汽车电控发动机各种传感器的检测方法

汽车电控发动机各种传感器的检测方法 现代汽车电控发动机检修系列 电控发动机各种传感器的检测方法 一、冷却水温度传感器的检测 1、结构和电路 冷却水温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水接触，用来检测发动机的冷却水温度。冷却水温度传感器的内部是一个半导体热敏电阻(图 1(a))，它具有负的温度电阻系数。水温越低，电阻越大;反之，水温越高，电阻越小(图 1(b))。 水温传感器的两根导线都和电控单元相连接。其中一根为地线，另一根的对地电压随热敏电阻阻值的变化而变化。电控单元根据这一电压的变化测得发动机冷却水的温度，和其他传感器产生的信号一起，用来确定喷油 脉冲宽度、点火时刻等。冷却水温度传感器 与电控单元的连接如图 2所示。 2、冷却水温度传感器的检测 (1)冷却水温度传感器的电阻检测 A、就车检查 点火开关置于OFF位置，拆卸冷却水温 度传感器导线连接器，用数字式高阻抗万用 Ω档，按图 3所示测试传感器两端子(丰 田皇冠3.0为THW和E2北京切诺基为B 和A)间的电阻值。其电阻值与温度的高低成反比，在热机时应小于1kΩ。 1 现代汽车电控发动机检修系列 B、单件检查 拔下冷却水温度传感器导线连接器，然后从发动机上拆下传感器;将该传感器置于烧杯内的水中，加热杯中的水，同时用万用表Ω档测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的电阻值，如图 4所示。将测得的值与值相比较。如果不符合标准，则应更换水温传感器。 (2)冷却水温度传感器输出信号电压的检测 装好冷却水温度传感器，将此传感器的导线连接器插好，当点火开关置于“ON”位置时，从水温传感器导线连接器“THW”端子(丰田车)或从ECU连接器“THW”端子与E2间测试传感器输出电压信号(对北京切诺基是从传感器导线连接器“B”端子或从ECU导线连接器“2”端子上测量与接地端子间电压)。丰田车THW与E2端子间电压在80?时 应为0.25-1.OV。所测得的电压值应随冷却水温成反比变化。当冷却水温度传感器线束断开时，如从ECU导线连接器端子“2”(北京切诺基)上测试电压值，当点火开关打开时，应为5V左右。 二、进气温度传感器的检测 1、结构和电路 进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量计上，还有的在空气流量计和谐振腔上各装一个，以提高喷油量的控制精度。如图 1所示，进气温度传感器内部也是一个具有负温度电阻系数的热敏电阻，外部用环氧树脂密封。它和ECU的连接方式与水温传感器相同。图 2所示为进气温度传感器与ECU的连接电路。 2、进气温度传感器的检测 (1)进气温度传感器的电阻检测 进气温度传感器的电阻检测方法和要求与冷却水温度传感器基本相同。单件检查时，点火开关置于“OFF”，拔下进气温度传感器导线连接器，并将传感器拆下;如图 3所示，用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器;用万用表Ω档测量在不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻值与标准数值进行比较。如果与标准值不符，则应更换。 (2)进气温度传感器的输出信号电压值检测 当点火开关置于“ON”位置时，ECU的THA端子与E2端子(图 2(a))间或进气温度传感器连接器THA与E2端子间的电压值在20?时应为0.5-3.4V。 2 现代汽车电控发动机检修系列 三、节气门位置传感器的检测 节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转。不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。为了使喷油量满足不同工况的要求，电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU，作为ECU判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。 1、开关量输出型节气门位置传感器的检测 (1)结构和电路 开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点，分别为怠速触点(IDL)和全负荷触点(PSW)。如图 1所示，由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时，怠速触点IDL闭合，ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油量;当节气门打 3 现代汽车电控发动机检修系列 开时，怠速触点打开，ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制;全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态，当节气门打开至一定角度(丰田1G-EU车为55?)的位置时，全负荷触点开始闭合，向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号，ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。丰田1G-EU发动机电子控制系统用的开关量输出型节气门位置传感器，它与ECU的连接线路如图 2所示。 (2)开关量输出型节气门位置传感 器的检查调整(丰田1S-E和2S-E)。 ?就车检查端子间的导通 性 点火开关置于“OFF”位置， 拔下节气门位置传感器连接器，在节 气门限位螺钉和限位杆之间插入适 当厚度的厚薄规;如图 3所示，用万 4 现代汽车电控发动机检修系列 用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。 当节气门全闭时，怠速触点IDL应导通;当节气门全开或接近全开时，全负荷触点PSW应导通;在其他开度下，两触点均应不导通。具体情况如表 1所示。否则，应调整或更换节气门位置传感器。 ?节气门位置传感器的单体检查 作如图 4所示的直角坐标图，使节气门处于下列开度位置:有三效催化转化器的为71?或81?，无三效催化转化器的为41?或51?(节气门完全关闭时的度数为6?)。然后用万用表的Ω档(如图 5(a)所示)，检查每个端子间的导通性，其结果应如表 2所示。 表 2 端子间的导通性检查要求(丰田1S-E和2S-E) ?开关量 输出型节气门位置 传感器的调整如果 检查结果不符合要 求可进行如下调整: 5 现代汽车电控发动机检修系列 松开节气门位置传感器的两个固定螺钉，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入0.7mm(丰田1G-EU车为0.55mm)的厚薄规，并将万用表Ω档的接头连接节气门位置传感器端子IDL和E(TL)(图 5(b))，逆时针平稳地转动节气门位置传感器，直到万用表有读数显示，并用两只螺钉固定;然后再换用0.50mm或0.90mm(丰田1G-EU车为0.44mm或0.66mm)的厚薄规，再检查端子IDL-E(TL)之间的导通性:限位杆和限位螺钉之间的间隙为0.5mm(丰田16EU车为0.44mm)时导通(万用表读数为0);间隙为0.9mm(丰田1G-EU车为0.66mm)时不导通(万用表Ω档读数为?)。 2、线性可变电阻输出型节气门位置传感器的检 测(皇冠3.0车) (1)结构和电路 线性可变电阻型节气门位置传感器是一种 线性电位计，电位计的滑动触点由节气门轴带动。其 结构和电压信号输出特性如图 6所示。 在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不 同，从而将节气门开度转变为电压信号输送给ECU。 ECU通过节气门位置传感器，可以获得表示节气门由 全闭到全开的所有开启角度的、连续变化的电压信 号，以及节气门开度的变化速率，从而更精确地判定 发动机的运行工况。一般在这种节气门位置传感器 中，也设有一怠速触点IDL，以判定发动机的怠速工 况。