汽车发动机电控系统检测及修复

发动机电控系统的工作过程，就是发动机控制模块根据各种传感器所反映的工况信息控制执行器，从而使发动机的动力性、经济性和排放性能达到最理想的状态。如果有任何一个电器元件出现故障，包括传感器、执行器和控制模块，则都会造成一定的故障，使发动机的性能下降，甚至不能正常运转。

1.空气流量计的检测

空气流量计的作用是将单位时间内吸入发动机气缸的空气量转换成电压信号并传送至发动机控制模块，作为决定喷油量和点火正时的基本信号之一。现在多数车辆上采用的空气流量计一般为热膜式空气流量计。本节主要介绍上海大众帕萨特B5AWL发动机热膜式空气流量计的检测和故障诊断方法。

（1）测试所需的仪器设备 由于该热膜式空气流量计输出信号的特点是随着进气量的增加，其输出电压也越来越高，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车专用示波器。

（2）测试仪器的连接 图3-112所示为利用万用表或示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机空气流量计时，检测探针连接的示意图。把万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、蓄电池的负极接线柱或发动机气缸体上；把万用表或示波器的正极探针连接到传感器通往发动机控制模块的信号输出线上。

（3）测试方法

1）静态测试法。所谓静态测试，就是在打开点火开关、发动机不运转的情况下，用吹风机向空气流量计吹入不同流速和不同温度的空气，查看传感器输出电压信号的特性是否满足下列要求：当进气温度不变的情况下，随着进气流速的增加，传感器的输出电压也增加；在进气流速不变的情况下，随着进气温度的增加，传感器的输出电压将下降。

2）动态测试法。所谓动态测试，就是在发动机运行过程中，测量不同负荷条件下空气流量计的输出电压，观察传感器的信号特点是否满足要求：在进气温度不变的情况下，随着进气流速的增加，传感器的输出电压也随之增加。图3-113所示为热膜式空气流量计的电压信号波形。可以看出，随着进气流量的增大，传感器的信号电压也将随之增加。

图3-112 万用表或示波器检测探针连接的示意图

（4）热膜式空气流量传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试 现代汽车电控系统中，常见的一些故障通常是由于电路虚接、断路或短路所致，因此，在电器元件工作异常时，也要重点检查电路工作是否正常。检查一般分两步进行：第一步是检查电路的导通性；第二步是检查各个管脚的电压是否符合要求，如果电路工作正常而传感器的信号异常，则考虑更换传感器。

1）检查电路的导通性。拔开导线两端的电器插接器，从每一根导线两端检查是否导通或电阻为零，否则，说明导线有断路或虚接；不同导线之间的电阻应为无穷大，否则，说明导线之间有粘连。测试的过程如图3-114所示。

2）传感器管脚电压的测试。传感器管脚电压的测试见表3-7。

2.进气歧管绝对压力传感器的检测

图3-113 热膜式空气流量计的电压信号波形

进气歧管绝对压力传感器的作用是检测进气歧管的真空度，并将压力信号转变成电压信号输送给发动机控制模块，作为控制喷油脉宽和点火正时的主要参考信号。在当前运行的汽车中，进气歧管压力传感器主要包括半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器和电容式进气歧管压力传感器两种，其中的电容式进气歧管压力传感器多安装在福特汽车上，而其他厂家的汽车安装的则为半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器。本书主要介绍上海大众帕萨特B5AWL发动机半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器的检测和故障诊断。

（1）测试所需要的仪器 由于该传感器的信号输出特点是随着进气歧管压力的上升，传感器的输出电压也相应地提高，所以对该传感器的测试可以使用汽车专用万用表或示波器进行。

图3-114 空气流量计与控制模块之间电路导通性的测试

表3-7 传感器管脚电压的测试

（2）测试仪器的连接 图3-115所示为利用万用表或示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机进气歧管压力传感器时，检测探针连接的示意图。测试时，将汽车专用万用表或示波器的正极检测探针连接到传感器的信号输出线上，将汽车专用万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线或发动机气缸体上。

