淺談別克轎車空氣流量傳感器的維修

黎晶榮

（廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西 南寧 530031）

電控燃油噴射系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱EFI）已在國(guó)內(nèi)外轎車上廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)利用各種傳感器來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的各種參數(shù)信號(hào)，由電控單元（簡(jiǎn)稱ECU）經(jīng)過計(jì)算、分析、對(duì)比，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況需要控制噴油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽油的清潔度要求很高，應(yīng)使用牌號(hào)和品質(zhì)完全符合要求的無鉛汽油。燃油中不可添加防凍劑，燃油濾清器應(yīng)定期更換，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該進(jìn)行定期保養(yǎng)，以防各執(zhí)行器或各傳感器工作性能喪失。一旦電控單元（簡(jiǎn)稱ECU）接收到不正常的工作信號(hào)，將會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能下降。

1 故障現(xiàn)象

一輛上海別克君威2.5轎車，行駛8萬km。駕駛員反映：在行駛過程中，發(fā)現(xiàn)該車輛動(dòng)力明顯下降，中速行駛時(shí)加速困難，且高速行駛時(shí)，車速超過100 km/h時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。根據(jù)駕駛員反映的情況，首先對(duì)該車輛進(jìn)行了驗(yàn)證：在怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；路試平地中速行駛正常，加速或爬坡時(shí)動(dòng)力不足，且車速超過100 km/h以后，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)喘震現(xiàn)象。

2 故障分析

通過對(duì)故障現(xiàn)象分析，初步判斷產(chǎn)生故障的原因大致有以下幾種：

（1）燃油供給系統(tǒng)供油壓力不足；

（2）點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火能量下降；

（3）空氣供給系統(tǒng)進(jìn)氣量不足；

（4）自動(dòng)變速器故障；

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)某個(gè)傳感器信號(hào)丟失。

這5個(gè)內(nèi)容出現(xiàn)故障的機(jī)率比較大。

根據(jù)以上分析思路，按照由簡(jiǎn)到繁的順序，進(jìn)行以下各項(xiàng)的檢查。

2.1 使用TECH-2讀取故障碼

接該車輛后，觀察儀表板上的故障指示燈，并未點(diǎn)亮。使用TECH-2讀取故障碼，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器都沒有故障碼存在。懷疑車輛可能存在間歇性故障，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其達(dá)到正常的工作溫度后，不斷改變節(jié)氣門開度的位置，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下工作，觀察故障指示燈一直未點(diǎn)亮，因此可以排除車輛存在間歇性故障的可能性。

其次，對(duì)該車輛進(jìn)行失速試驗(yàn)檢查，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2200 r/min，在正常范圍內(nèi)。

2.2 使用TECH-2讀取數(shù)據(jù)流

使用TECH-2讀取發(fā)動(dòng)機(jī)主要數(shù)據(jù)流：

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)怠速控制閥為33步；

節(jié)氣門位置傳感器為0%；

進(jìn)氣溫度傳感器為22～24℃；

空氣流量器為4.1 g/s；

進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力為38 kPa，

O2S氧傳感器為125～825 mV；

點(diǎn)火提前角為21°；

噴油脈寬為2.9 ms。

不斷改變發(fā)動(dòng)機(jī)的各工況檢查數(shù)據(jù)流，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)基本在正常范圍內(nèi)；檢查發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，也未發(fā)現(xiàn)有缺火現(xiàn)象。此時(shí)，懷疑此故障可能跟混合氣有關(guān)，通過查看維修資料知道，別克君威轎車發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣濃度的控制，主要由動(dòng)力控制模塊（PCM）來決定，PCM在基于燃油供給系統(tǒng)工作正常下，利用空氣質(zhì)量流量（MAF）傳感器、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力（MAP）傳感器和氧傳感器（O2S）的反饋信號(hào)等進(jìn)行控制。因此，需對(duì)燃油供給系統(tǒng)、空氣流量傳感器、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器和氧傳感器的工作性能是否正常，進(jìn)行檢查。

