現代電控發動機傳感器故障典型案例分析和排除

李 超

（重慶科創職業學院汽車工程學院，重慶 永川 402160）

中國汽車保有量逐年遞增，已成為世界上汽車保有量最大的國家，汽車已經成為家庭的必需品。現代汽車故障電控系統問題日益增多，汽車電控系統故障大部分都受到傳感器的影響，汽車傳感器功能、使用方法和檢測方法對于排除汽車電控故障特別重要。

1 汽車傳感器的概念

傳感器是一種檢測裝置，能檢測到被測量的信息，并將檢測到的信息，按一定規律轉換成為電信號或其他所需形式的信號進行輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、記錄及系統控制等各方面要求。汽車傳感器是汽車控制系統的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、介質溫度、發動機運轉工況等情況轉化成電信號輸給汽車控制系統，以便發動機處于最佳工作狀態。汽車上傳感器很多，判斷傳感器是否出現故障時，不應僅只考慮傳感器本身，而應考慮出現故障的整個控制電路。因此，在查詢故障時，除了檢查傳感器之外，還要檢查線束、插接器以及傳感器與ECU之間有關的全部電路。

2 汽車傳感器功能介紹

汽車分為發動機、底盤、電器和車身4大部件，在這4大組成部件中，傳感器應用特別廣泛，汽車傳感器過去單純用于發動機上，現已擴展到底盤、車身和電器系統上了。這些系統采用的傳感器有100多種，比如發動機上傳感器有空氣流量計、進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、節氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器、排氣氧傳感器等。汽車底盤傳感器有：車速傳感器、溫度傳感器、軸轉速傳感器、壓力傳感器等，轉向系統傳感器有轉角傳感器、轉矩傳感器、液壓傳感器等。現在簡單介紹汽車發動機進氣歧管絕對壓力傳感器。

進氣歧管絕對壓力傳感器MAP的功能和安裝位置：D型電控燃油噴射系統中，由進氣歧管絕對壓力傳感器測量進氣管壓力，把該信號轉換為電信號輸入發動機ECU。它安裝在發動機節氣門與進氣門之間的進氣管上，實際測量的是進氣管的真空度，通過計算換算成反映進氣量的參數，并把該信號反饋到發動機ECU。進氣歧管絕對壓力傳感器通常可以分為壓敏電阻式、電容式、膜盒式3種類型。電容式進氣歧管絕對壓力傳感器是利用電容效應檢測絕對壓力，發動機工作時，進氣管里的進氣壓力相當于作用于膜片，使電容C1和電容C2發生變化，電容的變化量經過測量電路轉換成電壓信號輸送給ECU，ECU通過處理這些信號計算出進氣歧管壓力大小，從而計算出進氣量的大小。

進氣歧管絕對壓力傳感器的拆檢流程和參數的技術標準為：MAP和ECU一般為3根導線進行連接，分別為電源線、輸出信號線和搭鐵線。把點火開關打在ON擋位時，測量電源線和搭鐵線之間的電壓應該為5 V左右，這是ECU提供給MAP的電源電壓。在加速情況下，輸出信號線和搭鐵線的電壓應該隨著真空度的增加而下降。

3 故障案例

3.1 故障現象

一輛新大眾桑塔納汽車，車輛識別代碼LSVAP4BR5HU 811426，車主反映：2017年6月購買，目前行駛不到12000 km。該車熱車時發動機怠速不穩，加速不良并且伴隨有排氣管冒黑煙情況，在踩油門踏板加速時排氣管還有突突的爆炸聲。

3.2 傳感器故障分析與排除

1）讀取發動機故障代碼

本車型是大眾桑塔納2017年最新款，采用缸外噴射自然吸氣式4缸發動機，該發動機采用獨立點火線圈點火，出現上述情況，首先采用元征X431解碼器讀取汽車發動機故障代碼，解碼器顯示沒有任何故障代碼。維修人員覺得不太可能，于是更換成金德KT600解碼儀讀取故障代碼，仍然沒有任何故障代碼。