（3）测试过程 有以下两种测试方法：

1）在打开点火开关而发动机未起动的情况下，利用手动真空泵模拟进气歧管压力的变化，测试在不同真空度时传感器的输出电压，观察电压是否满足参数要求：随着进气歧管压力的上升，传感器的输出电压也越来越高，基本上呈线形增长的关系。在通常情况下，传感器的信号电压范围应该从怠速运转时的约1.25V平稳上升到节气门全开时的约5V。

2）利用汽车专用示波器进行动态测试。在不同发动机转速和负荷条件下，测量传感器的输出电压，观察传感器的信号波形是否满足要求：随着进气歧管压力的上升，传感器的输出电压也越来越高，基本上呈线形增长的关系。在通常情况下，传感器的信号电压范围应该从怠速运转时的约1.25V平稳上升到节气门全开时的约5V。图3-116所示为进气歧管压力传感器的信号波形。

图3-115 万用表或示波器流程探针的连接示意图

图3-116 进气歧管压力传感器的信号波形

（4）检查进气歧管绝对压力传感器和发动机之间的连接电路

1）检查电路的导通性。测试的过程如图3-117所示。

2）传感器管脚电压的测试。传感器管脚电压的测试见表3-8。

3.温度传感器的检测

根据温度传感器的检测对象不同，可以将其分为发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器和排气温度传感器三种。

图3-117 进气歧管压力传感器与控制模块之间电路导通性的测试

发动机冷却液温度传感器用来检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射、点火正时、怠速和尾气排放控制的主要修正信号。进气温度传感器用来检测进气温度，并将进气温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射和点火正时的修正信号。排气温度传感器用来检测再循环废气的温度，用以反映废气再循环的流量。

按照温度传感器电阻与温度的对应关系，可将温度传感器分为正热敏系数的温度传感器和负热敏系数的温度传感器。

对于正热敏系数的温度传感器，随着温度的上升，传感器的电阻值将上升，传感器两端的电压值也将上升，发动机控制模块根据该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。

对于负热敏系数的温度传感器，随着温度的上升，传感器的电阻值将下降，传感器两端的电压值也将下降，发动机控制模块根据该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。

表3-8 传感器管脚电压的测试

（1）测试所需的仪器设备 如果只是测试传感器的电阻和电压信号，那么使用汽车专用万用表就可以了；而如果要观察传感器的整个信号变化过程，则需使用汽车专用示波器。

（2）测试仪器的连接 图3-118所示为利用万用表或示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机冷却液温度传感器时，检测探针的连接示意图。测试时，把汽车专用万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、发动机气缸体或蓄电池的负极接线柱上，把汽车专用万用表或示波器正极探针连接到传感器通往发动机控制模块的信号输出线上。

（3）测试方法 测量不同温度条件下发动机冷却液温度传感器的输出电压，观察电压是否满足其特性曲线。图3-119所示为发动机冷却液温度传感器在不同温度条件下的电压范围。

图3-118 利用万用表或示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机冷却液温度传感器时，检测探针的连接示意图

图3-119 发动机冷却液温度传感器在不同温度条件下的电压范围

（4）传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试

1）检查电路的导通性。测试的过程如图3-120所示。

图3-120 发动机冷却液温度传感器与控制模块之间电路导通性的检测

2）传感器管脚电压的测试。传感器管脚电压的测试见表3-9。

表3-9 传感器管脚电压的测试

（5）传感器单件测试 拔下温度传感器上的电插头，用万用表测插座上的端子1和2之间的阻值，如图3-121所示。当温度为20℃时，阻值应为2.2kΩ；温度为30℃时，阻值应为1.4～1.9kΩ；温度为40℃时，阻值应为1.1～1.4kΩ。否则，应更换传感器。(www.xing528.com)

4.节气门位置传感器的检测

节气门位置传感器的作用是检测节气门的开度和开关的速率，并把该信号转变为电压信号输送给发动机控制模块，作为控制喷油脉宽、点火正时、怠速转速和尾气排放的主要修正信号，同时也是空气流量计或进气歧管压力传感器的辅助信号。

