帕薩特B5空氣流量計(jì)的故障診斷與排除

王小坡

【摘 要】一輛帕薩特B5（1.8T）轎車，由于空氣流量計(jì)的問(wèn)題，造成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)怠速不穩(wěn)、容易熄火、加速性能差、排氣冒黑煙。通對(duì)故障現(xiàn)象的分析，并借助于專用工具，進(jìn)行故障診斷與排除。

【關(guān)鍵詞】怠速不穩(wěn)；加速性能差；空氣流量計(jì)損壞

引言

空氣流量傳感器又稱為空氣流量計(jì)，是進(jìn)氣歧管空氣流量傳感器的簡(jiǎn)稱，其功用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的大小，并將空氣流量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入電控單元（ECU）以供ECU計(jì)算確定噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間，進(jìn)氣量信號(hào)是ECU計(jì)算噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的主要依據(jù)。根據(jù)檢測(cè)進(jìn)氣量的方式不同，空氣流量計(jì)分為D型（即壓力型）和L型（即空氣流量型）兩種類型。D型是利用壓力傳感器檢測(cè)進(jìn)氣歧管內(nèi)絕對(duì)壓力，測(cè)量方法屬于間接測(cè)量法。傳感器可安裝在汽車上任何部位只需要用導(dǎo)壓管將節(jié)氣門至進(jìn)氣歧管之間的進(jìn)氣壓力引入傳感器即可由于空氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速（節(jié)氣門關(guān)閉）時(shí)的進(jìn)氣量與汽車加速時(shí)的進(jìn)氣量之差可達(dá)40倍以上，因此，D型燃油噴射系統(tǒng)的測(cè)量精度不高。L型是利用流量傳感器直接測(cè)量吸入進(jìn)氣管空氣流量。因此采用直接測(cè)量法，所以進(jìn)氣量的測(cè)量精度高，控制效果優(yōu)于D型燃油噴射系統(tǒng)。汽車采用的L型流量傳感器分為體積流量型和質(zhì)量流量型（如熱絲式和熱模式）傳感器。

一、故障現(xiàn)象

一輛帕薩特B5（1.8T）的轎車，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、容易熄火、加速性能差、排氣冒黑煙并伴有“突突”聲的現(xiàn)象，使用該車故障自診斷裝置檢測(cè)，調(diào)出兩個(gè)故障代碼，代碼含義：（1）混合氣自適應(yīng)超限；（2）空氣流量計(jì)故障。清除故障代碼后，故障代碼依然存在。

