水温传感器的常见故障分析讲述

水温传感器的常见故障讲述 江苏农林职业技术学院 毕 业 论文() SNL/QR7.5.4-3 水温传感器的常见故障分析 专 业 汽车检测与维修技术 学生姓名 许何聘 班 级 11级汽车检测与维修技术1班 学 号 201110140136 指导教师 朱路生 完成日期 2014年5月28号 成绩评议 学号 201110140136 姓名 许何聘 题目 水温传感器的常见故障分析 指导教师建议成绩: 评阅教师建议成绩: 答辩小组建议成绩: 院答辩委员会评阅意见及评定成绩: 答辩委员会主任签字(盖章): 年 月 日 毕业论文(设计)任务书 姓名 许何聘 学号 201110140136 班级 11汽车检测与维修技术1班 题目 水温传感器的常见故障分析 设 计(一、汽车水温传感器的简介 论二、汽车水温传感器的常见故障 文)三、汽车水温传感器的检测 四、汽车水温传感器检测注意事项 主 五、汽车水温传感器的波形检测 要 内六、水温传感器的故障案例 容 重一、汽车水温传感器的常见故障 点二、汽车水温传感器的检测 研 三、汽车水温传感器的波形检测 究 问四、汽车水温传感器的故障分析 题 主 要 技 术 指 标 其 它 要 说 明 的 问 题 指 导 老 师 意 见 指导教师签字: 年 月 日 指导教师意见 对论文的简短评价: 1.指出论文存在的问题及错误 2.对创造性工作评价 3.建议成绩 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日 评阅教师意见 对论文的简短评价: 1.指出论文存在的问题及错误 2.对创造性工作评价 3.建议成绩 优 良 中 及格 不及格 评阅教师签字 年 月 日 答辩小组评议意见 学号 201110140136 姓名 许何聘 题目 水温传感器的常见故障分析 答辩小组意见: 1、对论文的评价 2.建议成绩等级 优 良 中 及格 不及格 3.需要的问题 答辩小组长签字 年 月 日 许何聘,水温传感器的常见故障分析 水温传感器的常见故障分析 摘要:文章主要叙述了水温位置传感器的作用,分类,构成,工作原理,工作状态和工作特点以及 水温位置传感器的常见故障表现。简要分析了水温位置传感器的常见故障波形,叙述了检测修理方 法,着重了分析大众车系的水温位置传感器并剖析了一些大众系列的实用故障案例。 关键词:大众车系;水温位置传感器;构造;工作原理;检测诊断 Analysis of the common faults of the water temperature sensor Abstract: This article mainly describes the Solar term door position sensor, classification, composition, working principle, characteristics and working state of the common faults and Solar term door position sensor. Briefly analyzed the Solar term door position sensor waveform, describes the common faults detection method of repair, analyzed the Solar term door position sensor mass larger superkings cars and analyses some vw series of practical fault cases. Key words : VW Series;Solar term door position sensor;structure;working principle;Detection and diagnosis 目 录 1.水温传感器的简介.........................................0 1.1概述................................................0 1.2水温传感器的类型 ....................................0 1.3水温传感器的结构 ....................................0 1.4水温传感器的原理 ....................................0 2.