汽車水溫傳感器的檢測與故障分析

王金 肇世華 張泰源 王力斌

摘 要：本文論述了水溫傳感器的結構和工作原理、水溫傳感器的檢測、水溫傳感器的故障分析和相關案例。

關鍵詞：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動機的噴油量有很大影響，進而影響發動機的燃燒性能。當混合氣過濃或過稀時，發動機的燃燒情況變壞，會引起發動機不易啟動，運轉不平穩，這時應檢查水溫傳感器是否工作正常。因此，掌握發動機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中顯得十分重要。

1 水溫傳感器的結構和工作原理

水溫傳感器內部的核心部件是一個半導體熱敏電阻，它具有負溫度電阻系數，即水溫越高電阻越低，水溫越低電阻越高。在-40時其電阻值約為30kΩ，90度時其電阻值為1KΩ左右。水溫傳感器電阻的大小會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引起電阻的變化，繼而有引起電路電壓的變化，把這個電壓信號傳給電腦ECU，ECU就可以根據這個電壓信號從電腦所存的數據里找到相對應的冷卻液的溫度。電腦根據這個溫度調整噴油量。當水溫低時，燃油蒸發性差，供給濃的混合氣，有利于發動機的冷機啟動。

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線，也是傳感器的電源線，所以這根線叫信號和電源線。水溫傳感器的信號線和電源線是一根線，共線的原因是發動機ECU內部5V參考電壓電路設有分壓電阻，因此當接上冷卻液溫度傳感器后，發動機ECU就能根據分壓信號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

點火開關置于OFF位置，拆下冷卻水溫度傳感器導線連接器，用數字式高阻抗萬用表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，然后從發動機上拆下傳感器，將該傳感器置于燒杯內的水中，加熱杯中的水，同時用萬用表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準值相比較，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，當點火開關置于ON位置時，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，打開點火開關，測量冷卻液的電源電壓應為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鏈接線束的導通情況，如果線路不導通，說明傳感器線束斷路或者連接器的插頭連接不良。應進一步檢查或更換。

3 水溫傳感器的主要故障

3.1 熱機啟動困難

熱啟動困難指的是在發動機達到正常工作溫度后，關閉點火開關，再次啟動發動機時，會出現啟動困難的故障。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水溫傳感器由于內部老化，電阻值為一穩定的大電阻或只在大電阻區域內變化。以上三種情況都會造成傳感器的電阻比實值地偏大，偏大的電阻值會讓傳感器發出偏大的電壓信號給電腦，發動機ECU根據這個信號判斷此時發動機冷卻液溫度比較低。發動機ECU給噴油器發出低溫供油信號，加大噴油量。啟動時，由于ECU得到的是一個比實地冷卻液溫度低的信號，所以會控制噴油器噴比實地需求還要多的燃油，此時有利于冷車啟動，但是當發動機熱了以后，發動機將難以啟動。

3.2 冷啟動困難

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

①水溫傳感器內部短路，電阻值為0；②水溫傳感器由于內部老化，電阻值為一穩定的小電阻或只在小電阻區域內變化；③水溫傳感器的電源線因磨破而搭鐵，電阻值為0。以上三種情況都會造成傳感器的電阻比實值地偏小，偏小的電阻值會讓傳感器發出偏小的電壓信號給電腦，發動機ECU根據這個信號判斷此時發動機冷卻液溫度比較高。發動機ECU給噴油器發出高溫供油信號，減少噴油量。啟動時，由于ECU得到的是一個比實地冷卻液溫度高的信號，所以會控制噴油器噴少的燃油，此時由于混合氣不夠濃發動機往往難以啟動。特別是在發動機溫度低的時候最難啟動，發動機往往需要打幾次火后才能啟動著車。但是只要發動機啟動著，發動機就能正常工作而無異常。

4 相關維修案例

4.1 熱啟動困難故障案例

故障現象：啟動車輛后，儀表的故障燈一直亮。若在冷車狀態下啟動車輛，則發動機容易運轉起來。若在冷車狀態下啟動車輛，反而發動機難以啟動。

故障診斷：采用人工方法調取故障碼，調出兩個故障碼：13氧傳感器信號中斷或發動機未達到工作溫度；15冷卻液溫度傳感器信號電壓過高。關閉點火開關，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。經過幾次啟動后重新調取故障碼，結果只剩下故障碼15。

對冷卻液溫度傳感器進行檢查，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，在標準值范圍內。打開點火開關，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，動力系統模塊無法讀取到冷卻液溫度傳感信號。打開線束護套進行檢查，發現導線在線束插頭的根部斷裂。修復線路，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線斷路，此故障狀態下，動力系統控制模塊接收到的是一個5V信號，相當于-40度一下的冷卻液溫度信號，同時按照默認溫度值（如25度）來替代冷卻液溫度信號，因此熱車啟動工況下，噴油量會濃，發動機難以啟動。

4.2 冷啟動困難故障案例

故障現象：該車冷起動時較困難，當溫度正常發動時一切工作又都恢復正常。

故障排除：用“修車王”掌上檢測電腦對其進行檢測，在沒有讀出故障代碼的情況下，又對其水溫傳感器、進氣溫度傳感器進行檢測結果分別為50℃和30℃，一切正常，因是冷車時的故障，在第二天早晨冷車時我們又對該車進行了一次檢測，當檢測到水溫時發現讀數仍為50℃，說明水溫傳感器損壞，對其進行更換，試車后原故障排除。

參考文獻

[1]雜志社.汽車維修技師——豐田車系[M].遼寧：遼寧科學技術出版社.

[2]王洪章，趙春.汽車發動機電控系統結構與維修[Z].