2.3 檢查燃油供給系統(tǒng)

在基本確定故障現(xiàn)象與混合氣濃度有關(guān)系后，先檢查空氣供給系統(tǒng)有無漏氣，經(jīng)過對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)各個(gè)部位的檢查，未發(fā)現(xiàn)有漏氣，排除進(jìn)氣系統(tǒng)有漏氣；

拆檢空氣濾清器濾芯，未發(fā)現(xiàn)堵塞；檢查燃油濾清器未見有油泥，倒出來的汽油也不是很臟，排除燃油濾清器堵塞；

然后檢查燃油系統(tǒng)管路，也末發(fā)現(xiàn)有泄漏點(diǎn)。

最后，使用燃油壓力表，檢查燃油系統(tǒng)管路油壓，先把燃油壓力表連接到快速檢測(cè)口，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)在各工況下燃油系統(tǒng)的供油壓力是否正常。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為：

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)為286 kPa；

怠速時(shí)拔下燃油壓力調(diào)節(jié)器上的真空軟管時(shí)為342 kPa；

改變節(jié)氣門開度，燃油壓力表上顯示的讀數(shù)，隨節(jié)氣門開度的變化而變化（即隨節(jié)氣門開度增大，壓力值增大；隨節(jié)氣門開度減小，壓力值降低）。

查閱維修資料得知，該車燃油供給系統(tǒng)供油壓力正常，排除燃油供給系統(tǒng)供油壓力不足故障。

2.4 傳感器性能檢測(cè)

別克君威轎車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，采用空氣流量傳感器和進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器兩種方法進(jìn)行測(cè)量。

一種是速度密度法，即用歧管絕對(duì)壓力傳感器，來檢測(cè)進(jìn)氣歧管壓力真空的變化，當(dāng)測(cè)試診斷排氣再循環(huán)流量歧管壓力的變化量時(shí)，更新氣壓讀數(shù)。作為其他診斷的啟用因素，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊監(jiān)視歧管絕對(duì)壓力信號(hào)，是否超出歧管絕對(duì)壓力傳感器正常范圍，如果動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊探測(cè)到歧管絕對(duì)壓力信號(hào)電壓不正常，將設(shè)置故障碼。

另一種是流量法，即用空氣流量傳感器（MAF）來測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊（PCM）使用空氣流量（MAF）信息來監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件，以便進(jìn)行燃油供給計(jì)算，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量大，表示加速或高負(fù)荷工況；反之，則表示減速或怠速。

既然發(fā)動(dòng)機(jī)在各工況的供油壓力都正常，空氣供給系統(tǒng)也無漏氣現(xiàn)象，所以懷疑MAF、MAP和O2S氧傳感器工作性能不正常。

首先，對(duì)空氣流量傳感器性能進(jìn)行檢測(cè)，目視外圍線路沒問題，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開空氣流量傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)接通點(diǎn)火開關(guān)，將數(shù)字式萬用表連接到空氣流量傳感器信號(hào)電路與可靠接地之間電壓測(cè)量值為5.0 V，將測(cè)試燈連接在空氣流量傳感器點(diǎn)火供電和接地電路之間測(cè)試燈啟亮。通過檢查知道，空氣流量傳感器的線路正常，但是通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主要數(shù)據(jù)流的對(duì)比，空氣流量傳感器的數(shù)據(jù)流在怠速時(shí)4.1 g/s有點(diǎn)偏低，于是拆檢空氣流量傳感器，檢查發(fā)現(xiàn)該車的空氣流量傳感器積炭很多，懷疑傳感器積炭過多引起，使用化清劑清洗空氣流量傳感器，并用壓縮空氣吹干后，接上傳感器線束插頭，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后又熄滅，觀察空氣流量傳感器加熱電阻絲能在5 s內(nèi)變紅色，1 s后熄滅，說明MAF傳感器自潔功能正常。