水温传感器的故障表现 .....................................1 3.水温传感器的检测.........................................2 4.水温传感器检测注意事项 ...................................3 4.1检测水温传感器前的准备 ...............................3 4.2测量时的注意事项 ....................................3 5.水温传感器的波形分析 .....................................4 6.水温传感器故障案例分析 ...................................5 结束语 ....................................................7 参考文献 ..................................................8 致 谢 ....................................................9 1.水温传感器的简介 1.1概述 严格的讲水温传感器分为两大类。无论是哪种它的内部结构均为热敏电阻，它的阻值是在275Ω至6500Ω之间。而且是温度越低阻值越高，温度越高阻值越低。 1.2水温传感器的类型 第一类，水温传感器的作用较为简单就是通过它的内部阻值变化来达到通过传感器的电阻变化来改变通过的电流变化来驱动水温表的变化，间接的告诉人们发动机的工作温度。 第二类，水温传感器从结构上讲没有什么变化，但它的作用是向发动机控制单元提供一个温度变化的模拟量信号。它的供电电压是由控制单元提供的5V电源，返回控制单元的信号为1.3V-3.8V的线性变化信号。主要作用是告诉发动机控制单元现在的温度有多少。反过来讲它的信号对于控制单元及其重要。主要是发动机在不同的工作温度下有不同的工作方法。例如:在86度以下发动机要比正常温度多喷10%的油料，目的是为了让发动机快 度以上后又要让发动机少喷点儿油，要让速升温以减少发动机的低温磨损。而温度升到86 温度再生的慢点儿。所以它的作用是很重要的。如果他要是有了问题，向发动机控制单元提供了错误的信号，例如在热车时提供了发动机低温信号你的车是否就的多喷点儿油，所以就显得有点废油。 但这两种水温传感器它们是工作在不同的电压条件下的，供水温表用的传感器是12V的，而供发动机控制单元用的是5V的，所以它们是不能够互换的。况且它们的插头形状本身就不一样。 要区别它们很简单前者的插头内只有一根导线，而后者供发动机控制单元使用的插头内有两根导线。 图1.1水温传感器 0 江苏农林职业技术学院毕业设计,论文, 1.3水温传感器的结构 汽车水温传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却液直接接触，用于测量发动机的冷却液温度。冷却液温度表使用的温度传感器是一个负温度系数热敏电阻 (NTC) ，其阻值随温度升高而降低，有一根导线与电控单元ECU相连。另一根为搭铁线.如图所示。 图1.2双金属片式水温表示意图 1.4水温传感器的原理 容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出"开""关"的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给媒热的电动阀发出"开"的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。 0 许何聘,水温传感器的常见故障分析 2.水温传感器的故障表现 当水温传感器出现故障时，往往冷车起动时显示的还是热车时的温度信号，ECU得不到提供过浓混合气的信号，只能供给发动机较稀薄的混合气(热车时的信号)，所以发动机冷车不易起动。