电控汽油发动机传感器的检修技巧

1.氧传感器

（1）氧传感器的作用。汽车发动机氧传感器是当今汽车中一个非常重要的传感器，它被用来监测发动机所排出废气中氧的含量或浓度，并根据所测得的数据输出一个信号电压，反馈给ECU，ECU根据收到的信号控制喷油量、进气量的大小，调整空燃比（最佳空燃比为14.7∶1），从而达到省油、提高效率、减少污染等目的。氧传感器通常安装在排气系统中，直接与排气气流接触，如图5-2-1所示。

图5-2-1　氧传感器

（2）氧传感器的类型。目前，汽车发动机实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线（不带加热器）、双引线、三根引线（带加热器）和四根引线之分，原则上四种引线方式的氧传感器是不能相互替代使用的，如图5-2-2所示。

图5-2-2　常见汽车发动机氧传感器类型

现今有些车辆装有两个氧传感器，一个安装在三元催化器前面，一个安装在三元催化器后面，如图5-2-3所示。三元催化器前安装氧传感器的作用是检测发动机不同工况的空燃比，同时ECU根据该信号调整喷油量和计算点火时间。三元催化器后安装氧传感器主要是检测三元催化器的工作好坏，即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据做比较来检测三元催化器是否工作正常。

图5-2-3　安装两个氧传感器的发动机

（3）氧传感器的检测。装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机，如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障，而供油、点火装置又无其他故障，那么极有可能是氧传感器及其相关线路出了问题。检查氧传感器好坏的方法如下：

①如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的，检修时只需拔下氧传感器插头，如果发动机的故障消失，则说明氧传感器已经损坏，必须更换；如果发动机故障依旧，那么还要从其他地方找原因。

②利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端，正常情况下，电压应在0～1 V之间变化，中值在500 mV左右，如果输出电压长时间保持某一数值而无变化，则表明氧传感器已经损坏。

③也可用检测氧传感器电压信号波形的方法，判断氧传感器的好坏，如图5-2-4所示。出现图5-2-4（a）、图5-2-4（b）、图5-2-4（c）所示电压信号波形，说明氧传感器是好的。出现图5-5-4（d）所示电压信号波形，说明氧传感器是坏的。

图5-2-4　检测氧传感器电压信号波形

实际上，氧传感器是一个相当耐用的部件，只要燃油质量过关，它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。这一点，驾驶装有三元催化装置汽车的驾驶人必须加以重视。

（4）氧传感器的常见故障。

①氧传感器中毒。氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千千米。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换氧传感器。

另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅、硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效。因而要使用质量好的燃油和润滑油，修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。

②积炭。由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积炭，或氧传感器内部进入了油污、尘埃等沉积物，均会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积炭，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。

③氧传感器陶瓷碎裂。氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，如发现问题应及时更换。

④加热器电阻丝烧断。对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。

⑤氧传感器内部线路断脱。

⑥氧传感器外观颜色的检查。从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。

2.空气流量传感器

空气流量传感器，也称空气流量计（四根线的未装进气温度传感器，五根线的装有进气温度传感器），如图5-2-5所示。它主要检测发动机进气量的大小，并将进气量的大小转变成电信号输入电控单元ECU，供ECU计算喷油量和点火时间。

电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种形式，目前常见的空气流量传感器按其结构形式可分为叶片（翼板）式、量芯式、热线式、热膜式和卡门涡流式等几种。

图5-2-5　空气流量传感器

热膜式空气流量传感器的检测方法是检测传感器的输出电压，怠速时为1.6 V，急加速时为2.8 V，如图5-2-6所示。若不是，应检查线路、ECU和传感器本身。

图5-2-6　热膜式空气流量传感器的检测

3.进气歧管压力传感器

进气歧管压力传感器，如图5-2-7所示。它检测的是节气门后方进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出进气歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电控单元ECU，ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。

图5-2-7　进气歧管压力传感器

进气歧管压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，因而被广泛用于D型喷射系统中。检测进气歧管压力传感器好坏的方法是用解码器读数据流。若油门越大，检测到的压力越小，说明进气歧管压力传感器是好的，如图5-2-8所示。若数据流是一条直线，说明进气歧管压力传感器是坏的或电路开路，必须更换进气歧管压力传感器或检修电路，如图5-2-9所示。

图5-2-8　进气歧管压力传感器数据流

图5-2-9　进气歧管压力传感器已坏或电路开路

4.进气温度传感器

进气温度传感器，如图5-2-10所示。它的作用是检测进入进气歧管内空气的温度。由于进气的密度随着温度的变化而变化，因此ECU必须根据进气温度传感器的信号对空气流量传感器测得的进气量进行修正，调整供油量以获得最佳空燃比。

图5-2-10　进气温度传感器

进气温度传感器采用热敏电阻作为敏感元件。通常D型燃油喷射系统，进气温度传感器一般安装在空气滤清器内或进气总管内（节气门之后）；L型燃油喷射系统，进气温度传感器一般安装在空气流量传感器内。进气温度传感器可用万用表进行检测，第一种方法是检测进气温度传感器的输出电压，如图5-2-11所示。进气温度20℃时，输出电压在1.3 V左右。进气温度40℃时，输出电压在2.0 V左右。若不是，需要更换进气温度传感器或检修电路。

图5-2-11　用电压法检测进气温度传感器的好坏

第二种方法是检测进气温度传感器的电阻，如图5-2-12所示。进气温度20℃时，电阻值应为2.2～2.7 kΩ。进气温度40℃时，电阻值应为1.1～1.4 kΩ。若不是，需要更换进气温度传感器。

