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汽车传感器检测
一、冷却水温度传感器的检测
1、结构和电路
冷却水温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水接触，用来检测发动机的冷却水温度。
冷却水温度传感器的内部是一个半导体热敏电阻（图1（a）），它具有负的温度电阻系数。
水温越低，电阻越大;反之，水温越高，电阻越小（图1（b））。
水温传感器的两根导线都和电控单元相连接。
其中一根为地线，另一根的对地电压随热敏电阻阻值的变化而变化。
电控单元根据这一电压的变化测得发动机冷却水的温度，和其他传感器产生的信号一起，用来确定喷油脉冲宽度、点火时刻等。
冷却水温度传感器与电控单元的连接如图2所示。
2、冷却水温度传感器的检测
（1）冷却水温度传感器的电阻检测
A、就车检查
点火开关置于OFF位置，拆卸冷却水温度传感器导线连接器，用数字式高阻抗万用表Ω档，按图3所示测试传感器两端子（丰田皇冠3.0为THW和E2北京切诺基为B和A）间的电阻值。
其电阻值与温度的高低成反比，在热机时应小于1kΩ。
B、单件检查
拔下冷却水温度传感器导线连接器，然后从发动机上拆下传感器;将该传感器置于烧杯内的水中，加热杯中的水，同时用万用表Ω档测量在不同水温条件下水温传感器两接线端子间的电阻值，如图4所示。
将测得的值与标准值相比较。
如果不符合标准，则应更换水温传感器。
（2）冷却水温度传感器输出信号电压的检测
装好冷却水温度传感器，将此传感器的导线连接器插好，当点火开关置于“ON”位置时，从水温传感器导线连接器“THW”端子（丰田车）或从ECU连接器“THW”端子与E2间测试传感器输出电压信号（对北京切诺基是从传感器导线连接器“B”端子或从ECU导线连接器“2”端子上测量与接地端子间电压）。
丰田车THW与E2端子间电压在80℃时应为0.25-1.OV。
所测得的电压值应随冷却水温成反比变化。
当冷却水温度传感器线束断开时，如从ECU导线连接器端子“2”（北京切诺基）上测试电压值，当点火开关打开时，应为5V左右。
二、进气温度传感器的检测
1、结构和电路
进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量计上，还有的在空气流量计和谐振腔上各装一个，以提高喷油量的控制精度。
如图1所示，进气温度传感器内部也是一个具有负温度电阻系数的热敏电阻，外部用环氧树脂密封。
它和ECU的连接方式与水温传感器相同。
图2所示为进气温度传感器与ECU的连接电路。
2、进气温度传感器的检测
（1）进气温度传感器的电阻检测
进气温度传感器的电阻检测方法和要求与冷却水温度传感器基本相同。
单件检查时，点火开关置于“OFF”，拔下进气温度传感器导线连接器，并将传感器拆下;如图3所示，用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器;用万用表Ω档测量在不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻值与标准数值进行比较。
如果与标准值不符，则应更换。
（2）进气温度传感器的输出信号电压值检测
当点火开关置于“ON”位置时，ECU的THA端子与E2端子（图2（a））间或进气温度传感器连接器THA与E2端子间的电压值在20℃时应为0.5-3.4V。
三、节气门位置传感器的检测
节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转。
不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。
为了使喷油量满足不同工况的要求，电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。
它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU，作为ECU判定发动机运转工况的依据。
节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。
1、开关量输出型节气门位置传感器的检测
（1）结构和电路
开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。
它有两副触点，分别为怠速触点（IDL）和全负荷触点（PSW）。
如图1所示，由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。
当节气门处于全关闭的位置时，怠速触点IDL闭合，ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油量；当节气门打开时，怠速触点打开，
ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制；全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态，当节气门打开至一定角度（丰田1G-EU车为55°）的位置时，全负荷触点开始闭合，向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号，ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。
丰田1G-EU发动机电子控制系统用的开关量输出型节气门位置传感器，它与ECU的连接线路如图2所示。
（2）开关量输出型节气门位置传感器的检查调整（丰田1S-E和2S-E）。
①就车检查端子间的导通性
点火开关置于“OFF”位置，拔下节气门位置传感器连接器，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规；如图3所示，用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。
当节气门全闭时，怠速触点IDL应导通；当节气门全开或接近全开时，全负荷触点PSW应导通；在其他开度下，两触点均应不导通。
具体情况如表1所示。
否则，应调整或更换节气门位置传感器。
表1 端子间导通性检查要求（丰田1S-E和2S-E）
限位螺钉和限位杆之间的间隙
端子
IDL-E（TL）
PSW-E（TL）
IDL-PSW
0.5mm
导通
不导通
不导通
0.9mm
不导通
不导通
不导通
节气门全开
不导通
导通
不导通
②节气门位置传感器的单体检查
作如图4所示的直角坐标图，使节气门处于下列开度位置:
有三效催化转化器的为71°或81°，无三效催化转化器的为41°或51°（节气门完全关闭时的度数为6°）。
然后用万用表的Ω档（如图5（a）所示），检查每个端子间的导通性，其结果应如表2所示。
表2 端子间的导通性检查要求（丰田1S-E和2S-E）
节气门开度
有三效催化转化器
节气门开度
无三效催化转化器
IDL-E（TL）
PSW-E（TL）
IDL-PSW
IDL-E（TL）
PSW-E（TL）
DL-PSW
从垂直位置起71°
不导通
不导通
不导通
从垂直位置起41°
不导通
不导通
不导通
从垂直位置起81°
不导通
导通
不导通
从垂直位置起51°
不导通
导通
不导通
从垂直位置起7.5°
导通
不导通
不导通
从垂直位置起7.5°
导通
不导通
不导通
③开关量输出型节气门位置传感器的调整
如果检查结果不符合要求可进行如下调整:
松开节气门位置传感器的两个固定螺钉，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入0.7mm（丰田1G-EU车为0.55mm）的厚薄规，并将万用表Ω档的接头连接节气门位置传感器端子IDL和E（TL）（图5（b）），逆时针平稳地转动节气门位置传感器，直到万用表有读数显示，并用两只螺钉固定；然后再换用0.50mm或0.90mm（丰田1G-EU车为0.44mm或0.66mm）的厚薄规，再检查端子IDL-E（TL）之间的导通性:
限位杆和限位螺钉之间的间隙为0.5mm（丰田16EU车为0.44mm）时导通（万用表读数为0）；间隙为0.9mm（丰田1G-EU车为0.66mm）时不导通（万用表Ω档读数为∞）。
2、线性可变电阻输出型节气门位置传感器的检测（皇冠3.0车）
（1）结构和电路
线性可变电阻型节气门位置传感器是一种线性电位计，电位计的滑动触点由节气门轴带动。
其结构和电压信号输出特性如图6所示。
在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不同，从而将节气门开度转变为电压信号输送给ECU。
ECU通过节气门位置传感器，可以获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的、连续变化的电压信号，以及节气门开度的变化速率，从而更精确地判定发动机的运行工况。
一般在这种节气门位置传感器中，也设有一怠速触点IDL，以判定发动机的怠速工况。
线性可变电阻型节气门位置传感器与ECU的连接线路如图7所示。
（2）线性可变电阻型节气门位置传感器的检查调整（以皇冠3.0为例）
怠速触点导通性检测
点火开关置于“OFF”位置，拔去节气门位置传感器的导线连接器，用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点IDL的导通情况（图8）。
当节气门全闭时，IDL-E2端子间应导通（电阻为0）；当节气门打开时，IDL-E2端子间应不导通（电阻为∞）。
否则应更换节气门位置传感器。
②测量线性电位计的电阻
点火开关置于OFF位置，拔下节气门位置传感器的导线连接器，用万用表的Ω档测量线性电位计的电阻（图9中E2和之间的电阻），该电阻应能随节气门开度增大而呈线性增大。
在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规，用万用表Ω档测量此传感器导线连接器上各端子间的电阻，其电阻值应符合表3所示。
