汽車溫度傳感器的特點(diǎn)性能及故障分析

汽車上的溫度傳感器多為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，如發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度傳感器、 冷卻液溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器，自動(dòng)變速器和無(wú)級(jí)變速器的油溫傳感器，雙離合器變速器負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器油底殼油溫的G93變速器油溫度傳感器、負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器離合器工作油溫的G509溫度傳感器，空調(diào)的室內(nèi)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器，懸架空氣泵溫度傳感器等均為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。其特點(diǎn)是測(cè)量點(diǎn)的溫度越高，傳感器的電阻值越低，輸出電壓信號(hào)越低。以馬自達(dá)進(jìn)氣溫度傳感器為例，環(huán)境溫度分別為-20℃、20℃、60℃時(shí)，電阻值分別為13.6~18.4kΩ、2.21~2.69 kΩ、0.493~0.6967kΩ。

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器常見(jiàn)故障為信號(hào)不正常，傳感器或線束短路，數(shù)據(jù)流會(huì)出現(xiàn)虛假的高溫信號(hào)；傳感器或線束斷路、端子進(jìn)水或搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會(huì)出現(xiàn)虛假的低溫信號(hào)。另外，控制單元A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)流也可能出現(xiàn)虛假的高溫信號(hào)。

一、進(jìn)氣溫度傳感器

1.進(jìn)氣溫度傳感器作用

除卡門渦旋式空氣流量傳感器以外，其余發(fā)動(dòng)機(jī)均裝有進(jìn)氣溫度傳感器，如圖1所示。進(jìn)氣溫度傳感器可以裝在空氣流量傳感器或進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)，也可以裝在進(jìn)氣道上某個(gè)部位。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高時(shí)控制單元會(huì)減少噴油脈寬，反之增加噴油脈寬。

圖1 進(jìn)氣溫度傳感器

2.進(jìn)氣溫度傳感器故障分析

進(jìn)氣溫度傳感器搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示異常低溫，低溫空氣密度高，會(huì)加大噴油脈寬，造成混合汽過(guò)濃。傳感器短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示異常高溫，高溫空氣密度低，會(huì)減少噴油脈寬，造成混合汽過(guò)稀。進(jìn)氣溫度傳感器溫度越高混合汽越濃，傳感器斷路或搭鐵不良會(huì)造成混合汽過(guò)稀，導(dǎo)致啟動(dòng)困難。

二、冷卻液溫度傳感器

1.冷卻液溫度傳感器的作用

冷卻液溫度傳感器端子為2針，一根為輸入信號(hào)線，另一根為輸出信號(hào)線；端子為4針，則4針?lè)謩e為輸入信號(hào)線、輸出信號(hào)線、控制單元搭鐵線和儀表板搭鐵線，如圖2所示。冷卻液溫度傳感器一般裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè)節(jié)溫器或散熱器出水孔處，負(fù)責(zé)噴油脈寬、暖機(jī)、點(diǎn)火提前角、自動(dòng)變速器變矩器鎖止和超速擋的控制以及空調(diào)的控制。主要作用有：

圖2 冷卻液溫度傳感器

①負(fù)責(zé)控制混合汽濃度，溫度越低，混合汽越濃；溫度越高，混合汽越稀。

②負(fù)責(zé)控制暖機(jī)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，40℃以下轉(zhuǎn)速為1500r/min,40~70℃轉(zhuǎn)速為1100r/min.

③負(fù)責(zé)控制散熱器風(fēng)扇，85℃以上開(kāi)始低速旋轉(zhuǎn)，105℃開(kāi)始高速旋轉(zhuǎn)。

④負(fù)責(zé)控制自動(dòng)變速器，56℃以上變矩器進(jìn)入鎖止工況，70℃變速器允許進(jìn)入超速擋。

⑤負(fù)責(zé)控制空調(diào)，120℃空調(diào)退出控制。

2.冷卻液溫度傳感器故障分析

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示100℃以上的高溫，造成混合汽過(guò)稀無(wú)法啟動(dòng)；傳感器斷路或搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示-30℃以下的低溫，造成混合汽過(guò)濃，排氣管冒黑煙。