线性可变电阻型节气门位置传感器与ECU的连接 线路如图 7所示。 (2)线性可变电阻型节气门 位置传感器的检查调整(以皇冠 3.0为例) ?怠速触点导通性检测 点火开关置于“OFF”位置，拔去 节气门位置传感器的导线连接 器，用万用表Ω档在节气门位置 传感器连接器上测量怠速触点IDL的导通情况(图 8)。当节气门全闭时，IDL-E2端子间 应导通(电阻为0);当节气门打开时，IDL-E2端子间应不导通(电阻为?)。否则应更换节 气门位置传感器。 6 现代汽车电控发动机检修系列 ?测 量线 性电 位计 的电 阻 点火开关置于OFF位置，拔下节气门位置传感器的导线连接器，用万用表的Ω档测量线 性电位计的电阻(图 9中E2和之间的电阻)，该电阻应能随节气门开度增大而呈线性增大。 在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规，用万用表Ω档测量此传感器导线连接器上各端子间的电阻，其电阻值应符合表 3所示。 插好节气门位置传感器的导线连接器，当点火开关置“ON”位置时，发动机ECU连 7 现代汽车电控发动机检修系列 接器上IDL、VC、三个端子处应有电压;用万用表电压档检测IDL-E2、VC-E2、VTA-E2间的电压值应符合表 4所示。 拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉(图 10(a))，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入0.50mm厚薄规，同时用万用表Ω档测量IDL和E2的导通情况(图 10(b))。逆时针转动节气门位置传感器，使怠速触点断开，然后按顺时针方向慢慢转动节气门位置传感器，直至怠速触点闭合为止(万用表有读数显示)，拧紧节气门位置传感器的两个固定螺钉。再先后用0.45mm和0.55mm的厚薄规插入节气门限位螺钉和限位杆之间，测量怠速触点IDL和E2之间的导通情况。当厚薄规为0.45mm时，IDL和E2端子间应导通;当厚薄规为0.55mm时，IDL和E2端子间应不导通。否则，应重新调整节气门位置传感器。 四、空气流量传感器的检测 空气流量传感器是测定吸入发 动机的空气流量的传感器。电子控制汽 油喷射发动机为了在各种运转工况下都 能获得最佳浓度的混合气，必须正确地 测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以 此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依 8 现代汽车电控发动机检修系列 据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。 电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片(翼板)式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。 一、叶片式空气流量传感器的结构、工作原理及检测 1、叶片式空气流量传感器结构及工作原理 传统的波许L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器，如丰田CAMRY(佳美)小轿车、丰田PREVIA(大霸王)小客车、马自达MPV多用途汽车等。其结构如图 1所示，由空气流量计和电位计两部分组成。空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片(测量片)，如图 2所示，作用在轴上的卷簧可使测量片关闭进气通路。发动机工作时，进气气流经过空气流量计推动测量片偏转，使其开启。测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况。进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变。进气量愈大，气流对测量片的推力愈大，测量片的开启角度也就愈大。在测量片轴上连着一个电位计，如图 3所示。电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动，把测量片开启角度的变化(即进气量的变化)转换为电阻值的变化。电位计通过导线、连接器与ECU连接。ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量，测得发动机的进气量，如图 4所示。 在叶片式空气流量传感器内，通常还有一电动汽油泵开关，如图 5所示。当发动机起动运转时，测量片偏转，该开关触点闭合，电动汽油泵通电运转;发动机熄火后，测量片在回转至关闭位置的同时，使电动汽油泵开关断开。此时，即使点火开关处于开启位置，电动汽油泵也不工作。 9 现代汽车电控发动机检修系列 流量传感器内还有一个进气温度传感器，用于测量进气温度，为进气量作温度补偿。 叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子，如图 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后，变为5个端子的。图 6示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的“标记”。其端子“标记”一般标注在连接器的护套上。 2、叶片式空气流量传感器的检测 (1)丰田车叶片式空气流量传感器的检测 图 7所示为丰田PREVIA(大霸王)车2TZ-FE发动机用叶片式空气流量传感器电路原理图。其检测方法有就车检测和单件检测两种。 10 现代汽车电控发动机检修系列 A、就车检测 点火开关置“OFF”，拔下该流量传感器导线连接器，用万用表Ω档测量连接器 点火开关置“OFF”， 拔下空气流 量传感器的导线连接器，拆下与空气流 量传感器进气口连接的空气滤清器，拆 开空气流量传感器出口处空气软管卡 箍，拆除固定螺栓，取下空气流量传感 器。 首先检查电动汽油泵开关，用 万用表Ω档测量E1-FC 端子:在测量片全 关闭时，E1-FC间不应导通，电阻为?; 在测量片开启后的任一开度上，E1-FC 端子间均应导通，电阻为0。 然后用起子推动测量片，同时用万用表Ω档测量电位计滑动触点Vs与E2端子间的电阻(如图 8):在测量片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小，且符合表 2所示;如不符，则须更换空气流量传感器。丰田CROWN 2.8小轿车5M-E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表 3所示。 表 2 表 3 发动 11 现代汽车电控发动机检修系列 机) (2)日产车叶片式空气流量传感器的检测 图 9所示为日产车叶片式空气流量传感器电路的检测(端子“标记”有新旧两种)。用万用表Ω档测量各端子之间的电阻时，旧“标记”端子之间应符合表 4所示的标准值，新“标记”端子之间应符合表 5所示的标准值。否则， 应更换空气流量传感器。 12 现代汽车电控发动机检修系列 表 5 (3 电位计与空气流量计的内部接线如图 10所示。工作时，滑动臂在电位计的电阻 片上滑动，端 子7与8之间 的电压U和端 子6与9之间 的电压UB作 为输入信号输 入电控单元 中。 在检查 时，取下空气 流量传感器的 导线连接器， 将万用表(电 13 现代汽车电控发动机检修系列 阻档)接在6、7端子上，使测量片平稳地张开，其间的电阻值是逐渐变化的;6与9端子之间的阻值为350-400Ω，空气温度传感器27与6之间的电阻值为0.30-1OKΩ。 电动汽油泵触点39和36端子之间在测量片全闭时不导通(断开);测量片只要稍一转动，39和36端子之间便导通。 二、卡门涡旋式空气流量传感器的检查 1、卡门涡旋式空气流量传感器结构和工作原理 卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图 11所示。