節(jié)氣門位置傳感器的故障診斷與排除

朱聯(lián)軍

（淄博市技師學(xué)院交通工程系 255000)

1 節(jié)氣門位置傳感器的作用

節(jié)氣門位置傳感器又稱為節(jié)氣門開度傳感器或節(jié)氣門開關(guān)。其主要功用是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況、負(fù)荷工況、加速工況還是減速工況。它實(shí)質(zhì)上是一只可變電阻器和幾個(gè)開關(guān)，安裝于節(jié)氣門體上。

電阻器的轉(zhuǎn)軸與節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)，它有兩個(gè)觸點(diǎn)，全開觸點(diǎn)和怠速觸點(diǎn)。當(dāng)節(jié)氣門處于怠速位置時(shí)，怠速觸點(diǎn)閉合，向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）輸出怠速工況信號(hào)。當(dāng)節(jié)氣門處于其它位置時(shí)，怠速觸點(diǎn)張開，輸出相對于節(jié)氣門不同轉(zhuǎn)角的電壓信號(hào)，ECU便根據(jù)信號(hào)電壓值，識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。根據(jù)信號(hào)電壓在一定時(shí)間內(nèi)的變化增減率，識(shí)別是加速工況還是減速工況。ECU根據(jù)這些工況信息來修正噴油量，或者進(jìn)行斷油控制。

2 節(jié)氣門位置傳感器的類型

如圖1為開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器，圖2為線性式節(jié)氣門位置傳感器，圖3為霍爾型節(jié)氣門位置傳感器。

圖1 開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器

圖2 線性式節(jié)氣門位置傳感器

圖3 霍爾型節(jié)氣門位置傳感器

3 節(jié)氣門位置傳感器的工作原理

節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門閥體上，踩下加速踏板時(shí)，節(jié)氣門打開的角度就能轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到ECU。節(jié)氣門位置傳感器是一個(gè)陶瓷薄膜電阻的電位器，其阻值隨著節(jié)氣門開度變化，ECU輸出的5 V電壓到節(jié)氣門電位器的一端，另一端搭鐵，滑動(dòng)觸點(diǎn)臂根據(jù)不同位置輸出0～4.8 V左右的電壓。ECU根據(jù)這個(gè)電壓，調(diào)整噴油器的脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)噴油量的變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于3 000 r/min突然急減速時(shí)，節(jié)氣門上設(shè)置的怠速觸點(diǎn)閉合，ECU命令噴油器停止噴油。而當(dāng)降到怠速上限時(shí)，再次命令噴油器恢復(fù)噴油。

節(jié)氣門位置傳感器除了能轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)外，還有一部分車型把電壓信號(hào)設(shè)在ECU中，通過V/F轉(zhuǎn)換電路變成了一個(gè)脈沖寬度可調(diào)的百分比方波信號(hào)，這種信號(hào)多數(shù)用在奧迪/大眾車系的自動(dòng)變速器控制中。節(jié)氣門位置信號(hào)主要作為空氣/燃油混合比中的進(jìn)氣量探測，進(jìn)而控制油器的噴油量。但是ECU往往把節(jié)氣門位置信號(hào)作為需求進(jìn)氣量的信號(hào)，而把空氣流量計(jì)或壓力傳感器信號(hào)作實(shí)際進(jìn)氣量。所以檢測ECU時(shí)，調(diào)整節(jié)氣門位置信號(hào)，會(huì)發(fā)現(xiàn)噴油脈寬會(huì)出現(xiàn)變化，但是總會(huì)回到原來的脈寬，或者干脆沒有變化，并不像空氣流量計(jì)和壓力傳感器那么敏感。但當(dāng)這兩個(gè)信號(hào)一旦出現(xiàn)故障失靈時(shí)，節(jié)氣門位置信號(hào)會(huì)臨時(shí)代替它們的功能。