表3 线性可变电阻型节气门位置传感器各端子间的电阻（皇冠3.0车）
限位螺钉与限位杆间隙（或节气门开度）
端子名称
电阻值
0mm
VTA-E2
0.34-6.30kΩ
0.45mm
IDL-E2
0.50kΩ或更小
0.55mm
IDL-E2
∞
节气门全开
VTA-E2
2.40-11.20kΩ
-
VC-E2
3.10-7.20kΩ
③电压检查
插好节气门位置传感器的导线连接器，当点火开关置“ON”位置时，发动机ECU连接器上IDL、VC、三个端子处应有电压；用万用表电压档检测IDL-E2、VC-E2、VTA-E2间的电压值应符合表4所示。
表4 节气门位置传感器各端子电压
端子
条件
标准电压
IDL-E2
节气门全开
9-14V
VC-E2
-
4.0-5.5V
VTA-E2
节气门全闭
0.3-0.8V
节气门全开
3.2-4.9V
④节气门位置传感器的调整
拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉（图10（a）），在节气门限位螺钉和限位杆之间插入0.50mm厚薄规，同时用万用表Ω档测量IDL和E2的导通情况（图10（b））。
逆时针转动节气门位置传感器，使怠速触点断开，然后按顺时针方向慢慢转动节气门位置传感器，直至怠速触点闭合为止（万用表有读数显示），拧紧节气门位置传感器的两个固定螺钉。
再先后用0.45mm和0.55mm的厚薄规插入节气门限位螺钉和限位杆之间，测量怠速触点IDL和E2之间的导通情况。
当厚薄规为0.45mm时，IDL和E2端子间应导通；当厚薄规为0.55mm时，IDL和E2端子间应不导通。
否则，应重新调整节气门位置传感器。
四、空气流量传感器的检测
空气流量传感器是测定吸入发动机的空气流量的传感器。
电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算（控制）喷油量的主要依据。
如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。
电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片（翼板）式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。
（一）、叶片式空气流量传感器的结构、工作原理及检测
1、叶片式空气流量传感器结构及工作原理
传统的波许L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器，如丰田CAMRY（佳美）小轿车、丰田PREVIA（大霸王）小客车、马自达MPV多用途汽车等。
其结构如图1所示，由空气流量计和电位计两部分组成。
空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片（测量片），如图2所示，作用在轴上的卷簧可使测量
片关闭进气通路。
发动机工作时，进气气流经过空气流量计推动测量片偏转，使其开启。
测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量
片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况。
进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变。
进气量愈大，气流对测量片的推力愈大，测量片的开启角度也就愈大。
在测量片轴上连着一个电位计，如图3所示。
电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动，把测量片开启角度的变化（即进气量的变化）转换为电阻值的变化。
电位计通过导线、连接器与ECU连接。
ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量，测得发动机的进气量，如图4所示。
在叶片式空气流量传感器内，通常还有一电动汽油泵开关，如图5所示。
当发动机起动运转时，测量片偏转，该开关触点闭合，电动汽油泵通电运转；发动机熄火后，测量片在回转至关闭位置的同时，使电动汽油泵开关断开。
此时，即使点火开关处于开启位置，电动汽
油泵也不工作。
流量传感器内还有一个进气温度传感器，用于测量进气温度，为进气量作温度补偿。
叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子，如图5中的39、36、6、9、8、7、27。
但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后，变为5个端子的。
图6示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的“标记”。
其端子“标记”一般标注在连接器的护套上。
2、叶片式空气流量传感器的检测
（1）丰田车叶片式空气流量传感器的检测
图7所示为丰田PREVIA（大霸王）车2TZ-FE发动机用叶片式空气流量传感器电路原理图。