图3-121 发动机冷却液温度传感器电阻的测量

根据传感器内部结构的输出信号特点，节气门位置传感器可以分为线性信号输出型和开关量信号输出型。本书主要介绍上海大众帕萨特B5AWL发动机上采用的线性信号输出型节气门位置传感器的检测和故障诊断，这种节气门位置传感器内包含两个滑动电阻型的位置传感器：一个是和节气门轴同步转动的节气门位置传感器，另一个是和怠速电动机轴同步转动的定位电位计。

（1）测试所需的仪器设备 由于节气门位置传感器实质上是滑动电阻，在汽车长期运行过程中，滑动电阻的某一部分会出现接触不良的情况，使用汽车专用万用表可能测试不出这些缺陷，而使用汽车专用示波器则可以测试出。因此，如果测试节气门位置传感器的怠速触点或电路电阻，则可以使用汽车专用万用表；而如果要测试传感器线性输出信号的全过程，则可以使用汽车专用示波器。

（2）检测仪器的连接 图3-122所示为利用示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机节气门位置传感器时，检测探针的连接示意图。测试时，把示波器的负极检测探针连接到节气门位置传感器的负极搭铁线、发动机的气缸体或蓄电池负极接线柱上，把示波器的正极检测探针连接到传感器的信号输出端子上。

（3）测试过程 测试时，打开点火开关，但不要起动发动机，用均匀的速度缓慢打开节气门，保持一定开度后，以同样的速度缓慢关闭节气门，此时传感器应输出理想的波形。图3-123所示为节气门位置传感器的正常信号波形，图3-124所示为节气门位置传感器出现磨损故障时的信号波形。

图3-122 利用示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机节气门位置传感器时，检测探针的连接示意图

图3-123 节气门位置传感器的正常信号波形

图3-124 节气门位置传感器出现磨损故障时的信号波形

（4）传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试

1）检查电路的导通性。测试的过程如图3-125所示。

2）传感器管脚电压的测试。传感器管脚电压的测试见表3-10。

图3-125 节气门位置传感器导通性的检测

表3-10 传感器管脚电压的测试

（5）传感器单件测试 现以上海大众帕萨特B5AWL发动机为例进行介绍。关闭点火开关，拔下此传感器的导线插接器，在节气门位置传感器一侧的插接器上，用万用表的电阻档测量传感器各个端子之间的电阻值，应满足表3-11中的技术参数；否则，应更换传感器。

表3-11 传感器各个端子之间的电阻值

5.爆燃传感器的检测

爆燃传感器用来检测发动机的燃烧过程中是否发生爆燃，并把电压信号输送给发动机控制模块，作为修正点火提前角的重要参考信号。

（1）测试所需的仪器设备 由于该传感器发出的信号是电压和频率均同时发生变化的信号，为了能比较直观地查看传感器的信号特点，建议使用汽车专用示波器。

（2）测试仪器的连接 图3-126所示为利用示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机爆燃传感器时，检测探针的连接示意图。测试时，连接示波器的负极检测探针到传感器的搭铁线或发动机的气缸体（注意：不要连接到蓄电池的负极接线柱上），连接示波器的正极检测探针到传感器通往发动机控制模块的信号线上。

图3-126 利用示波器测试上海大众帕萨特B5AWL发动机爆燃传感器时，检测探针的连接示意图

（3）测试方法 测试方法有以下两种：

1）用敲击传感器或其周围气缸体的方法来模拟传感器的工作过程，测试传感器的输出信号。

2）在发动机急加速时，测试传感器的输出信号。图3-127所示为发动机发生爆燃时传感器的信号波形。当汽车专用示波器采集到发动机爆燃的信号时，会自动捕捉振动信号并以完整的波形显示在示波器上。

