑ECU上。

B、接通点火开关，(ON)位，并从进气歧管压力传感器上拔下真空橡胶软管。使进气歧管压力传感器的进气口与大气相通，此时测试线端子输出电压信号，(PIM与地线E2之间的电压值)其正常值为3.3-3.9V之间，若输出电压过高或过低，均说明进气管压力传感器有故障，应予更换。

C、接通点火开关(ON)位，拆下进气歧管压力传感器上的真空橡胶软管，用手持直空泵向歧管压力传感器进气口处施以下不同的负压(真空度)，边施压边测试接线端子输电压信号

PIM与地线E2之间电压值，该电压值应随所施加负压的增长呈线性增长，否则，说明传感器内的信号检测电路有故障，应予以更换，例如皇冠3.0型轿车2JZ-GE发动机有关正常数据如表所示：

负压值(kPa)

13.3

26.7

40

53.5

66.7

电压值(V)

0.3-0.5

0.7-0.9

1.1-1.3

1.5-1.7

1.9-

2.1

二、空气流量传感器

空气流量传感器，是L型(质量流量型)电子燃油喷射发动机中最主要的传感器之一，它测试进入气缸的空气流量，是基本点火提前角的重要能数据。因此空气流量传感器单体的故障检测与分析，对电喷发动机是至关重要的。目前，空气流量传感器的种类较多，但就其测量原理的不同，大致分为三

种：叶板式、涡流式和热线式空气流量传感器，由于三种传感器的结构差异，其单体故障检测各异，现分别加以分析。

1、叶板式空气流量传感器

(1)安装部位及接线端子

叶板式空气流量传感器安装在空气滤清器的节气门体之间，以便准确测量吸入发动机的空气量。

在发动机控制中，为了精确得出发动机所需要的空气质量流量，需要考虑空气的密度，而空气的密度是随空气的温度，压力变化的，为了防止因空气温度变化而引进质量的检测偏差，在空气流量计中装有进气气温度传感器。因此叶板式空气流量传感器的连接端子上有空气温度信号(THA)输出(有

关进气温度传感器的情况将另外以分析)。

为了保证电喷发动机的电动燃油泵只在发动机运转时工作，防止误操作，因此在叶板式空气流量传感器内，装有电动燃油泵控制开关。只是在发动机转动时，有空气流入空气流量传感器后，油泵开关才闭合，从而启动燃油泵工作。当发动机停止转动，即使点火开关打开(ON)泵也不工作，因此，在叶板式空气流量传感器接线端子上有电动燃油泵控制信号(FC、E1)输出。

叶板式空气流量传感器共有7个接线端子，通过导线连接器，用导线与控制电脑相连，它位分别为：用于燃油泵控制的FC 和E1端子，用于输出空气温度信号的THA端子；用于向传

感器输入电源电压和接地VC的E2端子，以及向电脑ECU 输出进气量信号的VB和VS端子(采用双信号输出，在ECU 中以VB/VS)端子的电压比形式分析进气量，可以消除因电源电压VC的波动而使测量的进气信号失准的现象)

(2)传感器单体检测

①外观检测

首先检查导线与接线器接触是否良好(插接传感器时，要关闭点火开关)再检查空气流量传感器外壳有无破裂，与进气管连接处有无漏气的现象，(在发动机行驶时，可用纸片帖近空气流量传感器，看有无吸力，若有，则漏气，应加以密封紧固，对裂纹可粘修或更换)发动机停转后，关闭点火开关(OFF位置)，用手拔动叶板看基摆动是否平顺，有无卡滞现象，若有应更换。

②电压检测

接通点火开前，但不要起动发动机，然后在控制电脑ECU

的相应端子上测量叶板式空气流量传感器输入输出电压值(以判断其性能特征如何)，应符合下表规定：

端子

条件

标准电压(V)