在进气管道正中间 设有一流线形或三角形的涡流发生器，当空气流经该涡流发生器时，在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论，这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向移动，其移动的速度与空气流速成正比，即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。 测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种。图 12所示是反光镜检出式卡门涡旋流量传感器，其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导通。反光镜安装在一个很薄的 金属簧片上。金属簧片在进气气流 14 现代汽车电控发动机检修系列 旋涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。由于反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量(图 11)。凌志LS400小轿车即用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感器。 图 13所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器。在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。在发动机运转时，超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。当超声波通过进气气流到达接收器时，由于受气流中旋涡的影响，使超声波的相位发生变化。ECU根据接收器测出的相应变化的频率，计算出单位时间内产生的旋涡的数量，从而求得空气流速和流量，然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角。 2、卡门涡旋式空气流量传感器的检测 以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。该传感器与ECU的连接电路如图 14所示。 (1)电阻检测 点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感 器的导线连接器，用万用表电阻档(如图 14所示)测量传感器上“THA”与"El"端子之间的电阻，其标准值如表 6所示。如果电阻值不符合标准值，则更换空气流量传感器。 表 6 卡门涡旋式空气流量传感器THA-E1端子间的电阻(丰田凌志 LS400 15 现代汽车电控发动机检修系列 轿车) (2 插好此空气流量传感器的导线连接器，用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E2、Vc-E1、KS-E1间的电压，其标准电压值见表 7所示。若电压不符合要求，则按图 15所示进行故障诊断。 16 现代汽车电控发动机检修系列 表 7 1、结构和工作原理 热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线(铂金属线)、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以 17 现代汽车电控发动机检修系列 及空气流量传感器的壳体等元件组成。根据白金热线在壳体内的安装部位不同，热线式空 气流量传感器分为主流测量、旁通 测量方式两种结构形式。图 18所示 是采用主流测量方式的热线式空气 流量传感器的结构图。它两端有金 属防护网，取样管置于主空气通道 中央，取样管由两个塑料护套和一 个热线支承环构成。热线线径为70 μm的白金丝(RH)，布置在支承环 内，其阻值随温度变化，是惠斯顿 电桥电路的一个臂(图 19)。热线支 承环前端的塑料护套内安装一个白 金薄膜电阻器，其阻值随进气温度 变化，称为温度补偿电阻(RK)，是 惠斯顿电桥电路的另一个臂。热线 支承环后端的塑料护套上粘结着一 只精密电阻(RA)。此电阻能用激光 修整，也是惠斯顿电桥的一个臂。 该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压。惠斯顿电桥还有一个臂的 电阻RB安装在控制线路 板上。 热线式空气流量传 感器的工作原理是:热线 温度由混合集成电路A保 持其温度与吸入空气温 度相差一定值，当空气质 量流量增大时，混合集成 电路A使热线通过的电流 加大，反之，则减小。这 样，就使得通过热线RH 的电流是空气质量流量 的单一函数，即热线电流 IH随空气质量流量增大 而增大，或随其减小而减 小，一般在50-120mA之 间变化。波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感器，如别克、 日产MAXIMA(千里马)、沃尔沃等。 18 现代汽车电控发动机检修系列 2、热线式空气流量传感器的检测 (1)日产MAXIMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测图 20所示 为日产VG3OE发动机 热线式空气流量传感器 的电路。 A、检查空气流 量传感器输出信号 拔下此空气流量传感器 的导线连接器，拆下空 气流量传感器;按图 21 所示，将蓄电池的电压 施加于空气流量传感器 的端子D和E之间(电源 极性应正确)，然后用万 用表电压档测量端子B和D之间的电压。其标准电压值为(1.6?0.5)V。如其电压值不符，则须更换空气流量传感器。在进行上述检查之后，给空气流量传感器的进气口吹风，同时测量端子B和D之间的电压。在吹风时，电压应上升至2-4V。如电压值不符，则须更换空气流量传感器。 B、检查自清洁功能 装好热线式空气流量传感器及其导线连接器，拆下此空气流量传感器的防尘网，起动发动机并加速到2500r/min以上。当发动机停转后5s，从空气流量传感器进气口处，可以看到热线自动加热烧红(约1000?)约1s。如无此现象发生，则须检查自清信号或更换空气流量传感器。 (2)日产CA18E型发动机热线式空气流量传感器的检查 A、就车检查先拆下空气流量传感器的导线连接器(如图 22所示)，检查线束一侧B端子与搭铁间的电压，其基准电压为12V。其次，则按单件检查方法检查端子31与搭铁端之间的电压。 19 现代汽车电控发动机检修系列 B、单件检查 如图 23(a)所示，在B、C两端子间加上12V电压，然后检查D、C两端子间的输出电压。这时应该注意，外加电压的端子不能搞错(B端子与蓄电池的正接线柱相连，C端子与蓄电池的负接线柱相连)。如果接错就有可能损坏空气流量传感器。然后按图 23(b)所示，在吹入空气的情况下，测量空气流量传感器输出电压的变化，其标 准为:当没有空气吹入时，电压约为0.8V;当有空 气吹入时，电压约为2.OV。 五、进气歧管绝对压力传感器的检测 进气歧 管绝对 压力传 感器用 于D型 汽油喷 射系 统。它 在汽油 喷射系 统中所 起的作 用和空 气流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对 压力(真空度)的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元(ECU)，作 为确定喷油器基本喷油量的依据。在当今发动机电子控制系统中，应用较为广泛的有半导体 压敏电阻式、真空膜盒传动式两种。 20 现代汽车电控发动机检修系列 一、半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测 1、结构原理 半导体压敏电阻式进气歧管绝对压 力传感器(图 1)由压力转换元件(硅 膜片)和把转换元件输出信号进行放大 的混合集成电路组成。压力转换元件是 利用半导体的压阻效应制成的硅膜片。 硅膜片的一侧是真空室，另一侧导入进 气歧管压力，所以进歧管内绝对压力越 高，硅膜片的变形越大，其变形量与压 力成正比。附着在薄膜上的应变电阻的 阻值则产生与其变形量成正比的变化。 利用这种原理，可把进气歧管内压力的 变化变换成电信号。 