这种情况需要检查水温传感器插头接触是否正常或更换水温传感器。 比如:读取该车静态发动机(所指的是冷车时)数据发现，发动机ECU输出的冷却液温度为105?，而此时(设定是冬天的温度)发动机的实际温度只有1?，很明显，发动机ECU所收到的水温信号是错误的，说明水温传感器出现了问题。 需要说明的是，传感器是一种汽车电路上的电子原器件，如果这个器件坏了，修复的余地不大，只有换了。如果你想测试一下，简单的方法是将水温传感器放到加热杯里加热(注意别淹没插头部分)，用万用表的“电阻档位”去测量，当温度升高时，电阻应该变小就对了，如果没有变化，则证明这个东西坏了。 如果用用故障诊断仪检测这个部件，则需要再冷车时检测。 水温传感器的作用是把冷却水温度转换为电信号，输入ECU后有:(1)修正喷油量;当低温时增加喷油量;(2)修正点火提前角;低温时增大点火提前角，高温时，为防止爆燃，推迟;(3)影响怠速控制阀;低温时ECU根据水温传感信号控制怠速控制阀动作，提高转速。 1 江苏农林职业技术学院毕业设计,论文, 3.水温传感器的检测 原理:水温传感器由NTC(负温度系数)热敏电阻构成，冷却液温度的变化引起电阻值的变化，具体关系见图3.1，当水温越低电阻值越大，水温越高电阻值越小，系统根据接收到的电压值来计算出当前的水温。 图3.1温度传感器特征曲线 水温传感器的检测原理:水温传感器由NTC(负温度系数)热敏电阻构成，冷却液温度的变化引起电阻值的变化，具体关系见左图，当水温越低电阻值越大，水温越高电阻值越小，系统根据接收到的电压值来计算出当前的水温。 检测方法:奇瑞,,的水温传感器.测量水温管脚;用万用表的电阻挡，分别测量1和2之间的电阻值，在20?时阻值为2.45,?;80?时阻值为0.05,?。测量线束插头，,脚为传感器地线，,脚为传感器信号，,脚为传到仪表盘信号。用万用表电压档应为,,左右基准电压 其安装力矩,,?,, 水温传感器故障;故障现象发动机难以起动, 特别在热机时最难以起动。起动后, 又一直供给浓混合气, 因富油而怠速偏高。原因传感器高阻值引发故障。所谓高电阻, 即不管在任何状态下, 水温传感 器都保持很高的电阻。水温传感器高电阻状态, 随时提供给发动机 ECU的都是冷机状态信息, 发动机ECU 发出都是低温供油信号, 会不停地加大供油量。起动时, 由于ECU得到的水温信号是一个冷车信号, 所以加大喷油量以利起动, 火花塞常被燃油浸湿。低电阻引发的故障:故障现象发动机往往难以起动, 特别在冷机时最难以起动。但是一旦起动成功后, 就能正常工作而无异常 故障原因水温传感器低电阻状态, 随时提供给发动机ECU的都是热机状态信息, 发动机ECU 发出都是正常供油信号, 没有温度补偿供油。因而起动时, 由于发动机ECU得到的水温信号是一个热机信号, 所以不发出加大喷油量的指令, 由于由于起动时混合气不 浓, 发动机往往难以起动, 特别在冷机时最难以起动。但是一旦起动成功后, 就能正常运行。 2 许何聘,水温传感器的常见故障分析 4.水温传感器检测注意事项 4.1检测水温传感器前的准备 检测水温传感器是电压信号诊断，在测试水温传感器之前，发动机必须处在正常的工作温度范围之内。当汽车点火钥匙打开时，即可以开始对水温传感器进行检测。汽车未启动时，水温传感器感知的温度应该与汽车所处的周围环境相持衡，如果检测出来的温度与周围温度相差很大，应仔细检查汽车水温传感器的安装位置，汽车的工况。通过对水温传感器的检测，得到的结论，规律应符合。 4.2测量时的注意事项 (1)在检测电阻的过程中，要注意量程的选择，同时注意要把点火开关关闭。应尽量使用数字万用表，以防止其他类型的万用表自身电阻对检测结果的影响。 ,2,在测量电压时，不需要启动发动机，但必须要打开点火开关。 ,3,在发动机水温低时，水温表水温传感器输人ECU的水温信息使空燃比变浓，从而 使发动机工作稳定，如果此 时水温传感器不发生冷机状态信息，将会使空燃比 变稀，导致发动机运转不正常。同样，如果暖机后发出冷 机信息，则将使空燃 比变浓，发动机工作也不正常。 ,4,在发动机水温低时，水温表水温传感器输人ECU的水温信息使空燃比变浓，从而 使发动机工作稳定，如果此 时水温传感器不发生冷机状态信息，将会使空燃比 变稀，导致发动机运转不正常。