OBD -Ⅰ系統(tǒng)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將冷卻液溫度傳感器感應(yīng)溫度界定在-35~120℃之間，若超出或低于這個(gè)范圍，控制單元便可判斷傳感器發(fā)生故障，而在此范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)故障碼。若冷卻液溫度傳感器短路，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)數(shù)據(jù)流就顯示冷卻液溫度超過(guò)100℃，但由于沒(méi)有達(dá)到120℃，所以不會(huì)留下故障碼。

OBD-Ⅱ系統(tǒng)對(duì)組合電器的監(jiān)控，主要是將提供相關(guān)信息或共同信息的傳感器的信息進(jìn)行比較，以便判斷具體哪個(gè)傳感器故障，是短路還是斷路等信息。如將冷卻液溫度傳感器的信息和進(jìn)氣溫度傳感器的信息或啟動(dòng)后的時(shí)間進(jìn)行比較，就可以得出冷卻液溫度傳感器的信息是否準(zhǔn)確，傳感器是否有短路還是斷路的故障。所以冷卻液溫度傳感器短路后OBD-Ⅱ系統(tǒng)會(huì)留下故障碼。

三、變速器油溫傳感器

自動(dòng)變速器油溫傳感器裝在控制閥上，對(duì)變速器主要進(jìn)行高溫控制，見(jiàn)圖3。

圖3 自動(dòng)變速器油溫傳感器

變速器油溫高于150℃時(shí)變矩器立即進(jìn)入鎖止工況，30s后如果變速器油溫仍不下降，變矩器解除鎖止工況，變速器退出超速擋。油溫傳感器自身或線束短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示變速器油溫高于150℃，所以油溫傳感器自身或線束短路后，變矩器不進(jìn)入鎖止工況，變速器沒(méi)有超速擋，汽車沒(méi)有高速。

以邁騰雙離合器變速器油溫傳感器為例，變速器油溫傳感器為G509和G93,其中G93負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器油底殼油溫，即變速器油溫度；G509（圖4）負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器中離合器工作油溫，并根據(jù)油溫變化調(diào)節(jié)離合器冷卻油的流量，并采取其他相應(yīng)措施保護(hù)變速器。如果雙離合器中有一個(gè)離合器打滑，電液控制單元油溫超過(guò)138℃時(shí)，變速器控制單元進(jìn)入過(guò)載保護(hù)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，計(jì)算離合器工作油溫超過(guò)額定值的量，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小到怠速上限，使離合器過(guò)載幾乎不出現(xiàn)，達(dá)到離合器冷卻系統(tǒng)降溫的目的。隨后發(fā)動(dòng)機(jī)重新提供最大轉(zhuǎn)矩，離合器油溫超過(guò)145℃（離合器嚴(yán)重打滑），停止向離合器供油，兩個(gè)離合器處于斷開(kāi)位置。離合器油流出口的油溫的G509就會(huì)給變速器控制單元高溫信號(hào)，控制單元進(jìn)入過(guò)載保護(hù)，D位上只有一個(gè)失效保護(hù)擋。應(yīng)立即更換雙離合器（兩個(gè)離合器必須成對(duì)更換）。

圖4 離合器溫度傳感器G509

如果G509短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示離合器油溫超過(guò)150℃，變速器控制單元進(jìn)入過(guò)載保護(hù)，D位上只有一個(gè)2擋。

四、空氣壓縮機(jī)上的溫度傳感器

空氣懸架在氮?dú)饪諝鈮嚎s機(jī)上裝有溫度傳感器，當(dāng)壓縮機(jī)溫度達(dá)到130℃，臨時(shí)中斷壓縮機(jī)的工作，以防止溫度過(guò)高發(fā)生燒蝕。一旦空氣泵燒蝕，車身高度總是停留在最低位置，不再升高。