2、半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测 (1)皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测。 皇冠3.O轿车2JZ-GE发动机用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接电路如图 2所示。 A、传感器电源电压的检测 点火开关置于“OFF”位置，拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器，然后将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机)，用万用表电压档测量导线连接器中电源端VCC和接地端E2之间的电压如图 3，其电压值应为4.5-5.5V。如有异常，应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间的线路是否导通。若断路，应更换或修理线束。 21 现代汽车电控发动机检修系列 B、传感器输出电压的检测将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机)，拆下 连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管(图 4)。在ECU导线连接器侧用万用表电压档测量进气歧管绝对压力传感器PIM-E2端子间在大气压力状态下的输出电压(图 5)，并记下这一电压值;然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，从13.3kPa(100mmHg)起，每次递增13.3kPa(100mmHg)，一直增加到66.7kpa(500mmHg)为止，然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器(PIM-E2端子间)的输出电压。该电压应能随真空度的增大而不断下降。将不同真空度下的输出电压下降量与标准值相比较，如不符，应更换进气歧管压力传感器。皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机和丰田HIACE小客车2RZ-E发动机进气歧管压力传感器的标准输出电压值如所示。 北京切诺基轿车用半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接如图 6所示。传感器与ECU有三根导线相连:ECU向传感器供电的电源线(输入传感器的电压为4.8-5.1V)，传感器的信号输出线和传感器的接地线。在发动机怠速运转时，进气歧管的真空度高(绝对压力低)，传感器的电阻值大，如图 7所示，传感器输出1.5-2.1V的低电压信号;当节气门全开时，歧管真空度低(绝对压力高)，传感器电阻小，传感器输出3.9-4.8V的高电压信号。 22 现代汽车电控发动机检修系列 A、传感器 电源电压 的检测 用万用表 电压档测 试ECU线束 端子6的电 压值。当点 火开关接 通(ON)时， 该电压应 为5V? 0.5V;再用 万用表测 试传感器端子C电压值，其电压值也应为5V?0.5V。如不符，则为传感器电源线断路或连接器接触不良。 B、传感器、输出电压信号值的检测 用万用表的电压档测试传感器端子B的输出电压。当点火开关接通(ON)而发动机未起动时，传感器的输出电压值应为4-5V;当发动机在热机空档怠速运转时，输出电压应降到1.5-2.1V。此时，如从ECU线束侧1端子处测试，其电压值也应是上述数值;如不符，则 为传感器信号连线断路或连接器接触不良。 C、测试传感器的接地情况 用万用表Ω档，从传感器的端子A处，测试其接地电阻。如电阻值不为零或电阻值较大，多数为导线断线或ECU插接件连接不良，应予修理或更换线束。 D、测试ECU传感器地线的接地情况 23 现代汽车电控发动机检修系列 用万用表Ω档测试ECU传感器地线(端子4)与ECU电源地线(端子11或12)间的电阻值及ECU电源地线(端子11或12)与发动机地线接柱(发动机接地线在气缸体右侧机油尺管的安装螺栓上)之间的电阻值。若它们之间的电阻值均为0Ω或<1Ω，传感器地线接地良好;若电阻值>1Ω或更大，则传感器地线接地不良，应查明原因并予以排除。若ECU传感器地线与ECU电源地线间断路，且查不出原因，则应更换ECU。 二、真空膜盒式进气歧管绝对压力传感器的检测 1、结构和工作原理 真空膜盒传动的可变电感式进气歧管绝对压力传感器(图 8)主要由膜盒、铁心、感应线圈和电子电路等组成。膜盒是由薄金属片焊接而成，其内部被抽成真空，外部与进气 歧管相通。外 部压力变化将 使膜盒产生膨 胀和收缩的变 化。置于感应 线圈内部的铁 芯和膜盒联 动。感应线圈 由两个绕组构 成(图 9)，其 中一个与振荡 电路相连，产 生交流电压，在线圈周围产生磁场，另一个为感应绕组，产生信号电压。当进气歧管压力变化时，膜盒带动铁心在磁场中移动，使感应线圈产生的信号电压随之变化。该信号电压 由电子电路检波、整形和放大后，作为传感器的输出信号送至ECU。 2、传感器输出信号电压值的检测由于这种传感器(早期波许D-Jetronic系统用)是利用12V 电源完成变压作用的，所以拔下插座就无法检查传感器的好坏。检测时，将万用表 24 现代汽车电控发动机检修系列 (电压档)的表笔分别插入导线连接器与两端子接触(图 10)，测量其输出电压。测量方法如下:在不动插座的情况下闭合点火开关(ON)，将万用表表笔与Vs、E端子接触。在开放真空管道、加上大气压的情况下，电压值约为1.5V，而在用嘴巴对真空管道吸气的情况下，电压值应从1.5V起向降低方向变化;发动机怠速运转时，电压值约为0.4V，而当发动机转速升高时，此电压值也升高。 六、曲轴位置传感器的检测 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 (1)日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 25 现代汽车电控发动机检修系列 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图 1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘(用以产生信号，称为信号盘)，它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4?有个齿。共有90个齿，并且每隔120?布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头?产生120?信号，磁头?和磁头?共同产生曲轴1?转角信号。磁头?对着信号盘的120?凸缘，磁头?和磁头?对着信号盘的齿 圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120?信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1?信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号(如图 2所示)。发动机旋转一圈，磁头?上产生3个120?脉冲信号，磁头?和?各产生90个脉冲信号(交替产生)。由于磁头?和磁头?相隔3?曲轴转角安装，而它们又都是每隔4?产生一个脉冲信号，所以磁头?和磁头?所产生的脉冲信号相位差正好为90?。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1?转角的信号(如图 3所示)。 产生120?信号的磁头?安装在上止点前70?的位置(图 4)，故其信号亦可称为上止点前70?信号，即发动机在运转过程中，磁头?在各缸上止点前70?位置均产生一个脉冲信号。 26 现代汽车电控发动机检修系列 27 现代汽车电控发动机检修系列 (2)丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器 丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内，其结构如图 5所示。