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二、冷却液温度传感器
1. 冷却液温度传感器工作原理
冷却液温度传感器用于检测发动机冷却液液温,向ECU输入温度信号,作为燃油喷射和点火正时的修正信号,同时也是其他控制系统的控制信号。在冷却液温度较低的冷机状态下,应加浓混合气体,使发动机稳定地燃烧,而如果不能发出冷机状态信号,则混合气体变得稀薄,发动机处于不正常状态。反之,当发动机处于暖机状态时,若发出冷机状态信号,混合气体过浓,发动机仍处于不正常状态。冷却液温度传感器的特性曲线如图2-7所示。其插头与ECU的连接端子及电路如图2-8、图2-9所示,其中,THW为传感器信号端子。
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图2-7 冷却液温度传感器特性曲线
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图2-8 冷却液温度传感器与ECU的连接端子
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图2-9 传感器与ECU连接电路
从图2-9中可以看出,ECU使5V的电压通过1kΩ电阻和晶体三极管串联后再与10kΩ电阻并联的电路,然后经过传感器接地。在温度比较低时,传感器的热敏电阻的阻值较大,此时ECU使晶体三极管截止,5V的电压仅仅通过10kΩ电阻及传感器后接地,由于传感器的热敏电阻的阻值与10kΩ电阻的阻值相差不大,这样传感器所测得的数值比较准确;而当温度达到51.6℃的特定值时,热敏电阻的阻值发生了很大的变化,此时其阻值相对10kΩ已经较小,测得的数值不再准确,这时ECU使晶体管导通,这样5V电压就通过1kΩ电阻和晶体三极管串联后再与10kΩ电阻并联的并联电路,然后经过传感器接地,由于并联后的阻值与1kΩ相差不大,即与温度升高后的传感器的阻值相差不大,这样即使温度升高,也能使测量结果准确。
2. 冷却液温度传感器安装位置与结构
冷却液温度传感器(即水温传感器)一般装在电控发动机的缸体缸盖的水套以及上出水管等处,如图2-10所示。冷却液温度传感器的结构如图2-11所示,有两端子式和单端子式两种,主要由热敏电阻、金属引线、接线插座和壳体组成。
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图2-10 冷却液温度传感器安装位置
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图2-11 两端子式冷却液温度传感器结构
3. 冷却液温度传感器的检测方法
冷却液温度传感器的工作性能好坏直接影响电喷发动机的喷油量,从而影响发动机的燃烧性能,若传感器损坏,会使汽车发动机出现不易起动、工作不平稳等故障。若出现此类故障,则应对此传感器进行检测。其实,在电控燃油喷射的发动机上,一般的汽车都有故障自诊断系统,若传感器或其他元件损坏,则故障自诊断系统几乎都能检测到故障部位,且以故障码的形式在屏幕上显示出来。冷却液温度传感器的检测如下。
1)检测冷却液温度传感器的电阻
(1)就车检测。关闭点火开关,拔下冷却液温度传感器插头,用高阻抗数字式万用表电阻挡检测传感器接头两端子间的电阻,如图2-12所示,阻值应在0.2~20kΩ范围内;若电阻值偏差过大,则说明传感器已失效或损坏,应更换传感器。
(2)单体检测。从车上拆下冷却液温度传感器,并将其置于水杯中,缓慢加热提高水温,同时用万用表测量传感器两端子间的电阻值,如图2-13所示,其电阻值随温度的变化应符合表2-l中所示情况,否则说明传感器已失效或损坏,应更换传感器。
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图2-12 就车检测冷却液温度传感器
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图2-13 单体检测冷却液温度传感器
表2-1 冷却液温度传感器电阻值随温度的变化
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2)检测冷却液温度传感器的信号电压
