燃油傳感器失效故障排除

孟維信，潘星屹，李文然

（中國重汽集團濟南特種車有限公司，山東 濟南 250022）

1 故障現(xiàn)象

某車輛行駛過程中出現(xiàn)油位一直顯示為0的問題。接到通知后，我司十分重視，立即安排技術服務人員到現(xiàn)場檢查處理，初步判斷為燃油傳感器失效導致燃油表顯示異常。為保證客戶車輛正常運行，我司技術服務人員對故障車輛的燃油傳感器進行更換。更換后，故障消除，儀表正常顯示油位信息。損壞的燃油傳感器被取回公司，并對該件進行了故障分析。

2 問題分析

針對燃油傳感器失效的問題，構建燃油傳感器失效故障樹如圖1所示。

圖1 燃油傳感器失效故障樹

3 原因排查

1）X1—油浮子卡滯 對故障件進行拆檢，油浮子上下移動正常，無卡滯現(xiàn)象，故此原因排除。

2）X2—信號線破股斷開 用萬用表進行測量，線路導通，連接正常，故此原因可以排除。

3）X3—信號線脫焊 對傳感器信號線焊接部位進行檢查，焊點正常，連接牢固，無脫焊等現(xiàn)象，故此原因可以排除。

4）X4—印制信號線斷路 用萬用表對印制信號線引線1和2進行檢測，線路導通，故此原因可以排除。

5）X6—電阻故障 肉眼查看線路板各電阻焊接牢靠，并用萬用表測量各個電阻阻值，阻值正常，此原因可以排除。

6）X5—干簧管損壞 故障件測試如圖2所示。用萬用表檢測失效燃油傳感器的電阻，浮子上下移動時，各個位置點的輸出電阻保持不變，均為4.4 Ω（技術要求為：隨著油位的上升，輸出電阻逐漸增大，最高位置時，輸出電阻為180 Ω±12，在最低位置時，輸出電阻為：3 Ω±3），輸出電阻不符合技術要求。將燃油傳感器拆解，發(fā)現(xiàn)內(nèi)置電路板中，最底端位置的干簧管玻璃有一半破裂，損壞的干簧管如圖3所示。將損壞的干簧管剔除，重新焊接新的干簧管后，再次用萬用表進行檢測，浮子自下向上移動時，輸出電阻有規(guī)律地變大，最小為3.0 Ω，最大為179.7 Ω，如圖4所示，輸出電阻正常。因此最底端位置干簧管損壞失效是導致問題發(fā)生的根本原因。

圖2 故障件測試

圖3 損壞的干簧管

圖4 修復后檢測

4 機理分析

此燃油傳感器為電阻式液位傳感器，其浮子干簧管式液位傳感器結構如圖5所示，由電子管和可沿軸上下移動的環(huán)狀浮子組成。浮子內(nèi)嵌有永久磁鐵，電子管內(nèi)裝有若干干簧管和電阻焊接而成的線路板。干簧管內(nèi)有磁簧開關。磁簧開關在正常狀態(tài)下是斷開的，當浮子靠近時，浮子內(nèi)嵌有的永久磁鐵將磁簧開關吸合導通；當永久磁鐵跟隨浮子離去時，磁簧開關即斷開。該電阻式液位傳感器就是利用浮子的上下移動，使永久磁鐵產(chǎn)生的磁場控制相關位置干簧管的通斷，進而改變有效電阻的數(shù)量，通過燃油傳感器輸出不同的阻值給儀表，從而體現(xiàn)油位的變化，電子管內(nèi)部線路板原理圖如圖6所示。圖6中，S1、S2……S17、S18、S19吸合時，用萬用表測量引線1和引線2兩端的電阻分別如下。

R1（燃油表顯示為0）

R1+R2

……

R1+R2+……R17

R1+R2+……R17+R18

R1+R2+……R17+R18+R19（燃油表顯示為滿位）

圖5 浮子干簧管式液位傳感器結構

圖6 電子管內(nèi)部線路板原理圖

分析原理圖：磁簧開關S1常吸合時，無論浮子在哪個位置，由電阻定律（R2……R18、R19組合的電阻和一根無電阻的理想導線并聯(lián)，總電阻始終為0），等效電路始終如圖7所示，即有效電阻只有R1，所以用萬用表測得引線1和引線2兩端阻值始終為R1（燃油表顯示為0時的電阻），這與失效燃油傳感器的檢測結果一致。這就從理論上證明了：最低位置點干簧管損壞、常閉合，能夠?qū)е掠臀粋鞲衅魇А⒂臀皇冀K顯示為0。

圖7 S1常閉后等效電路

磁簧開關在正常狀態(tài)下是斷開的，管內(nèi)有惰性稀有氣體，目的是確保內(nèi)部接點與大氣隔絕，防止接點氧化和碳化后造成磁簧開關常閉合。而故障燃油傳感器位于底部第一位點的干簧管玻璃有一半破碎后，磁極接點慢慢地被氧化和碳化而變?yōu)槌Ｎ蠣顟B(tài)，導致了磁簧開關S1常吸合、油位始終顯示為0。