该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号，下部分产生Ne信号，都是利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发生器感应线圈内的磁通变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势，再将它放大后，送入ECU。 Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的1?信号。该信号由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的转子(N0.2正时转子)及固定于其对面的感应线圈产生(如图 6(a)所示)。 28 现代汽车电控发动机检修系列 当转子旋转时，轮齿与感应线圈凸缘部(磁头)的空气间隙发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化而产生感应电动势。轮齿靠近及远离磁头时，将产生一次增减磁通的变化，所以，每一个轮齿通过磁头时，都将在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。N0.2正时转子上有24个齿，故转子旋转1圈，即曲轴旋转720?时，感应线圈产生24个交流电压信号。Ne信号如图 6(b)所示，其一个周期的脉冲相当于30?曲轴转角(720??24=30?)。更精确的转角检测，是利用30?转角的时间由ECU再均分30等份，即产生1?曲轴转角的信号。同理，发动机的转速由ECU依照Ne信号的两个脉冲(60?曲轴转角)所经过的时间为基准进行计测。 G信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器120?信号。 G信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮(No.1正时转子)及其对面对称的两个感应线圈(G1感应线圈和G2感应线圈)产生的。其构造如图 7所示。其产生信号的原理与Ne信号相同。G信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。 G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点(BTDC)，而是在上止点前10?的位置。图 8所示为曲轴位置传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。 29 现代汽车电控发动机检修系列 2、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 以皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴位置传感器为例说明其检测方法，曲轴位置传感器电路如图 9所示。 30 现代汽车电控发动机检修系列 (1)曲轴位置传感器的电阻检查 点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的导线连接器，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值(表 1)。如电阻值不在规定的范围曲轴位置传感器的电阻值 (2)曲轴位置传感器输出信号的检查 拔下曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时，用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位置传感器。 (3)感应线圈与正时转子的间隙检查 31 现代汽车电控发动机检修系列 用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙(图 10)，其间隙应为 0.2-0.4mm。若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。 二、光电式曲轴位置传感器 1、光电式曲轴位置传感器的结构和工作 (1)日产公司光电式曲轴位置传感器的结构和工作 日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘组成(图 11)。信号盘安装在分电器轴上，其外围有360条缝隙，产生1?(曲轴转角)信号;外围稍靠内侧分布着6个光孔(间隔60?)，产生120?信号，其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的120?信号的，如图 12所示。 32 现代汽车电控发动机检修系列 信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组 成(图 13)。两只发光二极管分别正对着光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光 孔，产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征曲轴位置和转 33 现代汽车电控发动机检修系列 角的脉冲信号。图 14所示为光电式信号发生器的作用原理。 当发光二极管的光束照射到光 敏二极管上时，光敏二极管感光而导通; 当发光二极管的光束被遮挡时，光敏二 极管截止。信号发生器输出的脉冲电压 信号送至电子电路放大整形后，即向电 控单元输送曲轴转角1?信号和120?信 号。因信号发生器安装位置的关系， 120?信号在活塞上止点前70?输出。发 动机曲轴每转2圈，分电器轴转1圈， 则1?信号发生器输出360个脉冲，每个 脉冲周期高电位对应1?，低电位亦对应 1?，共表征曲轴转角720?。与此同时， 120?信号发生器共产生6个脉冲信号。 缺图15 (2)“现代SONATA”汽车用光 电式曲轴位置传感器的结构和工作 “现代SONATA”，汽车光电式曲轴位置传感器的工作原理与日产公司光电式曲轴位置传感器相似，其信号盘的结构稍有不同，如图 15所示。 对于带有分电器的汽车，传感器总成装于分电器壳内;对于无分电器的汽车，传感器总成安装在凸轮轴左端部(从车前向后看)。信号盘外圈有4个孔，用来感测曲轴转角并将其转化为电压脉冲信号，电控单元根据该信号计算发动机转速，并控制汽油喷射正时和点火正时。信号盘内圈有一个孔，用来感测第1缸压缩上止点(在有些SONATA车上，设有两孔，用来感测第1、4缸的压缩上止点，目的是为了提高精度)，并将它转换成电压脉冲信号输入电控单元，电控单元根据此信号计算出汽油喷射顺序。其输出特性如图 16所示。 34 现代汽车电控发动机检修系列 曲轴位置传感器的线路连接如图 17所示。其内设有两个发光二极管和两个光敏二极管，当发光二极管照射到信号盘光孔中的某一孔时，光线便照射到光敏二极管上，使电路导通。 2、光电式曲轴位置传感器的检测 (1)曲轴位置传感器的线束检查 35 现代汽车电控发动机检修系列 图 18所示为韩国“现代SONATA”汽车光电式曲轴位置传感器连接器(插头)的端子位置。检查时，脱开曲轴位置传感器的导线连接器，把点火开关置于“ON”，用万用表的电压档(图 19)测量线束侧4#端子与地间的电压应为12V，线束侧2#端子和3#端子与地间电压应为4.8-5.2V，用万用表的电阻档测量线束侧1#端子与地间应为0Ω(导通)。 (2)光电式曲轴位置传感器输出信号检测 用万用表电压档接在传感器侧3#端子和1#端子上，在起动发动机时，电压应为0.2-1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间，用万用表电压档检测2#端子和1#端子电压应为1.8-2.5V。否则应更换曲轴位置传感器。 三、霍尔式曲轴位置传感器的检测 36 现代汽车电控发动机检修系列 霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整 形后即为曲轴位置传感器的输 出信号。 