同样，如果暖机后发出冷 机信息，则将使空燃 比变浓，发动机工作也不正常。 3 江苏农林职业技术学院毕业设计,论文, 5.水温传感器的波形分析 波形检测方法:冷却液温度传感器和进气温度传感器的检测方法和波形基本相同,下面以发动机冷却液温度传感器为例介绍波形检测方法和波形分析。 连接好波形测试设备,起动发动机,然后在发动机暖机过程中观察温度传感器信号电压的下降情况。 如果汽车故障与温度无直接关系，可以从全冷态的发动开始试验步骤; 如果汽车的故障与温度有直接的关系，则可以从怀疑的温度范围开始试验步骤。 发动机冷却液温度传感器信号波形的起动暖机过程检测结果如图所示 检查车型的手册以得到精确的电压范围，通常冷车时传感器的电压应在3V,5V(全冷态)之间，然后随着发动机运转减少至运行正常温度时的1V左右。 直流信号的判定性度量是幅度。 在任何给定温度下，好的传感器必须产生稳定的反馈信号。 发动机冷却液温度传感器电路的开路将使电压波形出现向上的尖峰(到参考电压值)，发动机冷却液温度传感器电路的短路将产生向下尖峰(到接地值)。 缩短时基轴扫描速度至200毫秒/分度(200ms/D)或更短，对捕获在正常采集方式下快速和间歇性故障是有用的。 克莱斯勒和通用生产的轿车在125?时(约1.25V)串了一个1kΩ的电阻到电路中，可使得波形开始约1.25V处，形成一个向上的阶梯。波形上跳至3.7V，然后继续下降至完全升温，电压约2V,这是正常的。 如果波形检测出现任何异常，则应增加更换冷却液温度传感器。 4 许何聘,水温传感器的常见故障分析 6.水温传感器故障案例分析 一辆上海别克轿车，用户反映该车起动困难，每次要起动三四次发动机才能着车，而且车辆起动后还会出现怠速不稳、热车后水温易高、排气管冒黑烟和收油门容易熄火的现象，同时发动机故障指示灯有时还常亮不熄。 来厂后对该车进行检查，发现在不踩油门踏板的时候起动，几乎没有任何着车征兆。稍踩油门后发现起动比较正常，但是着车后不能松油门，一抬脚发动机就熄火。但如果着车后一直踏住油门踏板，过一段时间后再慢松油门踏板，发动机还可以运转，不过只要再踩油门踏板，抬脚后发动机就熄火。热车后稍有好转，但故障仍时有发生。 实际上，这类故障在其他车上发生得也很多，大多数是因为节气门体过脏或者怠速控制阀积炭严重造成的。而故障点主要在于进气量受到限制，因为凉车起动时，进气量相对较多，尽管电脑会控制怠速控制阀进行修正，但这需要一个过程。所以很多时候都会因为节气门体过脏或者怠速控制阀(图1)积炭严重造成该车出现此类故障，但这种故障很少会导致故障灯常亮不熄。热车后检查还发现电子扇有时也不转。 但为了稳妥起见，笔者还是首先对进气系统进行了检查和清洗。检查结果为进气系统各管路连接完好，无泄漏、堵塞现象，水温传感器和怠速控制阀工作良好。只不过该车的线路较混乱，从外表看有被火烧过的痕迹，且怠速控制阀和水温传感器的线束是后接的。 针对这种情况，笔者利用故障诊断仪对发动机电控系统进行了检查。结果查出了“P0117:水温传感器电路电压过低”的故障码。另外，诊断仪数据流所反映的温度与实际水温不相符。诊断仪显示的水温是,39 ?，这说明水温传感器有断路情况发生，因为,39 ?是电脑在检测不到水温信号后所执行的一个默认温度值。于是笔者便检查了水温传感器，在发动机水温约为30 ?时，测得其电阻值约为2400 Ω，属于正常值;当发动机水温约为90 ?时，测得其电阻值约为240 Ω，也正常，由此说明水温传感器本身无故障。接着笔者检查了传感器的线束插头，用万用表测量传感器两端子之间有5 V电压，看来PCM(发动机电脑)对水温传感器的供电电压正常。那么为什么会出现水温传感器故障码，且故障灯常亮呢,笔者决定先清除故障码。可在清码过程中发现，无论是使用诊断仪还是拆下蓄电池负极线，都无法清除故障码。反复检查后，笔者发现即使不起动发动机，只要打开点火开关，直接读取故障，就会有P0117存在。 这就奇怪了，是PCM无法接收到水温传感器的信号，还是电脑坏了导致P0117在PCM中的记忆无法清除呢,但此车的水温传感器2条线均来自PCM，而且经测量供电也正常，问题会是出在哪儿呢,带着疑问笔者拆下PCM，观察到线束和PCM端子都有腐蚀物，用毛刷清理掉污物，再仔细观察线路板及元件并无损坏，便装复了。