其检测方法有就车检测和单件检测两种。
A、就车检测
点火开关置“OFF”，拔下该流量传感器导线连接器，用万用表Ω档测量连接器内各端子间的电阻。
其电阻值应符合表1所示；如不符，则应更换空气流量传感器。
表1叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田PREVIA车）
端子
标准电阻（kΩ）
温度（℃）
VS-E2
0.2-0.60
-
VC-E2
0.20-0.60
-
10.00-20.00
-20
4.00-7.00
0
THA-E2
2.00-3.00
20
0.90-1.30
20
0.40-0.70
60
FC-E1
不定
-
B、单件检测
点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感器的导线连接器，拆下与空气流量传感器进气口连接的空气滤清器，拆开空气流量传感器出口处空气软管卡箍，拆除固定螺栓，取下空气流量传感器。
首先检查电动汽油泵开关，用万用表Ω档测量E1-FC端子:
在测量片全关闭时，E1-FC间不应导通，电阻为∞；在测量片开启后的任一开度上，E1-FC端子间均应导通，电阻为0。
然后用起子推动测量片，同时用万用表Ω档测量电位计滑动触点Vs与E2端子间的电阻（如图8）:
在测量片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小，且符合表2所示；如不符，则须更换空气流量传感器。
丰田CROWN2.8小轿车5M-E发动机的叶片式空气流量传感器各端子间电阻标准值如表3所示。
表2叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田PREVIA车）
端子
标准电阻（Ω）
测量片位置
FC-E1
∞
测量片全关闭
0
测量片开启
VS-E2
20-600
全关闭
20-1200
从全关到全开
表3叶片式空气流量传感器各端子间的电阻（丰田CROWN2.8小轿车5M-E发动机）
端子
温度（℃）
测量片位置
标准电阻（kΩ）
E2-VS
-
完全关闭
0.02
-
从关闭到全开
0.02-1.00
E1-FC
-
完全关闭
∞
-
任何开度
0
E2-THA
0
-
4.00-7.00
20
-
2.00-3.00
40
-
0.90-1.30
60
-
0.40-0.70
E2-VC
-
-
0.10-0.30
E2-VB
-
-
0.20-0.40
E2-FC
-
-
∞
（2）日产车叶片式空气流量传感器的检测
图9所示为日产车叶片式空气流量传感器电路的检测（端子“标记”有新旧两种）。
用万用表Ω档测量各端子之间的电阻时，旧“标记”端子之间应符合表4所示的标准值，新“标记”端子之间应符合表5所示的标准值。
否则，应更换空气流量传感器。
表4空气流量传感器旧“标记”各端子间电阻值（日产车）
触点
端子
标准电阻值（Ω）
测量片位置
电动汽油
泵开关
∞
测量片关闭
（触点打开）
36-39
0
测量片打开
（触点关闭）
电位计
6-9
250-350
-
6-8
150-250
-
8-9
50-150
-
7-8
0-∞
测量片由全闭到全开
表5叶片式空气流量传感器新“标记”各端子间电阻值（日产车）
端子
电阻值（Ω）
测量片位置
33-35
约100
-
33-34
约200
-
32-33
0-∞
测量片滑动时
32-34
0-∞
测量片滑动时
25-34
阻值随外界温度而定
（3）五十铃车叶片式空气流量传感器的检测
电位计与空气流量计的内部接线如图10所示。
工作时，滑动臂在电位计的电阻片上滑动，端子7与8之间的电压U和端子6与9之间的电压UB作为输入信号输入电控单元中。
在检查时，取下空气流量传感器的导线连接器，将万用表（电阻档）接在6、7端子上，使测量片平稳地张开，其间的电阻值是逐渐变化的；6与9端子之间的阻值为350-400Ω，空气温度传感器27与6之间的电阻值为0.30-1OKΩ。
电动汽油泵触点39和36端子之间在测量片全闭时不导通（断开）；测量片只要稍一转动，39和36端子之间便导通。
（二）、卡门涡旋式空气流量传感器的检查
1、卡门涡旋式空气流量传感器结构和工作原理
卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图11所示。
在进气管道正中间设有一流线形或三角形的涡流发生器，当空气流经该涡流发生器时，在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。
根据卡门涡流理论，这个旋涡行列是紊乱地依次沿气流流动方向移动，其移动的速度与空气流速成正比，
即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气流速成正比。
因此，通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。
测量单位时间内旋涡数量的方法有反光镜检出式和超声波检出式两种。