1、霍尔式曲轴位置传 感器的结构和工作 (1)采用触发叶片的 霍尔式曲轴位置传感器 美国GM公司的霍尔式 曲轴位置传感器安装在曲轴前 端，采用触发叶片的结构型式， 如图 20所示。在发动机的曲轴 皮带轮前端固装着37 现代汽车电控发动机检修系列 压信号经霍尔集成电路放大整形后，即向ECU输送电压脉冲信号(图 22)。外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称为18X信号)，1个脉冲周期相当于曲轴旋转20?转角的时间，ECU再将1个脉冲周期均分为20等份，即可求得曲轴旋转1?所对应的时间，并根据这一信号，控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1?信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号(称为3X信号)，脉冲周期均为120?曲轴转角的时间，脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75?作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号，此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120?信号。 (2)采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器 克 莱斯勒公司 的霍尔式曲 轴位置传感 器安装在飞 轮壳上，采用 触发轮齿的 结构。同时在 分电器内设 置同步信号 发生器，用以 协助曲轴位 置传感器判 别缸号。北京 切诺基车的 霍尔式曲轴 位置传感器 如图 23所 示，在2.5L四缸发动机的飞轮上有8个槽，分成两组，每4个槽为一组，两组相隔180?，每组中的相邻两槽相隔20?。在4.OL六缸发动机的飞轮上有12个槽，4个槽为一组，分成三组，每组相隔120?，相邻两槽也间隔20?。 当飞轮齿槽通过传感器的信号发生器时，霍尔传感器输出高电位(5V);当飞轮齿槽间的金属与传感器成一直线时，传感器输出低电位(0.3V)。因此，每当1个飞轮齿槽通过传感器时，传感器便产生1个高、低电位脉冲信号。当飞轮上的每一组槽通过传感器时，传感器将产生4个脉冲信号。其中四缸发动机每1转产生2组脉冲信号，六缸发动机每1转产生3组脉冲信号。传感器提供的每组信号，可被发动机ECU用来确定两缸活塞的位置，如在四缸发动机上，利用一组信号，可知活塞1和活塞4接近上止点;利用另一组信号，可知活塞2和活塞3接近上止点。故利用曲轴位置传感器，ECU 可知道有两个气 38 现代汽车电控发动机检修系列 缸的活塞在接近上止点。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4?，故ECU根据脉冲情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外，ECU还可以根据各脉冲间通过的时间，计算出发动机的转速。 2、霍尔式曲轴位置传感器的检测 霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。 曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连，如图 24所示。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线，输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线，当飞轮齿槽通过传 感器时，霍尔传感器输出脉冲信号，高电位为5V，低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。曲轴位置传感器接头如图 25所示。 (1)传感器电 源、电压的测试 点火开关置于“ON”，用万用表电压档测 量ECU侧7#端子的电压应为8V，在传感器导线连 接器“A”端子处测量电压也应为8V，否则为电源、 线断路或接头接触不良。 (2)端子间电压的检测 用万用表的电压档，对传感器的ABC三 个端子间进行测试，当点火开关置于“ON”时， A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值 在发动机转动时，在0.3-5V之间变化，且数值显 示呈脉冲性变化，最高电压5v，最低电压0.3V。 如不符合以上结果，应更换曲轴位置传感器。 (3)电阻检测 39 现代汽车电控发动机检修系列 点火开关置于“OFF”位置，拔下曲轴位置传感器导线连接器，用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间，此时万用表显示读数为?(开路)，如果指示有电阻，则应更换曲轴位置传感器。 GM(通用)公司触发叶片式霍尔传感器的测试方法与上述相似，只是端子为4个，上止点信号(内信号轮触发)输出端与接地端 为脉冲电压显示。 七、同步信号传感器的检测 1、结构和工作 北京切诺基车上采用的曲轴位置传感器，ECU根据其输出信号可以知道两个气缸的活塞在接近上止点位置，但并不清楚是哪个气缸，还需要有判缸信号相配合，即需要有同步信号传感器向ECU提供信息，故同步信号传感器是一个提供气缸判别定位信号的传感器。它与曲 轴位置传感器产生的曲轴位置和转速信号相配合，可以保证发动机正常的喷油和点火顺序。 北京切诺基车的同步信号传感器也为霍尔效应式，它安装在分电器内，其示意图如图 1所示，基本结构如图 2所示。它主要由脉冲环和霍尔信号发生器组成。同步信号脉冲环占分电器转角180?，它随分电器轴转动。当脉冲环进入信号发生器时，同步信号传感器输出高电位(5V);当脉冲环离开信号发生器时，同步信号传感器输出低电位(OV)。在分电器转一周中，高、低电位各占180?(各相当于曲轴转角360?)。 40 现代汽车电控发动机检修系列 当脉冲环的前沿进入信号发生器时，即产生5V电压信号时，对四缸发动机来说，表示下一个到达上止点的是第1、4缸活塞，其中第1缸为压缩行程、第4缸为排气行程。对六缸发动机来说，表示下一个到达上止点的是第3、4缸，其中第3缸为排气行程，第4缸为压缩行程。 当脉冲环的后沿离开信号发生器时，即信号电压降为OV时，表示下一个到达上止点的仍是上述两个气缸的活塞，但气缸工作行程与前相反。 利用同步 信号，对上 述两缸的 定位建立 了参考点， 即可按照 发动机的 工作顺序 (四缸机 为 1-3-4-2， 六缸机为1-5-3-6-2-4)对各缸进行喷油和点火。 同步信号传感器的工作电路如图 3所示。 2、传感器的检测 北京切诺基车用同步信号传感器的测试，可采用DRB?或DRB?测试仪。在没有DRB?或DRB?测试仪的情况下，可用万用表的电压档进行测试。将电压表置于15V档上，测试传感器A、B、C三个端子间的电压值(测试时不要将分电器上的插接件从分电器上拆下)。 当点火开关置于“ON”时，A-C端子间的电压值约为8V。拆下分电器盖，转动发动机曲轴，使脉冲环进入同步信号发生器时，B-C端子间的电压值约为5V;如l继续转动曲轴，电压表的读数应在0-5V之间脉冲显示。否则，应进一步检查传感器导线连接情况，如不正常，应更换同步信号传感器。 八、氧传感器的检测 结构和工作原理 在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。 41 现代汽车电控发动机检修系列 目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 A、 氧化锆式氧传感 器 氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管(固体电解质)，亦称锆管(图 1)。锆管固定在带有安装螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜， 其内表面与大 42 现代汽车电控发动机检修系列 气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔;电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。 