VC-E2

测量板在任何开度

4-6

VS-E2

测量板全关

3.7-

4.3

测量板全开

0.2-0.5

③电阻检测

关闭点火开关(OFF位置)拔下叶板式空气流量传感器上的导线连接器，测量对应端子的电阻值，若阻值不符，应更换空气流量传感器，因车型不同，各端子间的电阻值略有差异，现仅以丰田CROWN2.85M-E发动机为例，列表如下供参数：测量端子

叶板位置

标准电阻(KΩ)

E2-VS

关闭

0.02-0.10

E1-FC

从全开到全闭

0.02-1.0

完全关闭

∞

任何开度

E2-VC

-

0.10-0.30

E2-VB

-

0.20-0.40

E2-FC

-

∞

2、涡流式空气流量传感器

(1)安装部位与连接端子

涡流式空气流量传感器通常与空气滤清器的外壳安装成一体，并与进气总管上的节气门体相连接。

为了便于对进气温度进行适时检测，涡流式空气流量传感器内装内进气温度，传感器，控制电脑ECU根据进气温度信号(THA)，对随气温度变化的空气密度进行修正，因此，涡流式流量传感器接线端子上有进气温度信号端子(THA)和进气温度传感器接地端子(E1)。

为了保证涡流式空气流量传感器内电路正常工作，通过控制电脑ECU给传感器输入工作电压，其信号端子为VC，传感

器接地端子为E2。

涡流式空气流量传感器输出信号端子上常以“KS”符号来表示。

(2)单体检测

现仅以丰田凌志LS400型轿车所装配的IUE-EF发动机上的反光镜式涡流空气流量传感器为例，进行传感器单体检测分板。

首先接通点火开关(ON)位置，但不启动发动机，此时测量ECU向传感器供电电压，即导线连接器端子VC与E2接地端子间的电压，正常值为：4.5-5.5V 。

当确定上述电压正常后，便可测量涡流空气流量传感器输出信号端子KS与接地端子E2之间的电压值。测量时，分为两个步骤，第一步是在打开点火开关发动机不启动时，KS与E2电压值时为4.5-5.5V。第二步，启动发动机，在怠速状态下(1000rad/min)，KS与E2端子之间的电压为脉冲电压，电压值在0.2-0.4V之间为合适。

3、热线式空气流量传感器

(1)安装部位与接线端子

热线式空气流量传感器安装在发动机的空气滤清器与进气总管之间，其后端为节气门体。

由于热线安装在进气管路中，在使用一段时间后，热线表面会受空气中灰尘的沾污，从而引起空气流量传感器输出信号

的偏差，使其测量精度降低，为克服此问题，在集成电路中设置了一个传感器热自清洁电路，使得每次关闭发动机时控制电脑ECU便控制着电路给热线输送一极限电压值，使热线迅速加热到1000度左右以清除其上的脏物，从而达到自清洁作用，因此，在热线式空气流量传感器导线连接器端子中，有一个由ECU输入自清洁信号的端子。

由于热线式空气流量传感器的热线所需电流较大，其电源的供给是不通过控制电脑ECU的，而是直接自于蓄电池(当然要通过有关继电器)因此接线端子中有蓄电池供电端子，同时也相应地增设了不通过控制电脑内部的搭铁端子，用它作为热线加热电路的搭铁端子。

热线式空气流量传感器通过两个接线端子，分别给控制电脑ECU输送热线电流变化的电压信号和冷线电阻变化的电压信号，(该信号相当于进气温度传感器THA信号)

热线式空气流量传感器除上述搭铁端子外，还另有一个搭铁端子是通过控制电脑ECU内部来搭铁的，它是传感器内部信成电路的搭铁端子。

(2)单体检测

热线式空气流量传感器的检测数据，因车型不同略有差异，但是检测方法基本相同。

①热线自清洁功能的检查

该车自清洁功能信号端用“F”表示，在不拔下导线连接器

的情况下，拆下空气滤清器和空气流量传感器的防尘网。启动发动机，并加速到2500rad/min以上，之后关闭点火开(OFF)位置，此时从拆下防尘网的进气通道处观察热线能否自动烧红，(关闭点火开关5s后，热线能加热到(1000度)并持续大约1s。如无此现象，说明空气流量传感器热线自清洁功能有故障，若“F”端子接线良好，则需更换空气流量计。

