淺談別克轎車空氣流量傳感器的維修

黎晶榮

（廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西 南寧 530031）

電控燃油噴射系統(tǒng)（簡稱EFI）已在國內(nèi)外轎車上廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)利用各種傳感器來檢測發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的各種參數(shù)信號，由電控單元（簡稱ECU）經(jīng)過計(jì)算、分析、對比，根據(jù)發(fā)動機(jī)的各種工況需要控制噴油量，保證發(fā)動機(jī)具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。電控燃油噴射發(fā)動機(jī)對汽油的清潔度要求很高，應(yīng)使用牌號和品質(zhì)完全符合要求的無鉛汽油。燃油中不可添加防凍劑，燃油濾清器應(yīng)定期更換，發(fā)動機(jī)應(yīng)該進(jìn)行定期保養(yǎng)，以防各執(zhí)行器或各傳感器工作性能喪失。一旦電控單元（簡稱ECU）接收到不正常的工作信號，將會造成發(fā)動機(jī)工作性能下降。

1 故障現(xiàn)象

一輛上海別克君威2.5轎車，行駛8萬km。駕駛員反映：在行駛過程中，發(fā)現(xiàn)該車輛動力明顯下降，中速行駛時(shí)加速困難，且高速行駛時(shí)，車速超過100 km/h時(shí)，發(fā)動機(jī)抖動。根據(jù)駕駛員反映的情況，首先對該車輛進(jìn)行了驗(yàn)證：在怠速時(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；路試平地中速行駛正常，加速或爬坡時(shí)動力不足，且車速超過100 km/h以后，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)喘震現(xiàn)象。

2 故障分析

通過對故障現(xiàn)象分析，初步判斷產(chǎn)生故障的原因大致有以下幾種：

（1）燃油供給系統(tǒng)供油壓力不足；

（2）點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火能量下降；

（3）空氣供給系統(tǒng)進(jìn)氣量不足；

（4）自動變速器故障；

（5）發(fā)動機(jī)某個(gè)傳感器信號丟失。

這5個(gè)內(nèi)容出現(xiàn)故障的機(jī)率比較大。

根據(jù)以上分析思路，按照由簡到繁的順序，進(jìn)行以下各項(xiàng)的檢查。

2.1 使用TECH-2讀取故障碼

接該車輛后，觀察儀表板上的故障指示燈，并未點(diǎn)亮。使用TECH-2讀取故障碼，發(fā)動機(jī)、變速器都沒有故障碼存在。懷疑車輛可能存在間歇性故障，起動發(fā)動機(jī)使其達(dá)到正常的工作溫度后，不斷改變節(jié)氣門開度的位置，模擬發(fā)動機(jī)在不同的工況下工作，觀察故障指示燈一直未點(diǎn)亮，因此可以排除車輛存在間歇性故障的可能性。

其次，對該車輛進(jìn)行失速試驗(yàn)檢查，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2200 r/min，在正常范圍內(nèi)。

2.2 使用TECH-2讀取數(shù)據(jù)流

使用TECH-2讀取發(fā)動機(jī)主要數(shù)據(jù)流：

發(fā)動機(jī)怠速時(shí)怠速控制閥為33步；

節(jié)氣門位置傳感器為0%；

進(jìn)氣溫度傳感器為22～24℃；

空氣流量器為4.1 g/s；

進(jìn)氣歧管絕對壓力為38 kPa，

O2S氧傳感器為125～825 mV；

點(diǎn)火提前角為21°；

噴油脈寬為2.9 ms。

不斷改變發(fā)動機(jī)的各工況檢查數(shù)據(jù)流，發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)基本在正常范圍內(nèi)；檢查發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，也未發(fā)現(xiàn)有缺火現(xiàn)象。此時(shí)，懷疑此故障可能跟混合氣有關(guān)，通過查看維修資料知道，別克君威轎車發(fā)動機(jī)混合氣濃度的控制，主要由動力控制模塊（PCM）來決定，PCM在基于燃油供給系統(tǒng)工作正常下，利用空氣質(zhì)量流量（MAF）傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力（MAP）傳感器和氧傳感器（O2S）的反饋信號等進(jìn)行控制。因此，需對燃油供給系統(tǒng)、空氣流量傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器和氧傳感器的工作性能是否正常，進(jìn)行檢查。

