燃油傳感器失效故障排除

孟維信，潘星屹，李文然

（中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南特種車有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

1 故障現(xiàn)象

某車輛行駛過(guò)程中出現(xiàn)油位一直顯示為0的問(wèn)題。接到通知后，我司十分重視，立即安排技術(shù)服務(wù)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查處理，初步判斷為燃油傳感器失效導(dǎo)致燃油表顯示異常。為保證客戶車輛正常運(yùn)行，我司技術(shù)服務(wù)人員對(duì)故障車輛的燃油傳感器進(jìn)行更換。更換后，故障消除，儀表正常顯示油位信息。損壞的燃油傳感器被取回公司，并對(duì)該件進(jìn)行了故障分析。

2 問(wèn)題分析

針對(duì)燃油傳感器失效的問(wèn)題，構(gòu)建燃油傳感器失效故障樹(shù)如圖1所示。

圖1 燃油傳感器失效故障樹(shù)

3 原因排查

1）X1—油浮子卡滯 對(duì)故障件進(jìn)行拆檢，油浮子上下移動(dòng)正常，無(wú)卡滯現(xiàn)象，故此原因排除。

2）X2—信號(hào)線破股斷開(kāi) 用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，線路導(dǎo)通，連接正常，故此原因可以排除。

3）X3—信號(hào)線脫焊 對(duì)傳感器信號(hào)線焊接部位進(jìn)行檢查，焊點(diǎn)正常，連接牢固，無(wú)脫焊等現(xiàn)象，故此原因可以排除。

4）X4—印制信號(hào)線斷路 用萬(wàn)用表對(duì)印制信號(hào)線引線1和2進(jìn)行檢測(cè)，線路導(dǎo)通，故此原因可以排除。

5）X6—電阻故障 肉眼查看線路板各電阻焊接牢靠，并用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)電阻阻值，阻值正常，此原因可以排除。

6）X5—干簧管損壞 故障件測(cè)試如圖2所示。用萬(wàn)用表檢測(cè)失效燃油傳感器的電阻，浮子上下移動(dòng)時(shí)，各個(gè)位置點(diǎn)的輸出電阻保持不變，均為4.4 Ω（技術(shù)要求為：隨著油位的上升，輸出電阻逐漸增大，最高位置時(shí)，輸出電阻為180 Ω±12，在最低位置時(shí)，輸出電阻為：3 Ω±3），輸出電阻不符合技術(shù)要求。將燃油傳感器拆解，發(fā)現(xiàn)內(nèi)置電路板中，最底端位置的干簧管玻璃有一半破裂，損壞的干簧管如圖3所示。將損壞的干簧管剔除，重新焊接新的干簧管后，再次用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)，浮子自下向上移動(dòng)時(shí)，輸出電阻有規(guī)律地變大，最小為3.0 Ω，最大為179.7 Ω，如圖4所示，輸出電阻正常。因此最底端位置干簧管損壞失效是導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生的根本原因。

圖2 故障件測(cè)試

圖3 損壞的干簧管

圖4 修復(fù)后檢測(cè)

4 機(jī)理分析

此燃油傳感器為電阻式液位傳感器，其浮子干簧管式液位傳感器結(jié)構(gòu)如圖5所示，由電子管和可沿軸上下移動(dòng)的環(huán)狀浮子組成。浮子內(nèi)嵌有永久磁鐵，電子管內(nèi)裝有若干干簧管和電阻焊接而成的線路板。干簧管內(nèi)有磁簧開(kāi)關(guān)。磁簧開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下是斷開(kāi)的，當(dāng)浮子靠近時(shí)，浮子內(nèi)嵌有的永久磁鐵將磁簧開(kāi)關(guān)吸合導(dǎo)通；當(dāng)永久磁鐵跟隨浮子離去時(shí)，磁簧開(kāi)關(guān)即斷開(kāi)。該電阻式液位傳感器就是利用浮子的上下移動(dòng)，使永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制相關(guān)位置干簧管的通斷，進(jìn)而改變有效電阻的數(shù)量，通過(guò)燃油傳感器輸出不同的阻值給儀表，從而體現(xiàn)油位的變化，電子管內(nèi)部線路板原理圖如圖6所示。圖6中，S1、S2……S17、S18、S19吸合時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量引線1和引線2兩端的電阻分別如下。

R1（燃油表顯示為0）

R1+R2

……

R1+R2+……R17

R1+R2+……R17+R18

R1+R2+……R17+R18+R19（燃油表顯示為滿位）

圖5 浮子干簧管式液位傳感器結(jié)構(gòu)

圖6 電子管內(nèi)部線路板原理圖

分析原理圖：磁簧開(kāi)關(guān)S1常吸合時(shí)，無(wú)論浮子在哪個(gè)位置，由電阻定律（R2……R18、R19組合的電阻和一根無(wú)電阻的理想導(dǎo)線并聯(lián)，總電阻始終為0），等效電路始終如圖7所示，即有效電阻只有R1，所以用萬(wàn)用表測(cè)得引線1和引線2兩端阻值始終為R1（燃油表顯示為0時(shí)的電阻），這與失效燃油傳感器的檢測(cè)結(jié)果一致。這就從理論上證明了：最低位置點(diǎn)干簧管損壞、常閉合，能夠?qū)е掠臀粋鞲衅魇?、油位始終顯示為0。

圖7 S1常閉后等效電路

磁簧開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下是斷開(kāi)的，管內(nèi)有惰性稀有氣體，目的是確保內(nèi)部接點(diǎn)與大氣隔絕，防止接點(diǎn)氧化和碳化后造成磁簧開(kāi)關(guān)常閉合。而故障燃油傳感器位于底部第一位點(diǎn)的干簧管玻璃有一半破碎后，磁極接點(diǎn)慢慢地被氧化和碳化而變?yōu)槌Ｎ蠣顟B(tài)，導(dǎo)致了磁簧開(kāi)關(guān)S1常吸合、油位始終顯示為0。