五、空調(diào)溫度傳感器

自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、日光輻射傳感器、制冷劑溫控開(kāi)關(guān)等?？刂茊卧鶕?jù)這些傳感器信號(hào)，計(jì)算出吹入客艙內(nèi)空氣所需的溫度，選擇所需的空氣量，然后控制空氣混合入口，水閥、進(jìn)出氣口轉(zhuǎn)換板等，在駕駛員設(shè)定的溫度范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)客艙內(nèi)的溫度，使其達(dá)到最佳，并自動(dòng)控制空調(diào)的開(kāi)啟和關(guān)閉。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過(guò)120℃時(shí)為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)讓空調(diào)停止工作?？照{(diào)壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑溫度過(guò)高，溫度開(kāi)關(guān)會(huì)切斷壓縮機(jī)電磁離合器的電路。裝在蒸發(fā)器中央的蒸發(fā)器溫度傳感器或溫度開(kāi)關(guān)通過(guò)控制空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)控制蒸發(fā)器的溫度。蒸發(fā)器溫度控制的目的是防止蒸發(fā)器結(jié)霜。如果蒸發(fā)器的溫度低于0℃，凝結(jié)在蒸發(fā)器表面的水分就會(huì)結(jié)霜或結(jié)冰，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞蒸發(fā)器的空氣通道，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)制冷效果明顯降低。為了避免蒸發(fā)器結(jié)霜，就必須將蒸發(fā)器的溫度控制在0℃以上。蒸發(fā)器溫過(guò)低，低于設(shè)定值0℃以下時(shí)，空調(diào)放大器會(huì)切斷壓縮機(jī)電磁離合器的電路。蒸發(fā)器出口溫度傳感器失效，會(huì)導(dǎo)致空調(diào)壓縮機(jī)離合器頻繁吸合和分離。膨脹閥到蒸發(fā)器之間管路結(jié)霜，會(huì)導(dǎo)致空調(diào)出風(fēng)量小。

空調(diào)系統(tǒng)制冷的條件之一是環(huán)境溫度高于室內(nèi)溫度，環(huán)境溫度傳感器斷路，端子進(jìn)水、接觸不良或接地不良，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示環(huán)境溫度-30℃以下，將造成空調(diào)不制冷。

同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良，信號(hào)失準(zhǔn)時(shí)，散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，導(dǎo)致空調(diào)散熱不良，也會(huì)進(jìn)入失效保護(hù)，讓空調(diào)停止工作。

六、典型案例分析

1.故障現(xiàn)象

一輛奧迪A8轎車，由于電控懸架的空氣泵經(jīng)常退出控制，使汽車無(wú)法根據(jù)路況和行駛條件的變化變更車身的高度和硬度，于是去某修理廠進(jìn)行修理。修理后空氣泵不再退出控制，但使用一段時(shí)間后車身高度總是停留在最低位置，不再升高。沒(méi)有故障碼。

2.故障診斷與分析

車身高度總是停留在最低位置，不再升高，說(shuō)明空氣泵不再工作。而導(dǎo)致空氣泵不工作的原因有：

①空氣泵上的溫度傳感器短路，數(shù)據(jù)流會(huì)顯示空氣泵溫度超過(guò)130℃，控制單元會(huì)令其退出控制；② 懸架控制單元A / D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤， 數(shù)據(jù)流會(huì)顯示空氣泵溫度超過(guò)130℃，控制單元會(huì)退出控制；③空氣泵空氣泵上溫度傳感器失效退出后，控制單元進(jìn)入失效保護(hù)，設(shè)定一個(gè)假定的溫度值，空氣泵工作不再受溫度控制。汽車在壞路行駛時(shí)，空氣泵連續(xù)進(jìn)行工作，就可能導(dǎo)致高溫?zé)g。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)因?yàn)槿藶閿嚅_(kāi)空氣泵上溫度傳感器端子，造成控制單元進(jìn)入失效保護(hù)，導(dǎo)致空氣泵高溫?zé)g。為什么要斷開(kāi)傳感器端子呢？原來(lái)車身控制單元A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，導(dǎo)致空氣懸架經(jīng)常保持在最低位置。維修人員檢測(cè)空氣泵上溫度傳感器正常，由于沒(méi)有查到故障原因，于是人為斷開(kāi)空氣泵上溫度傳感器端子，懸架可以進(jìn)行高度自行調(diào)節(jié)了，結(jié)果導(dǎo)致空氣泵高溫?zé)g。

更換空氣泵和車身控制單元后故障排除。