2.3 檢查燃油供給系統(tǒng)

在基本確定故障現(xiàn)象與混合氣濃度有關(guān)系后，先檢查空氣供給系統(tǒng)有無漏氣，經(jīng)過對進(jìn)氣系統(tǒng)各個(gè)部位的檢查，未發(fā)現(xiàn)有漏氣，排除進(jìn)氣系統(tǒng)有漏氣；

拆檢空氣濾清器濾芯，未發(fā)現(xiàn)堵塞；檢查燃油濾清器未見有油泥，倒出來的汽油也不是很臟，排除燃油濾清器堵塞；

然后檢查燃油系統(tǒng)管路，也末發(fā)現(xiàn)有泄漏點(diǎn)。

最后，使用燃油壓力表，檢查燃油系統(tǒng)管路油壓，先把燃油壓力表連接到快速檢測口，起動發(fā)動機(jī)，檢查發(fā)動機(jī)在各工況下燃油系統(tǒng)的供油壓力是否正常。實(shí)測數(shù)據(jù)為：

發(fā)動機(jī)怠速時(shí)為286 kPa；

怠速時(shí)拔下燃油壓力調(diào)節(jié)器上的真空軟管時(shí)為342 kPa；

改變節(jié)氣門開度，燃油壓力表上顯示的讀數(shù)，隨節(jié)氣門開度的變化而變化（即隨節(jié)氣門開度增大，壓力值增大；隨節(jié)氣門開度減小，壓力值降低）。

查閱維修資料得知，該車燃油供給系統(tǒng)供油壓力正常，排除燃油供給系統(tǒng)供油壓力不足故障。

2.4 傳感器性能檢測

別克君威轎車對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，采用空氣流量傳感器和進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器兩種方法進(jìn)行測量。

一種是速度密度法，即用歧管絕對壓力傳感器，來檢測進(jìn)氣歧管壓力真空的變化，當(dāng)測試診斷排氣再循環(huán)流量歧管壓力的變化量時(shí)，更新氣壓讀數(shù)。作為其他診斷的啟用因素，動力系統(tǒng)控制模塊監(jiān)視歧管絕對壓力信號，是否超出歧管絕對壓力傳感器正常范圍，如果動力系統(tǒng)控制模塊探測到歧管絕對壓力信號電壓不正常，將設(shè)置故障碼。

另一種是流量法，即用空氣流量傳感器（MAF）來測量進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量，動力系統(tǒng)控制模塊（PCM）使用空氣流量（MAF）信息來監(jiān)視發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件，以便進(jìn)行燃油供給計(jì)算，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量大，表示加速或高負(fù)荷工況；反之，則表示減速或怠速。

既然發(fā)動機(jī)在各工況的供油壓力都正常，空氣供給系統(tǒng)也無漏氣現(xiàn)象，所以懷疑MAF、MAP和O2S氧傳感器工作性能不正常。

首先，對空氣流量傳感器性能進(jìn)行檢測，目視外圍線路沒問題，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開空氣流量傳感器，發(fā)動機(jī)熄火時(shí)接通點(diǎn)火開關(guān)，將數(shù)字式萬用表連接到空氣流量傳感器信號電路與可靠接地之間電壓測量值為5.0 V，將測試燈連接在空氣流量傳感器點(diǎn)火供電和接地電路之間測試燈啟亮。通過檢查知道，空氣流量傳感器的線路正常，但是通過對發(fā)動機(jī)主要數(shù)據(jù)流的對比，空氣流量傳感器的數(shù)據(jù)流在怠速時(shí)4.1 g/s有點(diǎn)偏低，于是拆檢空氣流量傳感器，檢查發(fā)現(xiàn)該車的空氣流量傳感器積炭很多，懷疑傳感器積炭過多引起，使用化清劑清洗空氣流量傳感器，并用壓縮空氣吹干后，接上傳感器線束插頭，起動發(fā)動機(jī)后又熄滅，觀察空氣流量傳感器加熱電阻絲能在5 s內(nèi)變紅色，1 s后熄滅，說明MAF傳感器自潔功能正常。

