伊蘭特轎車氧傳感器及曲軸位置傳感器的故障檢測(cè)方法

馬婕 潘江如 巴寅亮 顏俊先

摘 要：隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了汽車維修行業(yè)的前進(jìn)。但在汽車檢測(cè)的實(shí)際操作過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)僅僅通過(guò)一種檢測(cè)方法并不能準(zhǔn)確確定故障發(fā)生的原因和位置，無(wú)法排除故障，為維修帶來(lái)一定的困擾。為能夠更好地檢測(cè)汽車傳感器故障，文章針對(duì)汽車部分傳感器的實(shí)際檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，為之后汽車維修的研究提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：伊蘭特轎車;傳感器;故障特征;檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：U471.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-201-03

Fault Detection Method of Oxygen Sensor and Crankshaft Position Sensor for Elantra Car

Ma Jie1， Pan Jiangru2， Ba Yinliang1*， Yan Junxian1

（1.School of Transportation and Logistics Engineering， Xinjiang Agricultural University， Xinjiang Urumqi 830052;

2.Institute of Mechanical and Electrical Engineering， Xinjiang Institute of Engineering， Xinjiang Urumqi 830052 ）

Abstract： With the continuous development of the automobile industry， and then drive the automobile maintenance industry forward. However， in the actual operation of automobile detection， it will be found that sometimes only through a detection method cannot accurately determine the cause and location of the fault， cannot troubleshoot， and bring some trouble for maintenance. To be able to better detect automotive sensor failures. This paper introduces in detail the actual detection methods of some automobile sensors and briefly explains the experimental results to provide the basis for the later research of automobile maintenance.

Keywords： Elant sedan; Sensors; Fault features; Detection method

CLC NO.： U471.2? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）17-201-03

前言

汽車電控系統(tǒng)的故障檢測(cè)是為了更好地排查汽車運(yùn)行存在哪些問(wèn)題或隱患，幫助維修人員檢測(cè)故障，使用檢測(cè)設(shè)備輔助維修人員可以使汽車電控系統(tǒng)的維修變得更加方便快捷。通過(guò)檢測(cè)儀的故障碼提示，分析檢測(cè)設(shè)備提供的信息，找出電控系統(tǒng)的問(wèn)題所在，進(jìn)而解除故障[1-3]。但部分故障發(fā)生時(shí)可能沒(méi)有故障碼提醒，需要其他設(shè)備進(jìn)一步排除故障，縮小故障出現(xiàn)的范圍，才能找到解決故障的方法。

對(duì)于北京現(xiàn)代伊蘭特轎車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，其由氧傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器等組成。本論文要針對(duì)伊蘭特轎車氧傳感器和曲軸位置傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)，找出其在故障檢測(cè)中的特點(diǎn)，為之后傳感器的檢測(cè)提供經(jīng)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)方案

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

本次檢測(cè)針對(duì)的為北京現(xiàn)代伊蘭特汽車。電腦檢測(cè)儀可以很快地提示故障碼，通過(guò)故障碼提醒發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的是電控系統(tǒng)哪個(gè)位置有故障。檢測(cè)儀可以及時(shí)讀取汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)流，方便將有無(wú)故障情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析其差異性。在檢測(cè)過(guò)程中要求蓄電池電壓高于11.5V，并關(guān)閉所有用電設(shè)備。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

首先，將電腦檢測(cè)儀與汽車電控系統(tǒng)相連接，通過(guò)故障控制面板設(shè)置傳感器故障，然后打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，按照步驟使用電腦檢測(cè)儀讀取故障碼與數(shù)據(jù)流。

在操作過(guò)程中要保證每次故障設(shè)置僅為一種電控元件，并在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)解除故障并清除故障碼，以防止對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)流產(chǎn)生影響。將電腦檢測(cè)儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)記錄好后，并通過(guò)萬(wàn)用表、LED燈和示波器等檢測(cè)設(shè)備檢查找出故障產(chǎn)生的具體原因[4-7]。