二、故障原因分析

根據(jù)上述故障現(xiàn)象的描述我們知道出現(xiàn)上面故障現(xiàn)象的原因主要有以下幾種：

1.空氣濾清器故障。

2.點(diǎn)火系統(tǒng)故障（火花塞、點(diǎn)火線圈）。

3.節(jié)氣門門體故障（節(jié)氣門執(zhí)行元件、節(jié)氣門有污垢）。

4.空氣流量計(jì)互換。

5.氧傳感器故障。

初次讀取故障代碼故障診斷儀顯示空氣流量計(jì)有故障。為了驗(yàn)證該車是否只有這一個(gè)故障，經(jīng)過(guò)讀取歷史故障碼，清除故障碼等操作后，經(jīng)過(guò)再次啟動(dòng)車輛讀取故障碼發(fā)現(xiàn)仍然只有這一個(gè)故障。經(jīng)過(guò)幾次清除與重新讀取故障仍只有這一個(gè)故障碼，沒(méi)有其他故障出現(xiàn)，因此可以判斷空氣流量計(jì)可能出現(xiàn)了為題。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)地查閱資料上海帕薩特B51.8L轎車和上海帕薩特B5 1.8T這兩種車型的電路圖，可以清楚地發(fā)現(xiàn)這兩種車型的空氣流量計(jì)的引腳數(shù)目和插頭的形狀都是一樣的，但是各引腳的功能是有差別的，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)上海帕薩特B51.8L轎車和上海帕薩特B5 1.8T轎車的空氣流量計(jì)是不可以互換的，它們的不同點(diǎn)在于它們的供電引腳相反，很容易混淆。但是經(jīng)過(guò)詢問(wèn)車主該車空氣流量計(jì)并沒(méi)有換過(guò)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用汽車專用故障檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)空氣流量計(jì)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障檢測(cè)儀上顯示的空氣流量計(jì)信號(hào)為0V通過(guò)加速繼續(xù)觀察空氣流量計(jì)信號(hào)電壓變化情況，仍然是0V沒(méi)有變化，此時(shí)可以判定空氣流量計(jì)并沒(méi)有檢測(cè)到任何空氣流通過(guò)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)但是空氣流量計(jì)檢測(cè)不到空氣流量信號(hào)這是不可能的。因此可以判斷空氣流量計(jì)可能出現(xiàn)了問(wèn)題。因此，拔下空氣流量計(jì)的插頭打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表檢測(cè)導(dǎo)線側(cè)插頭的第2號(hào)引腳有5V電壓，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，第4號(hào)引腳上也有12V電壓，3號(hào)引腳接地，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)ECU反饋電壓回路是正常的。將空氣流量計(jì)導(dǎo)線插頭插上，重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況下測(cè)量空氣流量計(jì)的5號(hào)引腳電壓很小，發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)該信號(hào)不變化。將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后再測(cè)量5號(hào)引腳對(duì)地的電阻，發(fā)現(xiàn)該電阻較大，說(shuō)明該信號(hào)線沒(méi)有形成回路為了進(jìn)一步確定故障位置，又重新檢測(cè)了一遍。為了排除發(fā)動(dòng)機(jī)ECU也可能出現(xiàn)問(wèn)題，將空氣流量計(jì)與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之間的線路斷開(kāi)，然后檢測(cè)傳感器的電壓仍然為0V，從而可以判定發(fā)動(dòng)機(jī)ECU沒(méi)問(wèn)題只是空氣流量計(jì)出現(xiàn)可問(wèn)題。

根據(jù)對(duì)空氣流量計(jì)所提取的故障代碼和動(dòng)態(tài)電壓信號(hào)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、容易熄火、加速性能差的故障應(yīng)是空氣流量計(jì)或相關(guān)部件有問(wèn)題，使輸出的電壓信號(hào)整體有偏差引起的，而造成信號(hào)偏差的原因主要有一下幾種可能：

1.熱線斷損

直通式的熱線式空氣流量計(jì)鉑絲很細(xì)，而進(jìn)氣道中空氣流速變化大，鉑絲易斷；維修過(guò)程中由于維修人員對(duì)此種流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理不甚了解或作業(yè)不小心，造成鉑絲斷損也時(shí)有發(fā)生。此時(shí)由于熱線斷路電橋遭破壞，流量計(jì)信號(hào)丟失或出錯(cuò)，將引起發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、怠速熄火、行駛無(wú)力等故障。

2.線路故障

由于各種原因可能造成熱線式空氣流量計(jì)與ECU之間連線故障如接觸不良、線路老化、短路或斷路等，有些車型在空氣流量計(jì)信號(hào)丟失或出錯(cuò)時(shí)，電腦便記錄故障碼，并進(jìn)入故障運(yùn)行模式，此時(shí)汽車只可慢速行駛、無(wú)加速，這種故障也較為常見(jiàn)。接觸不良或線路故障會(huì)造成輸送給ECU的電壓信號(hào)偏離。

3.流量計(jì)部件臟污，造成檢測(cè)到的信號(hào)不準(zhǔn)確

熱線式空氣流量計(jì)在使用一段時(shí)間后，由于鉑絲表面受到空氣塵埃玷污，造成熱輻射能力降低而影響傳感器的測(cè)量精度，令檢測(cè)到的信號(hào)出現(xiàn)偏差。信號(hào)不準(zhǔn)確的流量計(jì)比完全損壞的流量計(jì)，對(duì)輸送給ECU的信號(hào)電壓偏差會(huì)更大。

三、熱線式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理分析

上海帕薩特B5轎車，采用的是熱線式的空氣流量計(jì)其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

它由白金熱線、溫度補(bǔ)償電路圖2和外殼組成。其作用是利用熱線與空氣間的這種熱傳遞現(xiàn)象，進(jìn)行空氣質(zhì)量流量的測(cè)定。在空氣通路中放置一根直徑很小的鉑絲經(jīng)通電會(huì)發(fā)熱，所以也稱為熱線或熱絲。