之后又试了车，可故障仍未排除。 后来笔者再次调取了故障码，发现除了P0117外又多了个“P0107:MAP传感器电路低压”的故障。难道进气压力传感器又出了问题,但基于发动机工作运转和排放都很正常，笔者未对进气压力感器进行过多的拆卸检查，只是观察了一下插头的接触情况，发现 5 江苏农林职业技术学院毕业设计,论文, 接触良好。于是清除了故障码，之后再读故障码，P0107不再出现，但P0117依旧存在。这可真奇怪，如果PCM的自诊断功能紊乱，那为什么对P0107的读取和清除都正常呢,于是笔者拔下了喷油器的插头进行试验，发现设置故障码和清除故障码，功能都很正常。 至此，我又仔细分析了该车的故障，根据上述的检查结果，可以判定故障应该在于线路上。考虑到该车的线束被火烧过，修复后很有可能有接触不良的地方。于是笔者首先测量了PCM各端子(图2)的电压，包括电源电压和各传感器及执行机构的工作电压。检查过程中还采用了模拟故障的方式，边检查边尽可能地抖动线束，看是否有线路接触不良的情况。最终的测试结果表明:电源电压及其他传感器的各项数据均在正常值范围内，只有水温传感器的端子电压异常。正常情况下，打开点火开关时水温传感器的信号源端子与接地端子之间的电压值应为5 V。而实际测得的结果虽然是5 V，但在传感器处使用数据模拟器直接向信号线提供不同的电阻，从诊断仪读取的水温值却始终是,39 ?，电子扇也不转，这说明水温传感器的线路确实存在断路现象。为此笔者用万用表仔细测量了水温传感器的线路，发现5 V电源没有任何问题，电脑的输出直接到了传感器，而电脑输出的接地线并没有完全进入水温传感器，出现了断路的现象。难怪模拟的水温传感器电阻值不能进入电脑，在从电脑输出处连接1条接地线直接到水温传感器后，故障消失。 6 许何聘,水温传感器的常见故障分析 结束语 目前越来越多的人在重视环境问题，倡导低碳生活，重视车辆的环保性能和经济性能，而氧传感器恰恰是汽车上关于这两种性能的重要组成部分，对于改善汽车的环保性和经济性起重要作用。本论文就此出发点对汽车氧传感器进行的一些探究。由于本人的能力和时间问题，很多问题并没有进行深究和细致的研讨，故表示遗憾和歉意，希望答辩小组给予诚恳的意见，谢谢～ 7 江苏农林职业技术学院毕业设计,论文, 参考文献 [1]贺建波，贺展开.汽车传感器的检测.北京:机械工业出版社，2005.1 [2]鲁植雄，谢剑.汽车传感器动态与静态测析.北京:人民交通出版社2005.11 [3]王旭东.汽车电子控制装置与应用.北京:机械工业出版社，2007.4 [4]彭高宏，车用发动机氧传感器常见故障诊断与检修.机械与电子，2009，1(13):77 [5]徐支华，车用氧传感器的构造原理及故障诊断.南宁职业技术学院学报，2008，13(2):98 [6]李忠友，氧传感器的构造原理与检测.汽车使用与维修，2008，3(3):31 [7]包尔慨，高晓阳.使用?维修，2007，4(12):40 [8]黄文龙.浅谈大众汽车氧传感器的故障诊断;[学位论文]，珠海市，珠海市汽车贸易有限公司，2008 [9]董继明，罗登明.汽车检测与诊断技术.北京:机械工业出版社，2009.6 [10]王秀红，田有为.汽车发动机电控技术.大连:大连理工大学出版社，2008.3 [11]丁继斌，刘映凯.汽车检测与诊断.大连:大连理工大学出版社，2009.7 8 许何聘,水温传感器的常见故障分析 致 谢 历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—朱路生老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢～ 感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。 感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。 由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正～ 许何聘 2014年5月31日 9 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养 料。而阅读，则正是这种养料———雨果