（4）传感器与发动机控制模块之间连接电路的测试 现代汽车电控系统中，常见的一些故障通常是由于电路虚接、断路或短路造成的，因此在电器元件工作异常时也要重点检查电路工作是否正常。检查时，一般分两步进行：第一步是检查电路的导通性；第二步是检查各个管脚的电压是否符合要求，如果电路工作正常而传感器的信号异常，则考虑更换传感器。由于爆燃传感器工作时不需要外界提供电源，因此对该传感器电路的测试通常只进行电路导通性的测试。

测试时，拔开导线两端的电器插接器，从每一根导线两端检查是否导通或电阻为零，否则，说明导线有断路或虚接；不同导线之间的电阻应为无穷大，否则，说明导线之间有粘连。测试的过程如图3-128所示。

图3-127 发动机发生爆燃时传感器的信号波形

图3-128 爆燃传感器与控制模块之间电路导通性的检测

（5）爆燃传感器的单件测试 现以上海大众帕萨特B5AWL发动机为例进行介绍。先拔下爆燃传感器的电器插头，用万用表电阻档测试电器插座上端子1和2之间的电阻值，应大于1.0×10⁶Ω。

6.发动机控制模块的检测

发动机控制模块根据各种传感器监测的工况信息去控制执行元件的工作，从而保证发动机的整体性能良好。如果发动机控制模块出现故障，则发动机的局部甚至整体功能都会丧失，因此，对于发动机控制模块的检测除了前面提到的一些测试方法外，还有对发动机控制模块的电源电路进行检测。如果电源电路工作正常，传感器工作正常，执行器及其电源电路工作正常，而某项功能不能正确执行，则可能是发动机控制模块存在故障。发动机控制模块的故障有来自硬件方面的，也有来自软件方面的。

（1）发动机控制模块损坏的原因

1）测试仪器使用不当造成发动机控制模块损坏。发动机控制模块中的大多数微电子电路只适宜极弱的电流通过，如果用内阻小于10kΩ的万用表或试灯来测试计算机端子，都有可能损坏计算机。在电路图中计算机（ECU或PCM）输出5V电源或5V电压，实际是一信号参考电压，这一电压经传感器后有变化，再输入计算机就作信号用，实际工作电压值极小。因此，如果使用仪表不当，那么就会因通过电流过大而烧坏计算机。

2）在燃油泵继电器端子处跨接来检查燃油泵及油压时，应确认哪个为电源“+”极，哪个为燃油泵连线端。例如：应跨接3←→4，而如果跨接3←→2，则会烧毁发动机控制模块中的3W晶体管。

3）拆装蓄电池搭铁线（或电源线）时，点火开关应在OFF位，以防因瞬间高电压而损坏发动机控制模块。

4）喷油器线束插头中有两个端子，即电源端和控制端，两端子不可短接（跨接），否则，会烧坏计算机中喷油器功率晶体管。

5）若点火开关处于ON位置时喷油器一直喷油，则一般是发动机控制模块中的喷油器晶体管c极的并联二极管短路。如果是c极短路，则不会喷油，发动机也无法起动。如果在用发动机无法起动，则将喷油器线束中的控制线以一定节奏接搭铁再断开，此时若能起动，就说明计算机中喷油器晶体管损坏了。

（2）发动机控制模块电源电路的测试 现代汽车电控系统中，常见的一些故障通常是由于电路虚接、断路或短路造成的，因此，在电器元件工作异常时，也要重点检查电路工作是否正常。检查时，一般分两步进行：第一步是检查电路的导通性；第二步是检查各个管脚的电压是否符合要求，如果电路工作正常而传感器的信号异常，则考虑更换执行器。

1）检查电路的导通性。现以上海大众帕萨特B5AWL发动机为例介绍发动机控制模块电源电路的测试过程。拔开导线两端的电器插接器，从每一根导线两端检查是否导通或电阻为零，否则，说明导线有断路或虚接；不同导线之间的电阻应为无穷大，否则，说明导线之间有粘连。测试的过程如图3-129所示。

图3-129 发动机控制模块电源电路导通性的检测

2）执行器管脚电压的测试。执行器管脚电压的测试见表3-12。

表3-12 执行器管脚电压的测试

（续）