2 傳感器故障檢測(cè)

2.1 氧傳感器故障檢測(cè)

隨著汽車的保有量的逐年增加，汽車尾氣排放優(yōu)化成為研究的熱點(diǎn)話題，汽車氧傳感器的安裝正是為了解決這一問(wèn)題。氧傳感器是通實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車排放尾氣中氧氣含量，通過(guò)檢測(cè)到的排放情況判定空燃比大小，并通過(guò)信號(hào)傳送給ECU，從而調(diào)整至最佳燃油混合氣，達(dá)到減少污染的目的。[8-10]

本次實(shí)驗(yàn)是將氧傳感器故障設(shè)置為信號(hào)線開(kāi)路，氧傳感器檢測(cè)試驗(yàn)步驟如下：

2.1.1 故障現(xiàn)象

首先打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)為怠速穩(wěn)定狀態(tài)。

（1）用電腦檢測(cè)儀讀取故障碼與數(shù)據(jù)流

通過(guò)電腦檢測(cè)儀讀取故障碼，可以看到故障碼顯示為P0130：氧傳感器線路故障。氧傳感器故障碼需要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行幾分鐘后方能讀取出。讀取的數(shù)據(jù)流見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)比有無(wú)故障時(shí)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)氧傳感器（前）信號(hào)電壓保持0.45V恒定不變，說(shuō)明線路為斷路狀態(tài)。

（2）用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量線路電流電壓

用數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓擋，并將其量程調(diào)整至20V。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，將紅黑表筆分為與圖2中4號(hào)腳和搭鐵相連，測(cè)量氧傳感器加熱器的供電電壓。此時(shí)，萬(wàn)用表顯示為12V，代表氧傳感器加熱器供電電壓正常，該線路為通路。

關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，將擋位更換為歐姆擋量程200Ω處，用于測(cè)量氧傳感器加熱器線圈內(nèi)阻值。測(cè)量圖2中4腳與3腳之間的電阻值。在無(wú)故障且常溫情況下，該阻值應(yīng)為12.5Ω左右。如果測(cè)量值與正常值差異大，應(yīng)及時(shí)更換氧傳感器。

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，在其達(dá)到正常工作溫度后，測(cè)量圖2插頭1、2腳之間的信號(hào)電壓。如果該電壓不滿足在0.1～0.9V之間變化或者變化次數(shù)并非15～30次/分，則更換氧傳感器。

（3）用示波器（電腦檢測(cè)儀KT600）檢測(cè)傳感器輸出的波形

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可用示波器測(cè)量氧傳感器輸出信號(hào)的電壓波形與正常情況進(jìn)行對(duì)比，圖3為正常情況下實(shí)測(cè)氧傳感器輸出信號(hào)電壓波形圖。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到正常溫度后，將電腦檢測(cè)儀調(diào)至開(kāi)機(jī)界面，選擇示波器按鈕，再選擇檢測(cè)氧傳感器，測(cè)量圖2中1腳和2腳之間的信號(hào)電壓波形。如果此時(shí)示波器無(wú)法檢測(cè)出波形，則說(shuō)明需要更換氧傳感器。

（4）用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)線路通斷

關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，通過(guò)萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量圖2中發(fā)動(dòng)機(jī)ECU插頭的43腳和59腳到傳感器1腳和2腳之間線路的通斷。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以判斷故障為氧傳感器信號(hào)線（ECU插頭的43腳到傳感器1腳之間線路）開(kāi)路。排除故障后，按照步驟將電腦檢測(cè)儀的故障碼清除。

2.2 曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，主要用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的轉(zhuǎn)角信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)。通過(guò)曲軸位置傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，ECU更便于判斷出最佳點(diǎn)火提前角及噴油時(shí)刻。因此曲軸位置傳感器在選定點(diǎn)火時(shí)刻等方面起著非常重要的作用。