重新裝好進(jìn)氣軟管，并起動發(fā)動機(jī)，連接診斷儀檢查MAF傳感器數(shù)據(jù)流正常，路試檢測未發(fā)現(xiàn)先前的故障，車輛行駛正常。

3 診斷結(jié)果

空氣流量傳感器的熱線積垢之后，傳給PCM的電壓信號便會不準(zhǔn)，此時(shí)污物會影響輻射，使冷卻效應(yīng)降低。當(dāng)空氣流量增大時(shí)，熱線溫度降低緩慢，其電阻值的變化量也相應(yīng)減少，因而橋壓和流過熱線的電流不能相應(yīng)地增加，以致傳給PCM的信號電壓偏低，造成混和氣過稀。

雖然熱線式空氣流量傳感器都加裝了燒凈電路，即在每次停機(jī)時(shí)，PCM會自動給熱線高溫（1000℃）加熱1 s，以燒掉熱線上的污物和塵土，但有時(shí)由于使用燃油品質(zhì)過低，導(dǎo)致進(jìn)氣管產(chǎn)生回火，造成過多的雜質(zhì)和積炭膠結(jié)在金屬鉑絲上，故單靠加溫?zé)峋€的凈化裝置也難以清除。因此，必須拆下空氣流量傳感器直接噴洗，才能恢復(fù)其正常功能。建議車主經(jīng)常使用燃油添加劑，使汽油充分燃燒。

4 故障產(chǎn)生的原因分析

空氣流量傳感器由防止逆轉(zhuǎn)屏蔽、取樣管、白金熱線、上游溫度傳感器電阻、電子回路、電連接器等部件組成。其工作原理是：

MAF為三導(dǎo)線型，安裝在進(jìn)氣岐管中，MAF傳感器測量單位時(shí)間內(nèi)空氣通過MAF傳感器進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的空氣量。PCM利用空氣質(zhì)量流量信息監(jiān)視發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便燃油供給計(jì)算，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣的空氣量小，表示車輛處于減速或怠速狀態(tài)。熱線電阻元件被加熱至環(huán)境溫度以上，出進(jìn)入氣門體內(nèi)的空氣流經(jīng)MAF傳感器時(shí)，部分熱量被帶走，空氣流量較大，帶走的熱量越多。

為使MAF傳感器的熱線電阻元件的溫度，與環(huán)境溫度的差值保持恒定不變，便需要額外的電阻來加熱熱線電阻元件。MAF傳感器通過測量該電流的電壓，確定空氣流量的大小。由于空氣流量傳感器的輸出信號，被轉(zhuǎn)換成頻率，所以空氣流量傳感器接收到的信號分辨率高，且抗噪性能強(qiáng)。

熱線式空氣流量傳感器工作原理是：

當(dāng)進(jìn)氣量增大時(shí)，由于空氣帶走的熱量增多，為保持熱線電阻溫度，混合集成電路使通過熱線電阻Rn上的電流增大，反之，則減小。這樣，通過熱線電阻Rn的電流隨空氣流量的增大而增大；反之，隨空氣流量的減小而減小。

通過熱線電阻的加熱電流，在流經(jīng)精密電阻R時(shí)，在R上產(chǎn)生電壓降，此電壓降經(jīng)混合集成電路，轉(zhuǎn)換成頻率信號，輸出給PCM。PCM據(jù)此信號確定進(jìn)氣量的多少。

另外采用熱線式空氣流量傳感器的具有自潔功能，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行到熄火后，該電路會把加熱電阻絲自動加熱至l 000℃以上的高溫，以清潔熱線電阻上的雜質(zhì)。

5 結(jié)束語

上述車輛故障，是因?yàn)樵撥囬L期使用，而又沒有做定期保養(yǎng)清洗燃油管路，從而使空氣流量傳感器熱線電阻絲積垢越來越多，PCM接收到的空氣流量傳感器信號偏低，導(dǎo)致混合氣過稀引起。

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