②输出信号特性检查

在关闭点火开半(OFF)位，的前提下，拔下空气流量传感器的导线连接器，并拆下空气流量传感器总成，进行单体测量，测量输出信号之前，需在传感器蓄电池电压输入端子“E”与搭铁端子“D”之间加蓄电池电压(蓄电池正极接E，负级接D)然后按下述步骤测量传感器输出电压值。

1、测静态输出信号值，用电压表测热线电压输出信号端子“B”与搭铁端子“D”之间电压值，正常值为1.6±0.5V，如电压不符，则应更换空气流量传感器，

2、用嘴或电吹风将热空气吹入空气流量计内，同时测量“B”端子与“D”端子间电压值，应有所上升，吹气时测量的电压值应保持在2.0-4.0V之间，否则应更换之。

3、用电吹风和电扇分别向空气流量传感器吹热风和冷风，并测量冷丝信号端子“A”与“D”之间电压值，应有波动变化为合适，否则应更换空气流量传感器。

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电喷发动机水温偏高分析

汽车发动机水温偏高或者“开锅”是一种常见的故障现象，造成这种故障的原因很多，是否一定要有冷却系统的故障才能造成水温高呢？回答是否定的。冷却系统故障如节温器打不开、水道阻塞、水箱散热片脏堵和风扇耦合器失效等的确是造成水温高的直接原因，但是对电控燃油喷射发动机来说，情况就不是这么简单了。下面就其他一些原因进行分析。

1.点火控制系统工作不良

发动机的点火提前角过大或过小都会造成水温高，这是因为发动机燃烧室内的热机能量转换条件被破坏造成的。由于点火时间选择不当，能量转换受阻，无功热能的积蓄致使发动机迅速升温，大大超出了冷却系统的散热能力，使冷却液沸腾。ECU对点火提前角的选定是依据一系列的信号采集器来完成的，如曲轴转角传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器、节气门位置传感器、氧传感器以及爆传感器等，它们将采集的信号传给ECU，ECU经过计算比较后，选择最优化的点火提前角，并对点火执行器发出指令，完成点火。

对于开环点火系统来说，由于缺少爆震传感器，对点火结果没有验证，当不同国家和地区燃油质量的差异使燃油爆震点产生不同时，这一微小的差异就会在高速运转的发动机中被放大，使热机能量转换损失而引起水温偏高。对于闭环点火系统，由于爆震传感器的介入，实现了ECU对点火结果的

监控，使点火时间更接近爆震点而又不引起爆震，有效地保证了热机转换条件。但由于此系统中的大部分采集器和执行器的工作环境恶劣，器件的损坏是不可避免的，任何一部分出错，都会影响点火提前角，仍然存在水温高的隐患。

总之，爆燃是生热的根源，只要有效地控制点火相位，保证系统完好，就会大大降低这一故障出现的机率。

2.冷却系统电控元件失效

这是指水温传感器、电子风扇继电器、电子风扇及其控制电路出现故障时造成的水温高故障。一般情况下，ECU对水温的信号采集是靠多个传感器来完成的，比较简单的系统包括以下两个水温传感器。

(1)一个水温传感器在发动机上水管的附近，在水温变化时其电阻值呈线性响应，它是水温表显示水温的唯一依据。此传感器损坏或其电路不良，可导致水温表显示水温失控。如果此传感器与水温变化呈负比例关系，则短路时显示水温过高，断路时显示水温过低或无反应。与温度呈正比例关系的水温传感器与之正好相反。

(2)另一个水温传感器对温度的响应有阶跃特性，即在某个温度区间，其电阻值陡然变小或变大。这种传感器在冷起动系统和控制电子风扇或继电器中常被采用，在某个水温区间，利用近似阶跃式的变化控制电子风扇或继电器电路的通断。如果此传感器或其电路出现故障，电子风扇不能在需要的时