本次實(shí)驗(yàn)將曲軸位置傳感器故障設(shè)置為信號(hào)線開(kāi)路，曲軸位置傳感器檢測(cè)試驗(yàn)步驟如下：

2.2.1 故障現(xiàn)象

先通過(guò)故障控制面板設(shè)置故障，然后打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢园l(fā)現(xiàn)此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)。

2.2.2 用點(diǎn)火正時(shí)燈測(cè)高壓火

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，用點(diǎn)火正時(shí)燈檢測(cè)有無(wú)高壓火，此時(shí)可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火正時(shí)燈并未閃亮，則說(shuō)明沒(méi)有高壓火。

2.2.3 用LED燈測(cè)噴油信號(hào)

用LED燈檢查噴油器兩端是否有噴油信號(hào)，可以發(fā)現(xiàn)LED燈并未閃亮，說(shuō)明無(wú)噴油信號(hào)。

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，檢查圖4中2腳與3腳之間的信號(hào)電壓，發(fā)現(xiàn)LED燈并未閃亮;再檢查1腳和2腳之間的信號(hào)電壓，LED燈為閃亮。當(dāng)曲軸位置傳感器無(wú)故障時(shí)，兩次檢測(cè)信號(hào)電壓時(shí)LED燈均應(yīng)閃亮，否則更換傳感器。

2.2.4 用電腦檢測(cè)儀讀取故障碼

打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，按照步驟選擇讀取故障碼，檢測(cè)儀顯示為P0335：曲軸轉(zhuǎn)角位置傳感器異常。有時(shí)也可能無(wú)法讀取出故障碼，顯示：系統(tǒng)正常。能夠讀取出故障碼說(shuō)明ECU為正常狀態(tài)，故障出現(xiàn)在了曲軸位置傳感器。

2.2.5 用數(shù)字萬(wàn)用表檢查

將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)跷徽{(diào)至直流電壓擋的20V量程處，用于測(cè)量供電電壓。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量圖4中1腳和搭鐵之間的電壓，測(cè)量結(jié)果為12V，說(shuō)明供電電壓是正常的。

再將萬(wàn)用表?yè)跷徽{(diào)至歐姆擋，測(cè)量圖4中發(fā)動(dòng)機(jī)ECU插頭的29腳和傳感器插頭的2腳之間的線路是否為斷路或者短路。

2.2.6 用示波器檢測(cè)傳感器的輸出波形

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可用示波器測(cè)量曲軸位置傳感器輸出信號(hào)的電壓波形與正常情況進(jìn)行對(duì)比，圖5為正常情況下實(shí)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（曲軸位置）傳感器波形圖。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，測(cè)量圖4中插頭2腳和3腳之間的信號(hào)電壓波形。如果此時(shí)示波器無(wú)法檢測(cè)出波形，則應(yīng)該檢查線路是否有問(wèn)題。如果經(jīng)過(guò)檢查判定線路正常，則更換傳感器。

2.2.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以判斷故障為曲軸位置傳感器信號(hào)線開(kāi)路。排除故障后，按照步驟將電腦檢測(cè)儀的故障碼清除。

3 結(jié)論

本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單敘述了北京現(xiàn)代伊蘭特轎車氧傳感器和曲軸位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)該如何進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)多種儀器設(shè)備逐步篩查出具體問(wèn)題，進(jìn)而排除故障。本文更加系統(tǒng)性總結(jié)了檢測(cè)具體步驟，清楚直接地?cái)⑹鰴z測(cè)方法。從而為以后的診斷提供理論、數(shù)據(jù)支撐帶來(lái)方便。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電腦檢測(cè)儀雖然操作起來(lái)比較方便，但并不能檢測(cè)出所有故障并提交故障碼，因而會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定影響。所以在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程應(yīng)該將多種檢測(cè)方法結(jié)合起來(lái)，可以有效提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率和檢測(cè)效率。

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