图5-2-12　用电阻法检测进气温度传感器的好坏

5.冷却液温度传感器

冷却液温度传感器，如图5-2-13所示。它用以检测发动机冷却液的温度，修正喷油量。其外部多用金属制造，安装在发动机的出水口上，其工作原理与进气温度传感器相同。

图5-2-13　冷却液温度传感器

冷却液温度传感器用万用表检测时，其输出端两端子之间的电阻值应符合表5-2-2的要求，否则应更换冷却液温度传感器。

表5-2-2　冷却液温度传感器不同温度下的电阻值

6.节气门位置传感器

节气门位置传感器，如图5-2-14所示。它的作用是将节气门（俗称油门）开度的大小转换为电信号输送给发动机电控单元ECU，发动机电控单元根据此信号判断发动机的工况，并根据发动机的不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油量。(www.xing528.com)

图5-2-14　节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门体上，有线性输出型和开关量输出型两种。线性输出型节气门位置传感器，如图5-2-15所示。

图5-2-15　线性输出型节气门位置传感器

检测节气门位置传感器好坏的方法是用解码器读数据流。发动机怠速时，节气门有一个最小的开度；油门最大时，节气门开度达到最大，如图5-2-16所示，说明节气门位置传感器是好的。若数据流是一条直线，说明节气门位置传感器是坏的或电路开路，必须更换节气门位置传感器或检修电路，如图5-2-17所示。

图5-2-16　节气门位置传感器数据流

图5-2-17　节气门位置传感器已坏或电路开路

7.曲轴位置传感器

曲轴位置传感器，如图5-2-18所示。它的作用是用以检测曲轴转角、发动机转速和活塞上止点，是电控发动机控制点火时刻、确定曲轴位置不可缺少的信号源。

常用的曲轴位置传感器有磁感应式、霍尔式和光电式三种。目前大多采用磁感应式和霍尔式曲轴位置传感器，光电式应用较少。

图5-2-18　曲轴位置传感器

曲轴位置传感器安装的部位有曲轴前端、分电器内、飞轮壳上、凸轮轴前端。检测曲轴位置传感器好坏的方法是用解码器读数据流。在油门变化的过程中，转速不断变化，如图5-2-19所示，说明曲轴位置传感器是好的。若油门变化过程中数据流是一条直线，说明曲轴位置传感器是坏的或电路开路，必须更换曲轴位置传感器或检修电路，如图5-2-20所示。

图5-2-19　曲轴位置传感器数据流

图5-2-20　曲轴位置传感器已坏或电路开路

8.凸轮轴位置传感器

凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器的作用、原理和构造基本相同。凸轮轴位置传感器（可变正时，进气凸轮）的安装位置，如图5-2-21所示。

图5-2-21　凸轮轴位置传感器的安装位置

检测凸轮轴位置传感器好坏的方法是用解码器读数据流。在油门变化的过程中，数据流不断地变化，如图5-2-22所示，说明凸轮轴位置传感器是好的。若油门变化过程中数据流是一条直线，说明凸轮轴位置传感器是坏的或电路开路，必须更换凸轮轴位置传感器或检修电路，如图5-2-23所示。

图5-2-22　凸轮轴位置传感器（可变正时，进气凸轮）数据流

图5-2-23　凸轮轴位置传感器已坏或电路开路

9.爆燃传感器

爆燃传感器，如图5-2-24所示，它的作用是将发动机的振动频率转换成电压信号输送给ECU，ECU根据输入电压信号对是否爆燃进行判断。当发动机发生爆燃时，ECU控制逐步减小点火提前角以消除爆燃。当发动机没有发生爆燃时，ECU又会逐步增大点火提前角来使发动机获得最大的扭矩。爆燃传感器有磁致伸缩式和压电式两种类型。

图5-2-24　爆燃传感器

爆燃传感器安装在发动机缸体上或火花塞上，如图5-2-24所示的爆燃传感器安装在发动机缸体上。压电式爆燃传感器安装时，不允许使用任何类型的垫圈。

磁致伸缩式爆燃传感器用万用表检测线圈电阻时，其电阻值应符合规定值（具体电阻值见具体车型维修手册），否则更换爆燃传感器。压电式爆燃传感器用万用表检测两端子之间的电阻时，应为无穷大。爆燃传感器也可用解码器读数据流的方法进行检测。若在油门变化过程中，数据流是一条不断变化的曲线，如图5-2-25所示，说明爆燃传感器是好的。若油门变化过程中数据流是一条直线，说明爆燃传感器是坏的或电路开路，必须更换爆燃传感器或检修电路，如图5-2-26所示。

图5-2-25　爆燃传感器数据流

图5-2-26　爆燃传感器已坏或电路开路

【任务实施】

检测电控汽油发动机的传感器

一、任务目的

（1）知道电控汽油发动机传感器的作用。

（2）能指出电控汽油发动机传感器在汽车上的位置。

（3）学会电控汽油发动机传感器的好坏判别方法。

（4）能积极主动参与任务，能与小组成员团结协作，能执行实训室“6S”规定。

二、任务准备

（1）知识准备：

完成任务二的学习。

（2）设备准备：

电控汽油车、汽车拆装工量具、演示课件（或操作视频）。

三、任务步骤

（1）老师演示或播放视频：检测电控汽油发动机的传感器。

（2）学生练习检修电控汽油发动机的传感器（或老师演示时同步练习），并完成本书实训工作页中实训五相应内容的填写。

检测电控汽油发动机的传感器，主要内容包括氧传感器、空气流量传感器（或进气压力传感器）、进气温度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和爆燃传感器等的检测。

四、任务评价

任务评价内容及标准见表5-2-3。

表5-2-3　任务评价内容及标准

续表