重新裝好進(jìn)氣軟管，并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，連接診斷儀檢查MAF傳感器數(shù)據(jù)流正常，路試檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)先前的故障，車輛行駛正常。

3 診斷結(jié)果

空氣流量傳感器的熱線積垢之后，傳給PCM的電壓信號(hào)便會(huì)不準(zhǔn)，此時(shí)污物會(huì)影響輻射，使冷卻效應(yīng)降低。當(dāng)空氣流量增大時(shí)，熱線溫度降低緩慢，其電阻值的變化量也相應(yīng)減少，因而橋壓和流過熱線的電流不能相應(yīng)地增加，以致傳給PCM的信號(hào)電壓偏低，造成混和氣過稀。

雖然熱線式空氣流量傳感器都加裝了燒凈電路，即在每次停機(jī)時(shí)，PCM會(huì)自動(dòng)給熱線高溫（1000℃）加熱1 s，以燒掉熱線上的污物和塵土，但有時(shí)由于使用燃油品質(zhì)過低，導(dǎo)致進(jìn)氣管產(chǎn)生回火，造成過多的雜質(zhì)和積炭膠結(jié)在金屬鉑絲上，故單靠加溫?zé)峋€的凈化裝置也難以清除。因此，必須拆下空氣流量傳感器直接噴洗，才能恢復(fù)其正常功能。建議車主經(jīng)常使用燃油添加劑，使汽油充分燃燒。

4 故障產(chǎn)生的原因分析

空氣流量傳感器由防止逆轉(zhuǎn)屏蔽、取樣管、白金熱線、上游溫度傳感器電阻、電子回路、電連接器等部件組成。其工作原理是：

MAF為三導(dǎo)線型，安裝在進(jìn)氣岐管中，MAF傳感器測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)空氣通過MAF傳感器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣量。PCM利用空氣質(zhì)量流量信息監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便燃油供給計(jì)算，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的空氣量小，表示車輛處于減速或怠速狀態(tài)。熱線電阻元件被加熱至環(huán)境溫度以上，出進(jìn)入氣門體內(nèi)的空氣流經(jīng)MAF傳感器時(shí)，部分熱量被帶走，空氣流量較大，帶走的熱量越多。

為使MAF傳感器的熱線電阻元件的溫度，與環(huán)境溫度的差值保持恒定不變，便需要額外的電阻來加熱熱線電阻元件。MAF傳感器通過測(cè)量該電流的電壓，確定空氣流量的大小。由于空氣流量傳感器的輸出信號(hào)，被轉(zhuǎn)換成頻率，所以空氣流量傳感器接收到的信號(hào)分辨率高，且抗噪性能強(qiáng)。

熱線式空氣流量傳感器工作原理是：

當(dāng)進(jìn)氣量增大時(shí)，由于空氣帶走的熱量增多，為保持熱線電阻溫度，混合集成電路使通過熱線電阻Rn上的電流增大，反之，則減小。這樣，通過熱線電阻Rn的電流隨空氣流量的增大而增大；反之，隨空氣流量的減小而減小。

通過熱線電阻的加熱電流，在流經(jīng)精密電阻R時(shí)，在R上產(chǎn)生電壓降，此電壓降經(jīng)混合集成電路，轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，輸出給PCM。PCM據(jù)此信號(hào)確定進(jìn)氣量的多少。

另外采用熱線式空氣流量傳感器的具有自潔功能，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到熄火后，該電路會(huì)把加熱電阻絲自動(dòng)加熱至l 000℃以上的高溫，以清潔熱線電阻上的雜質(zhì)。

5 結(jié)束語

上述車輛故障，是因?yàn)樵撥囬L(zhǎng)期使用，而又沒有做定期保養(yǎng)清洗燃油管路，從而使空氣流量傳感器熱線電阻絲積垢越來越多，PCM接收到的空氣流量傳感器信號(hào)偏低，導(dǎo)致混合氣過稀引起。

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