2）檢測發動機氣缸壓縮壓力

因為解碼儀沒有讀取出任何故障代碼，該維修小組就按照電控發動機怠速不良的診斷流程，取下火花塞，逐一檢查每缸氣缸的壓縮壓力，檢測4次，算出平均值，該發動機4缸壓縮壓力都是在0.98 MPa左右。該汽車發動機氣缸壓縮壓力正常范圍是在0.8～1.2 MPa之間，故發動機壓縮壓力正常，沒有出現氣缸漏氣的情況。

3）配氣正時和燃油壓力檢測

上述參數正常，按照發動機加速不良診斷流程，檢測點火正時屬于正常，用示波器檢測點火波形也正常，燃油泵工作壓力和保持壓力也屬于正常，于是，維修小組對發動機空氣濾清器、汽油濾清器、節氣門閥體、噴油器進行清洗和更換，效果不明顯，故障依然存在。

4）讀取發動機動態數據流

用元征X431解碼儀讀取汽車發動機怠速工作時相關參數，檢測到相關數據為：發動機怠速轉速850 r／min、冷卻液溫度85℃、噴油脈寬6.1 ms、氧傳感器輸出電壓0.8～1.1 V，這些參數中，除噴油脈寬外其他參數正常。噴油脈寬是每一次噴油的時間，其標準值一般為2～4 ms，該車是6.1 ms，明顯超過標準值，說明汽車發動機燃燒的空燃比較低，混合氣過濃。

5）故障原因分析

該車發動機怠速不良，排氣管冒黑煙和排氣管伴隨著突突聲音的現象是由于發動機燃燒空燃比過小而引起，而決定噴油量大小的因素主要是空氣流量的多少和發動機轉速的大小。因此在處理該類型故障時，應重點檢查空氣流量計、進氣歧管絕對壓力傳感器MAP及轉速傳感器的信號是否準確以及控制電路的問題。

空氣流量計和進氣歧管絕對壓力傳感器是汽車發動機控制空燃比的第1參數。因此維修小組決定先對進氣歧管絕對壓力傳感器進行檢測，判斷是不是傳感器的電控故障，由于發動機ECU內無故障碼顯示，說明進氣歧管絕對壓力傳感器不存在斷路和短路故障。在發動機怠速運轉過程中，維修人員拔下MAP的傳感器插頭，這時故障現象發生變化，故障報警燈閃亮，但發動機運轉平穩，黑煙消失，突突聲音也消失，加速性能良好。說明發生本故障的原因應該在MAP上。

6）故障診斷與排除

拔下MAP傳感器接頭，用數字萬用表測量MAP傳感器的電源電壓在5.0 V左右，插上插頭，起動發動機，測量傳感器的信號電壓為4.5 V，猛踩加速踏板時電壓無任何變化。拔下MAP的真空軟管，信號電壓仍為4.5 V，發動機熄火，點火開關置于ON擋位，信號電壓仍為4.5 V。再次起動發動機，用手觸摸MAP上的真空軟管，感覺不到真空吸力，至此真相大白，MAP傳感器真空管堵塞是造成信號電壓不變的直接因素，此時MAP輸送給ECU的4.5 V電壓相當于節氣門全開時的電壓，使發動機ECU一直誤認為節氣門處于全開狀態，因而發出加濃噴油的指令，使混合氣過濃，空燃比失調，造成發動機燃燒不完全，排氣管冒黑煙，發動機動力下降。用金屬探針將進氣歧管上的細鐵管的積炭鉆通并清洗后裝復MAP，起動發動機，發現汽車發動機加速良好，怠速平穩，黑煙消失，排氣管突突聲也消失，該故障徹底排除。

4 結論

汽車工作過程中，提高汽車發動機性能指標關鍵在于精準控制燃油噴射量和點火提前角。為了精確控制這2個參數就需要很多傳感器提供有效信息，如發動機的進氣量、凸輪軸位置等。為此，電控汽油發動機上裝有空氣流量傳感器等，以便對發動機各電控系統進行精確的控制。汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息源，是汽車電子控制系統的核心部件。今后，汽車用傳感器除了提高可靠性及品質外，還將向多功能化、模塊化、智能化、微型化技術方向發展。掌握汽車傳感器的工作原理、安裝位置、功能作用、檢修方法排除汽車電控故障特別重要，這也是我們提高工作效率和提高汽車維修水平必須掌握的一門核心技能。