當(dāng)空氣氣流流經(jīng)發(fā)熱元件使其受到冷卻時(shí)，發(fā)熱元件溫度降低阻值減小，電橋電壓失去平衡，控制電路將增大供給發(fā)熱元件的電流使其溫度高于溫度補(bǔ)償電阻120℃。電流增量的大小，取決于發(fā)熱元件受到冷卻的程度，即取決于流過(guò)傳感器的空氣量。當(dāng)電橋電流增大時(shí)取樣電阻上的電壓就會(huì)升高，從而將空氣流量的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出電壓與空氣流量之間近似于4次方根關(guān)系。信號(hào)電壓輸入ECU后ECU根據(jù)信號(hào)電壓的高低計(jì)算出空氣流量的大小。

熱線式空氣流量計(jì)的常見(jiàn)故障有熱線受沾染、熱線斷路、溫度補(bǔ)償電阻性能不良等。這些故障會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡或不能正常工作、發(fā)動(dòng)機(jī)油耗過(guò)高等。

四、故障的診斷與排除

為進(jìn)一步確認(rèn)氧傳感器信號(hào)的可信度，用急減速的方法來(lái)觀察氧傳感器信號(hào)的變化。急加速時(shí)，氧傳感器信號(hào)電壓為0.8V；急減速是其信號(hào)電壓降到0.1V，并保持了12s后，又升至0.8V不再變化氧傳感器信號(hào)能在急減速下顯示0.1V，是因?yàn)閺募铀俚綔p速，發(fā)動(dòng)機(jī)有一段斷油過(guò)程，當(dāng)減速將要進(jìn)入怠速時(shí)（一般為1400r/min）將恢復(fù)供油，所以氧傳感器為0.1V時(shí)正是斷油時(shí)刻，混合氣稀，恢復(fù)供油后立即有顯示濃的狀態(tài)。經(jīng)幾次試驗(yàn)均是如此。氧傳感器能反映這段過(guò)程，就可以進(jìn)一步就可以確認(rèn)是混合氣過(guò)濃造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、容易熄火和冒黑煙的故障。那么是什么原因造成混合氣過(guò)濃呢經(jīng)過(guò)查找相關(guān)資料得知，當(dāng)進(jìn)氣量在3-4g/s變化時(shí)，顯示的進(jìn)氣量有可能是啟用失效保護(hù)功能的信號(hào)，此時(shí)空氣流量計(jì)有故障，而此時(shí)電控單元以原有按基本狀態(tài)設(shè)定的進(jìn)氣量參數(shù)來(lái)代替。用萬(wàn)用表檢測(cè)空氣流量計(jì)電壓，為0.4V，無(wú)論怠速、加速均無(wú)變化，檢測(cè)電腦上插頭的電壓正常（5V，12V），搭鐵正常。

綜合以上各方面的分析，判斷出怠速不穩(wěn)、容易熄火、加速性能差、排氣管冒黑煙并伴有“突突”聲的故障應(yīng)是空氣流量計(jì)的損壞電控系統(tǒng)啟用了失效保護(hù)功能，使供給發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣不能隨不同工況變化而變化，出現(xiàn)供給過(guò)濃或過(guò)稀得混合氣而造成的。于是更換新的空氣流量計(jì)，結(jié)果該車的故障現(xiàn)象就消失了，故障就被排除了。

五、結(jié)束語(yǔ)

多數(shù)的空氣流量計(jì)的損壞，都是由灰塵污染所引致。熱線式空氣流量計(jì)在使用一段時(shí)間后，由于熱線表面受空氣塵埃的玷污，其熱輻射能力降低將會(huì)影響傳感器的測(cè)量精度，應(yīng)此在控制電路中設(shè)計(jì)有“自潔電路”。近年來(lái)由于我國(guó)空氣質(zhì)量的越來(lái)越差，因此空氣流量計(jì)表面容易有污垢，就會(huì)影響空氣流量計(jì)的測(cè)量精度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)有問(wèn)題的時(shí)候，不要想象的過(guò)于復(fù)雜。冷靜的測(cè)量及分析是很重要的。所以在平時(shí)的維修過(guò)程中不能夠盲目的拆卸，要經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析過(guò)后，加上先進(jìn)的檢測(cè)儀器才能有效地進(jìn)行故障診斷與排除。

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