氧化锆在温度超过300?后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连(图 2(a))。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器(图 2(b))，这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30s内迅速将氧传感器加热至工作温度。它有 三根接线，一根接ECU，另外两根分别接地和电源。 锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压(图 3)。当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时，排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。这些气体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间电压陡增。因此，锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变:稀混合气时，输出电压几乎为零;浓混合气时，输出电压接近1V。 要准确地保持混合气浓度为理论空燃比是不可能的。实际上的反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1-0.8V之间不断变化(通常每10s内变化8次以上)。如果氧传感器输出电压变化过缓(每1Os少于8次)或电压保持不变(不论保持在高电位或低电位)，则表明氧传感器有故障，需检修。 (2)氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛材料 的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制 成的，故又称电阻型氧传感器。二氧化钛式氧传 感器的外形和氧化锆式氧传感器相似，在传感器 前端的护罩内是一个二氧化钛厚膜元件(图 4)。 纯二氧化钛在常温下是一种高电阻的半导体，但 表面一旦缺氧，其品格便出现缺陷，电阻随之减 小。由于二氧化钛的电阻也随温度不同而变化， 因此，在二氧化钛式氧传感器内 部也有一个电加热器，以保持氧 化钛式氧传感器在发动机工作过 程中的温度恒定不变。 如图 5所示，ECU 2#端子 将一个恒定的1V电压加在氧化钛 式氧传感器的一端上，传感器的 另一端与ECU4#端子相接。 当排出 43 现代汽车电控发动机检修系列 的废气中氧浓度随发动机混合气浓度变化而变化时，氧传感器的电阻随之改变，ECU4#端子上的电压降也随着变化。当4#端子上的电压高于参考电压时，ECU判定混合气过浓;当4#端子上的电压低于参考电压时，ECU判定混合气过稀。通过ECU的反馈控制，可保持混合气的浓度在理论空燃比附近。在实际的反馈控制过程中，二氧化钛式氧传感器与ECU连接的4#端子上的电压也是在0.1-0.9V之间不断变化，这一点与氧化锆式氧传感器是相似的。 2、氧传感器的检测 氧传感器的基本电路如图 6所示。 A、 氧传感器加热器电阻的检测 点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子与自搭铁端子(图 6的端子1和2)间的电阻(图 7)，其电阻值应符合标准值(一般为4-40Ω;具体数值参见具体车型说明书)。如不符合标准，应更换氧传感器。测量后，接好氧传感器线束连接器，以便作进一步的检测。 (2)氧传感器反馈电压的检测 测量氧传感器反馈电压时，应先拔下氧传感器线束连接器插头，对照被测车型的电路图，从氧传感器反馈电压输出端引出一条细导线，然后插好连接器，在发动机运转时从引出线上测量反馈电压。有些车型也可以从故障诊断插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的小轿车，可从 故障诊断插座内的OX1或OX2插孔 内直接测得氧传感器反馈电压(丰 田V型六缸发动机两侧排气管上各 有一个氧传感器，分别和故障检测 插座内的OX1和OX2插孔连接)。 在对氧传感器的反馈电压 进行检测时，最好使用指针型的电 压表，以便直观地反映出反馈电压的变化情况。此外，电压表应是低 44 现代汽车电控发动机检修系列 量程(通常为2V)和高阻抗(阻抗太低会损坏氧传感器)的。 A、 丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测 ?将发动机热车至正常工作温度(或起动后以2500r/min的转速连续运转2min)。 ?把电压表的负极测笔接故障诊断插座内的E1插孔或蓄电池负极，正极测笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔或接氧传感器线束插头上的引出线(图 8)。 ?让发动机以2500r/min左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动，记下10s内电压表指针摆动次数。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.4V上下不断变化，1Os内反馈电压的变化次数应不少于8次。 ?若电压表指针在1Os内的摆动次数等于或多于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常;电压表指针若在10s内的摆动次数少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，可能是氧传感器表面有积炭而使灵敏度降低，此时应让发动机以2500r/min的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积炭;若电压表指针变化依旧缓慢，则为氧传感器损坏或ECU反馈控制电路有故障。 氧传感器是否损坏，可按下述方法检查:拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器 不再与ECU连接，将 电压表的正极测笔直 接与氧传感器反馈电 压输出端连接(图 9)，然后，发动机正 常运转时脱开接在进 气管上的曲轴箱强制 通风管或其他真空软 管，人为地形成稀混 合气，此时电压表读 数应下降到 0.1-0.3V;接上脱开 的曲轴箱通风管或真 空软管，再拔下水温 传感器接头，且用一 个4-8KΩ的电阻代替 水温传感器(或堵住 空气滤清器的进气 口)，人为地形成浓混 合气，此时，电压表 读数应上升到 0.8-1.OV。也可以用突然踩下或松开油门 45 现代汽车电控发动机检修系列 踏板的方法来改变混合气浓度。在突然踩下油门踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升;突然松开油门踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。 如果在混合气浓度变化时，氧传感器输出电压不能相应地改变，说明氧传感器有故障。此时可拆去一根大真空软管，使发动机高速运转，以清除氧传感器上的铅或积炭，然后再测试。如果氧传感器反馈电压能按上述规律变化，说明氧传感器良好。否则，须更换氧传感器。 氧传感器的检测程序见图 10。 B、丰田COROLLA车4A-C、4A-GE和4A-FE发动机氧传感器的检测 ?将发动机在2500r/min的转速下运转9Os以上，使发动机热车至正常工作温度，并将电压表的正极测笔和4A-C发动机的故障诊断插座的OX插孔(4A-GE发动机故障诊断插座的E1插孔)连接，负极测笔和E(4A-GE发动机故障诊断插座的VF插孔)连接，如图 11所示。 ?对4A-C发动机，应在保持发动机转速为2500r/min时检测，电压表指针若在1Os内和0-6V范围内摆动8次以上，则氧传感器工作正常。否则，应仔细地检查系统的导线和接头。 ?对4A-GE发动机，在保持发动机2500r/min的同时，用导线跨接故障诊断插座上的T和E1插孔，然后用电压表测量。