候被起动，就会造成水温过高。

值得一提的是，很多高级轿车的冷却系统是由ECU参与工作的，还有的专为冷却系统配备了ECU，或用多个传感器监视水温、油温和气温，通过ECU或者多元继电器、继电器组组成的逻辑电路控制冷却系统的工作。这样的系统出现故障时，一定要从系统的原理入手，才可圆满解决问题。

3.自动变速器出现故障

汽车在同一档位的行驶速度与发动机的转速成正比，自动变速器作为发动机和行驶机构的中介系统，在同一模式、同一档位时也保持这种正比关系。如果自动变速器在规定的车速和转速时没有换档，此时高转速大转矩的发动机输出功率，对应变速器的小转矩传递，会造成发动机温度急剧上升，超出冷却系统的散热能力，使水箱“开锅”。

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电喷轿车怠速不稳

故障现象：一辆进口电喷轿车，当水温上升到正常值时，怠速仍然不稳，转速波动很大。

故障分析：怠速不稳是汽车常见故障，当排除点火提前角过小、点火高压漏电、火花塞烧蚀等非电控系统故障以后，首先应怀疑怠速步进电机及其阀门和氧传感器的故障。借助电控汽车诊断仪如“修车王”可以得到明确的诊断，并告诉您维修的方法。如果仪器显示怠速控制系统的故障，可卸下阀

体，按汽车使用说明书测量各端子阻值，以确定是否损坏，如果阻值正确，则故障可能是阀体被污物卡死或阀门通道截面因尘埃附着而减小，使怠速调节过程远远偏离正常值，污物可以清除，但步进电机损坏只能更换。

如果仪器显示氧传感器故障，只好更新，因氧传感器是不能修复的。电控系统的ECU是根据氧传感器的反馈信号对喷油量进行闭环控制的，正常工作时控制可燃混合气的空燃比在理想的范围内(λ=14.9-15.2)，这是汽车动力性和经济性的需要，也是控制排放指标的三元催化反应器高效工作环境的需要，但当燃油中的抗爆剂四乙基铅的氧化物附着于氧传感器上形成铅中毒现象时，传感器失去对排气中氧含量的敏感能力，致使ECU得不到氧的浓度信号而无法修正混合气浓度，致使怠速时无法加浓混合气而使怠速不能稳定运行。返回

电喷系统喷油器故障诊断

电控汽油喷射系统的喷油器实际上是一个电磁阀，作用是控制和雾化汽油。其针阀的升程量约为0.1mm，每次打开的时间约为2-10ms。喷油器的喷油量、开启时间和开启时刻，由电控单元根据发动机状况进行控制。

故障现象

喷油器的故障主要有以下几种形式：

(1)喷油器针阀胶结，使喷油器无法喷油。

(2)喷油器接线有油垢脏污，造成接触不良。

(3)喷油器出现裂纹，产生泄漏。

(4)喷油器线路出现故障。

(5)喷油器其他元件损坏，导致工作失常。

诊断与排除

当发动机起动不良或运转不良时，就有可能是喷油器故障引起的，应对喷油器进行诊断与检查。步骤如下：

(1)起动发动机，检查其速度和性能，逐一拔下与喷油器接线座相连的插件，如果发动机速度和性能发生了变化，证明该喷油器是正常的；如果发动机速度和性能未发生任何变化，则该喷油器是可疑的。

(2)用万用表测量可疑喷油器接线座两个端子之间的电阻，看是否符合标准值。电流驱动喷油器的电阻值一般为3Ω左右，电压驱动喷油器的电阻值一般为15Ω左右。如果电阻值不相符，则喷油器有故障，如相符，则进行下一步检查。

(3)检查与喷油器相连接的线路是否有故障。把12V的试验灯接在喷油器接插件两端之间，起动发动机，观察试验灯，如果试验灯不闪烁，则线路有故障，应检查喷油器的电源和接地线路；如果闪烁，则进行下一步检查。