打开点火开关,用万用表的表笔分别连接冷却液温度传感器的信号线或ECU的信号线与地线(注意正负极),用其电压挡测量传感器的输出电压值,其大小应随冷却液温度的变化而变化,即温度低时电压高,温度高时电压低,测量结果应符合标准规定值,否则应更换传感器。
3)检测冷却液温度传感器与ECU之间的连接线束的电阻值
用高阻抗万用表的电阻挡测量传感器的信号端子与ECU的信号端子之间的连接线束及传感器的地线端子与ECU的地线端子之间的电阻值,此时阻值小于1.5Ω表明线路导通,否则说明线束短路或接线端子的接触不好,应继续检查或更换线束。
4. 检测方法在具体车型上的应用
以上对冷却液温度传感器的检测方法进行了简单介绍,现在就一些常见车型上的冷却液温度传感器的检测方法进行举例说明。
1)大众CC轿车冷却液温度传感器的检测
大众CC、速腾、迈腾、高尔夫轿车都使用同一型号的冷却液温度传感器G62,G62为负温度系数的热敏电阻式传感器,安装在发动机冷却液出水管即冷却水套中(见图2-14),用于检测发动机冷却液的温度,并把所检测到的温度信号以电信号的形式输入ECU,为修正喷油量及点火时间提供依据。G62的接头端子1、2,分别与发动机控制单元J623的T60/57和T60/14号接头端子相连,传感器与ECU的连接如图2-15所示。
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图2-14 冷却液温度传感器结构及安装位置
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图2-15 冷却液温度传感器与ECU的连接电路
冷却液温度传感器G62不断地向ECU输入冷却液温度的信号,如果此温度传感器损坏,则信号将中断,ECU不能再确定冷却液液温,会导致发动机冷机或热机时起动困难、油耗增加、怠速不稳、排放升高等故障。冷却液温度传感器的检测方法如下。
(1)检测电源电压。拔下冷却液温度传感器的插头,打开点火开关,测量J623的T60/ 14和T60/57号端子间的电压,应为5V左右。
(2)检测信号电压。插上冷却液温度传感器的插头,打开点火开关,检测传感器端子2和端子1的的信号电压,应为0.5~4.8V,若电压值不在此范围内,则表明传感器已失效或损坏,应更换。冷却液温度传感器的信号电压与冷却液温度之间的关系如表2-2所示。
表2-2 冷却液温度传感器的信号电压与冷却液温度之间的关系
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(3)检测电阻。断开点火开关,拆下冷却液温度传感器,并将其放入装满水的容器里加热,用万用表测量不同温度下传感器两端子间的电阻值,应满足表2-3中所示的要求,否则,应更换传感器。
表2-3 冷却液温度传感器的电阻值与温度之间的关系
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2)新款捷达轿车冷却液温度传感器的检测
新款捷达轿车冷却液温度传感器G62与水温表传感器G2安装在一个壳体里。冷却液温度传感器是一个NTC电阻,当水温升高时,电阻值降低。水温表传感器则将水温信号输入ECU,修正燃油喷射量和点火正时等。捷达轿车冷却液温度传感器的结构与安装位置如图2-16所示,连接电路如图2-17所示。
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图2-16 新款捷达冷却液温度传感器结构与安装位置
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图2-17 冷却液温度传感器与发动机控制单元的连接电路
冷却液温度传感器接头端子号码为T2b/1和T2b/2,分别与发动机控制单元J623的负信号线T121/104和T121/83端子相连接。传感器的检测方法如下。
(1)检测电源电压。拔下冷却液温度传感器插头,打开点火开关,测量发动机控制单元J623的T121/83端子与车身搭铁之间的电压,应为5V左右。
(2)检测传感器电阻值。关闭点火开关,拔下冷却液温度传感器,将冷却液温度传感器放入盛满水的加热容器中,在不同的温度下,测量传感器端子T2b/1和T2b/2间的电阻值,应符合表2-4中所示的规定值。如果测量结果不符,则传感器已损坏,应进行更换。
表2-4 捷达轿车冷却液温度传感器电阻值与温度之间的关系
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