图12所示是反光镜检出式卡门涡旋流量传感器，其内有一只发光二极管和一只光敏三极管。
发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光敏三极管上，使光敏三极管导通。
反光镜安装在一个很薄的金属簧片上。
金属簧片在进气气流旋涡的压力作用下产生振动，其振动频率与单位时间内产生的旋涡数量相同。
由于反光镜随簧片一同振动，因此被反射的光束也以相同的频率变化，致使光敏三极管也随光束以同样的频率导通、截止。
ECU根据光敏三极管导通、截止的频率即可计算出进气量（图11）。
凌志LS400小轿车即用了这种型式的卡门涡旋式空气流量传感器。
图13所示为超声波检出式卡门涡旋式空气流量传感器。
在其后半部的两侧有一个超声波发射器和一个超声波接收器。
在发动机运转时，超声波发射器不断地向超声波接收器发出一定频率的超声波。
当超声波通过进气气流到达接收器时，由于受气流中旋涡的影响，使超声波的相位发生变化。
ECU根据接收器测出的相应变化的频率，计算出单位时间内产生的旋涡的数量，从而求得空气流速和流量，然后根据该信号确定基准空气量和基准点火提前角。
2、卡门涡旋式空气流量传感器的检测
以丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机用反光镜检出式空气流量传感器为例。
该传感器与ECU的连接电路如图14所示。
（1）电阻检测
点火开关置“OFF”，拔下空气流量传感器的导线连接器，用万用表电阻档（如图14所示）测量传感器上“THA”与"El"端子之间的电阻，其标准值如表6所示。
如果电阻值不符合标准值，则更换空气流量传感器。
表6卡门涡旋式空气流量传感器THA-E1端子间的电阻（丰田凌志LS400轿车）
端子
标准电阻（kΩ）
温度（℃）
THA-E1
10.0
-20
4.0-7.0
0
2.0-3.0
20
0.9-1.3
40
0.4-0.7
60
（2）空气流量传感器的电压检测
插好此空气流量传感器的导线连接器，用万用表电压档检测发动机ECU端子THA-E2、Vc-E1、KS-E1间的电压，其标准电压值见表7所示。
若电压不符合要求，则按图15所示进行故障诊断。
表7丰田凌志LS400轿车1UZ-FE发动机ECUTHA-E2、VC-E1、KS-E1端子电压
端子
电压（V）
条件
THA-E2
0.5-3.4
怠速、进气温度20℃
4.5-5.5
点火开关ON
KS-E1
2.0-4.0（脉冲发生）
怠速
VC-E1
4.5-5.5
点火开关ON
（三）、热线式空气流量传感器的检查
1、结构和工作原理
热线式空气流量传感器的基本结构由感知空气流量的白金热线（铂金属线）、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等元件组成。
根据白金热线在壳体内的安装部位不同，热线式空气流量传感器分为主流测量、旁通测量方式两种结构形式。
图18所示是采用主流测量方式的热线式空气流量传感器的结构图。
它两端有金属防护网，取样管置于主空气通道中央，取样管由两个塑料护套和一个热线支承环构成。
热线线径为70μm的白金丝（RH），布置在支承环内，其阻值随温度变化，是惠斯顿电桥电路的一个臂（图19）。
热线支承环前端的塑料护套内安装一个白金薄膜电阻器，其阻值随进气温度变化，称为温度补偿电阻（RK），是惠斯顿电桥电路的另一个臂。
热线支承环后端的塑料护套上粘结着一只精密电阻（RA）。
此电阻能用激光修整，也是惠斯顿电桥的一个臂。
该电阻上的电压降即为热线式空气流量传感器的输出信号电压。
惠斯顿电桥还有一个臂的电阻RB安装在控制线路板上。
热线式空气流量传感器的工作原理是:
热线温度由混合集成电路A保持其温度与吸入空气温度相差一定值，当空气质量流量增大时，混合集成电路A使热线通过的电流加大，反之，则减小。
这样，就使得通过热线RH的电流是空气质量流量的单一函数，即热线电流IH随空气质量流量增大而增大，或随其减小而减小，一般在50-120mA之间变化。
波许LH型汽油喷射系统及一些高档小轿车采用这种空气流量传感器，如别克、日产MAXIMA（千里马）、沃尔沃等。
2、热线式空气流量传感器的检测
（1）日产MAXIMA车VG3OE发动机热线式空气流量传感器的检测
图20所示为日产VG3OE发动机热线式空气流量传感器的电路。
A、检查空气流量传感器输出信号 拔下此空气流量传感器的导线连接器，拆下空气流量传感器；按图21所示，将蓄电池的电压施加于空气流量传感器的端子D和E之间（电源极性应正确），然后用万用表电压档测量端子B和D之间的电压。
其标准电压值为（1.6±0.5）V。
如其电压值不符，则须更换空气流量传感器。
在进行上述检查之后，给空气流量传感器的进气口吹风，同时测量端子B和D之间的电压。
在吹风时，电压应上升至2-4V。
如电压值不符，则须更换空气流量传感器。
B、检查自清洁功能 装好热线式空气流量传感器及其导线连接器，拆下此空气
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