(4)检查喷油器进油口是否堵塞，如堵塞，则更换，否则进行下一步检查。

(5)检查供油管路或供油总管，寻找有可能限制燃油流向喷油

器的堵塞物。

(6)检查喷油器的工作状况，将12V电源接到喷油器接线座的一个端子上，将另一个端子重复地与地接通和断开，如果每次接通地线时，喷油器都能发出短促的“咔嗒”声，则说明喷油器工作良好，否则更换。

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进气检测传感器故障分析

就目前汽车发展的现状而言，能源消耗的降低和尾气排放污染的控制是汽车必须解决的两个前沿问题。采用多点汽油喷射取代化油器作为燃油供给装置，使得汽车发动机，每一个气缸可以得到相等的燃油量配给，从而使进入气缸中的混合气空燃比接近一致，因此，汽车发动机便可以在较稀薄的混合气下工作，不仅使汽油消耗减少，同时也可以便尾气排放中的HC和CO的含量降到最底限。

汽油喷射目前采用电子集中控制系统。该控制系统的核心部件是控制电脑(ECU)，汽车研究机构的专家们经过大量的科学试验，采集了若干数据，并将这些数据存贮于控制电脑(ECU)内，以适应某些特定车型的具体要求。但是，若想使控制电脑很顺利地工作，则离不开发动机，不同工况、不同部位的瞬间信号输入，以便使控制电脑(ECU)分析判断和发出若干工作指令。这些输入信号则主要来源于安装在汽车有关部位的各个传感器。

用于汽车发动机上电子控制系统的传感器，因不同型号或不同出产年份的发动机不同，所采用的数量多少不一，即使同一类型的传感器也有不同的结构型式，但大体上可分为以下几种类型，进气量检测传感器、性能特征传感器、驾驶控制传感器以及位置传感器等。在电子控制燃油发动机的使用中，一旦某一个传感器发生故障，都会影响到整个控制系统的良好工作。因此，本文将对进气检测传感器基本结构原理、故障检测方法以及传感器的维护保养进行系统的分析研究，以便给广大的电控燃油喷射汽车的使用者、维护者提供一点参考，使您的汽车发动机在强劲的动力下正常运转。

进气量检测传感器

电子控制燃油喷射发动机中，用于检测进入发动机内空气量多少的传感器有两大类，一类是用于间接测量空气量的进气歧管压力传感器(又称为真空度传感器)，另一类是直接测量空气量的空气流量传感器。

(一)进气歧管压力传感器

进气歧管压力传感器是D型(速度密度型)燃油喷射系统的非常重要的传感器，其作用是将进气歧管内的压力变化转换成电压信号。该信号在控制电脑(ECU)内根据发动机转速(由装在分电器内的发动机转速传感器提供信号)来确定进入气缸内的空气量。它不适用于具有废气再循环的发动机。进气歧管压力D传感器开始在沃尔沃164型车上使用，后来其改进

型广泛应用于达特桑、杰戈娃、奔驰、雷诺、萨伯特、大众以及凯迪拉克等车型上。

1.工作原理

进气歧管压力传感器是集信号传感和信号放大于一体的部件。它是由压力转换元件和把压力转换元件输出信号进行放大的集成电路组成。压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅膜片，该膜片的一面是真空室，另一面通过橡胶管接进气歧管，故承受的是进气歧管的气体压力。硅膜片会在进气胶管压力的作用下产生变形，压力越大，硅膜片的变形越大，其电阻值就越大。反之，进气压力越小，硅膜片产生的电阻值就越小。在歧管压力传感器内部硅膜片产生的电阻值变化量，通过惠斯通电桥电路可将其转接成为电压信号。由于该信号很微弱，因此在传感器内部设有放大电路进行放大处理，而后，便可以从传感器端子输出相应的电压信号(PIM)，该电压信号与进气歧管压力成线性关系。

2.安装部位与接线端子

由于歧管压力传感器内部有放大电路，故需要电源线及电源地线、信号输出线其三根导线，相应地在接线端子上有三个接线端，分划为电源端子(VCC)、接地端子(E)和信号输出端子(PIM)三端子通过导线连接器及导线与控制电脑ECU相连。

为减少歧管压力传感器内部电子元器件的震动，因此它通常