如果电压表指针在1Os内摆动次数等于或超过8次，则表示氧传感器工作正常;如果电压表指针摆动次数少于8次，但在0次以上，则应拆下连接T和E1的导线，在仍保持2500r/min转速的情况下，读取E1和VF之间的电压。此电压如果在OV以上，则更换氧传感器;如果电压为零，则从发动机故障指示灯上读取故障代码，然后根据故障代码进一步检查并视需要修理有关组件。 ?对4A-FE发动机，只能使用1OMΩ的数字式电压表，用其他型式的电压表可能会损坏ECU或其他组件。其检测方法如下: 从传感器起，顺着导线找到第一个接头，并清洁导线以便识别导线的颜色(图 12);然后，使发动机以1200r/min的转速运转2min以上，并保持这一转速;将电压表的正极测笔插入黑色导线接头的背面，电压表的负极测笔接地，此时，电压表读数应在O-1V之间，如果电压不在O-1V范围内，则脱开氧传感器接头，用一根跨接导线将黑色导线和地线连接起来，再用电压表测量，读数应小于0.2V。如果此电压等于或小于0.2V，则是传感器或传感器的连接有故障;如果测试的电压在0.2V以上，则拆去跨接导线，并将发动机熄火，随后把点火开关转到“ON”位而不起动发动机，重新检查黑色导线的电压，此电压若为0.3-0.6V，则表明电 子控制单元ECU损坏;电压若超 过0.6V，则可能是电子控制单 元故障、连接不良或褐色导线内 断路;电压小于0.6V，则可能 是电子控制单元故障、连接不良 或黑色导线内断路。 46 现代汽车电控发动机检修系列 (3)北京切诺基氧传感器的检测 北京切诺基采用的是带加热元件的氧传感器。它与ECU的连接如图 13所示，氧传感器上有4条导线，其中2条是氧传感器的信号输出线和地线，另2条是加热元件的电源输入线和接地线。该传感器可用DRBII或DRB?测试仪进行测试，在没有DRBII或DRB?测试仪的情况下，可采用下述测试方法: A、用高阻抗数字式万用表Ω档对氧传感器进行测试拔下氧传感器线束插头，测试传感器A、B端子间的电阻值。正常情况下，其电阻值为5-7Ω，电阻值若为无穷大，则是加热电阻烧 断，应更换氧传感器。 B、对氧传感器的输出电压进行测试良好的氧传感器，在接线正常情况下，当发动机处于正常工作温度且稳定运转时，氧传感器端子C、D间的电压值应为0-1V。 如果测得的电压值在0V且保持不变，则需反复开、闭节气门，使发动机转速变化。此时，若电压随节气门的开闭而变，则表明氧传感器良好;若电压值仍为0V，则说明氧传感器已经损坏。 如果测得的电压值在1V且保持不变，则需拆去进气歧管上的一根真空软管，让混合气变稀。此时，若电压值开始变化，则说明氧传感器有 效，否则，说明氧传感器已损坏，应更换。 47 现代汽车电控发动机检修系列 九、爆震传感器的检测 1、爆震传感器的结构和工作原理 48 现代汽车电控发动机检修系列 爆震传感器是发动机电子控制系统中必不可少的重要部件，它的功用是检测发动机有无爆震现象，并将信号送入发动机ECU。常见的爆震传感器有两种，一种是磁致伸缩式爆震传感器，另一种是压电式爆震传感器。磁致伸缩式爆震传感器的外形与结构如图 1、图 2所示，其内部有永久磁铁、靠永 久磁铁激磁的强磁性铁心以及铁心 周围的线圈。其工作原理是:当发动 机的气缸体出现振动时，该传感器在 7kHz左右处与发动机产生共振，强磁 性材料铁心的导磁率发生变化，致使 永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变 化，从而在铁心周围的绕组中产生感 应电动势，并将这一电信号输入ECU。 压电式爆震传感器的结构 如图 3所示。这种传感器利用结晶或 陶瓷多晶体的压电效应而工作，也有 利用掺杂硅的压电电阻效应的。该传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是:当发动机的气缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时，外壳与配重块之间产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化，从而产生电压。ECU检测出该电压，并根据其值的大小判断爆震强度。 2、爆震传感器检测 丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机爆震传感器与ECU的连接电路如图 4所示。 (1)爆震传感器电阻的检测 点火开关置于“OFF”位置，拔开爆震传感器导线接头，用万用表Ω档检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻，应为?(不导通);若为0Ω(导通)则须更换爆震传感器。 对于磁致伸缩式爆震传感器，还可应用万用表Ω档检测线圈的电阻，其阻值应符合规定值(具体数据见具体车型维修手册)，否则更换爆震传感器。 (2)爆震传感器输出信号的检查 拔开爆震传感器的连接插头， 在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的 49 现代汽车电控发动机检修系列 接线端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压输出。如没有，应更换爆震传感器。 十、可变电阻型传感器的检测 在不装氧传感器的D-Jetronic 汽油喷射系统中，一般是使用可变电阻器改变混合气的浓度。旋转怠速混合气调整 50 现代汽车电控发动机检修系列 螺钉使可变电阻器内触点移动，VAF端输出的电压变化。顺时针旋转该螺钉时，VAF电压升高，ECU便会使喷油量稍有增加，混合气变浓。皇冠3.0轿车可变电阻型传感器与ECU的连接电路如图 1所示。 1、可变电阻型传感器的电阻检测 点火开关置于“OFF”位置，拔下可变电阻型传感器的导线插头，用万用表Ω档测量Vcc端子和E2端子之间的电阻(图 2)，标准阻值应为4-6KΩ。 满度逆时针转动怠速混合气调整螺钉，连接万用表Ω档于VAF和E2端子之间 (如图 3)，然后再顺时针方向转动怠速调整螺钉，此时VAF和E2端子之间的电阻值应从约5kΩ(4-6KΩ)到0。如果阻值不符，则须更换可变电阻型传感器。 2、可变电阻型传感器的电压检测 点火开关置于“ON”位置时，用万用表电压档测量Vcc端子和E2端子间的电压应当是4.5-5.5V(图 4)。 点火开关置于“ON”位置时，用专用工具转动可变电阻时，用万用表电压档测量 51 现代汽车电控发动机检修系列 ECU连接器的VAF和E2端子之间的电压(图 5)，VAF和E2端子间的电压应为0-5V(不允许有突然跳跃5V或跌落到0V的现象)，否则就需更换可变电阻型传感器。 52 十一、起动信号的检测 起动信号(STA)用来判断发动机是否处于起动状态。在起动时，进气管内混合气流速慢、温度 现代汽车电控发动机检修系列 低、燃油雾化差。为了改善起动性能，在起动发动机时必须使混合气加浓。ECU利用STA信号，确认发动机处于起动状态，自动增加喷油量。图 1所示为皇冠3.0轿车的起动电路图，STA信号和起动机的电源连在一起，由空档起动开关控制。 当点火开关位于起动位置“STA”时，用万用表电压档检测ECU的STA与E1端子间的电压(图 2)，其标准电压值应为6-14V。 十二、空档起动开关信号NSW的检测 在装有自动变速器(A/T)的汽车中，ECU利用这个信号区别变速器是处于“P”或“N”(停车或空档)，还是处于“L”、“2”、“D”或“R”状态(行驶状态)。NSW信号主要用于怠速系统的控制。电路图如图 1所示。 当点火开关在ST位置时，空档起动开关NSW端与蓄电池正极相连。若自动变速器处于“L”、“2”、“D”或“R”等档位行驶档时，空档起动开关断开，NSW端是高电位;若自动变速器处于“P”或“N”档位时，空档起动开关闭合，由于起动机的阻抗很小，NSW端是低电位。在检测空档起动开关信号时，可用万用表电压档测量NSW与E1端的电压。当点火开关位于“ST”位置，变速器操纵手柄置于“L”、“2”、“D”或“R”档位时，NSW-E1端子之间的电压降低，说明空档起动开关损坏。 亦可用万用表Ω档测量空档起动开关两端子间的导通性，在变速操纵手柄置于“P”或“N”位时，应导通;在变速操纵手柄置于“L”、“2”、“D”或“R”档位时，应不导通。否则，更换空档起动开关。 53