4 氣門位置傳感器的檢查方法

節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)量輸出型和線性可變電阻輸出型2種。

4.1 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測

4.1.1 結(jié)構(gòu)和電路

開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器又稱為節(jié)氣門開關(guān)。它有兩副觸點(diǎn)，分別為怠速觸點(diǎn)（IDL）和全負(fù)荷觸點(diǎn)（PSW），由一個(gè)和節(jié)氣門同軸的凸輪控制兩開關(guān)觸點(diǎn)的開啟和閉合。當(dāng)節(jié)氣門處于全關(guān)閉的位置時(shí)，IDL閉合，ECU根據(jù)怠速開關(guān)的閉合信號(hào)判定發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油量。當(dāng)節(jié)氣門打開時(shí)，怠速觸點(diǎn)打開，ECU根據(jù)這一信號(hào)進(jìn)行從怠速到小負(fù)荷的過渡工況的噴油控制。全負(fù)荷觸點(diǎn)在節(jié)氣門由全閉位置到中小開度范圍內(nèi)一直處于開啟狀態(tài)。當(dāng)節(jié)氣門打開至一定角度時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)開始閉合，向ECU送出發(fā)動(dòng)機(jī)處于全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況的信號(hào)，ECU根據(jù)此信號(hào)進(jìn)行全負(fù)荷控制[1]。

4.1.2 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢查調(diào)整

檢查端子間的導(dǎo)通性。點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下節(jié)氣門位置傳感器插接器，在節(jié)氣門限位螺栓和限位桿之間插入適當(dāng)厚度的厚薄規(guī)；用萬用表歐姆擋在節(jié)氣門位置傳感器插接器上，測量怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)的導(dǎo)通情況。當(dāng)節(jié)氣門全閉時(shí)，怠速觸點(diǎn)IDL應(yīng)導(dǎo)通；當(dāng)節(jié)氣門全開或接近全開時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)PSW應(yīng)導(dǎo)通；在其他開度下，兩觸點(diǎn)均應(yīng)不導(dǎo)通。否則，應(yīng)調(diào)整或更換節(jié)氣門位置傳感器。

4.2 線性可變電阻輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測

此種傳感器結(jié)構(gòu)和電路線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器是一種位計(jì)，電位計(jì)的滑動(dòng)觸點(diǎn)由節(jié)氣門軸帶動(dòng)。在不同的節(jié)氣門開度下，電位計(jì)的電阻也不同，從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸送給ECU。ECU獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開的所有開啟角度的、連續(xù)變化的電壓信號(hào)，以及節(jié)氣門開度的變化速率，從而精確地判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況。一般在這種節(jié)氣門位置傳感器中，也設(shè)有IDL，以判定發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速工況[2]。

線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器的檢查調(diào)整。首先是怠速觸點(diǎn)導(dǎo)通性檢測，點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下節(jié)氣門位置傳感器的導(dǎo)線插接器，用萬用表歐姆擋在節(jié)氣門位置傳感器插接器上，測量IDL的導(dǎo)通情況。當(dāng)節(jié)氣門全閉時(shí)，IDL-E2端子間應(yīng)導(dǎo)通；當(dāng)節(jié)氣門打開時(shí)，IDL-E2端子間應(yīng)不導(dǎo)通。否則應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。

測量線性電位計(jì)的電阻。點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下節(jié)氣門位置傳感器的導(dǎo)線插接器，用萬用表歐姆擋測量線性電位計(jì)的電阻，該電阻應(yīng)能隨節(jié)氣門開度增大而呈線性增大。

5 節(jié)氣門位置傳感器維修實(shí)例

故障現(xiàn)象：一輛現(xiàn)代Sonata轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速忽高忽低，而且在低速行駛時(shí)，偶爾出現(xiàn)闖車的現(xiàn)象。

檢查分析：調(diào)取故障碼，顯示為“14，節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)不正?！?。拆下節(jié)氣門位置傳感器上的線束插接器，用萬用表測量節(jié)氣門位置傳感器的電阻值。當(dāng)用手操縱節(jié)氣門由全關(guān)向全開過渡時(shí)，發(fā)現(xiàn)其電阻值不是呈線性變化，而是在全關(guān)和開度不大時(shí)，電阻值有突變，說明節(jié)氣門傳感器內(nèi)的滑變電阻接觸不良[3]。

故障排除：更換新的節(jié)氣門位置傳感器，故障排除。

6 結(jié)束語

節(jié)氣門位置傳感器的類型有開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器、線性式節(jié)氣門位置傳感器和霍爾元件型節(jié)氣門位置傳感器3種。其中，線性式節(jié)氣門位置傳感器是一個(gè)滑動(dòng)電阻，采用線性電位計(jì)，由節(jié)氣門軸帶動(dòng)電位計(jì)的滑動(dòng)觸點(diǎn)，在不同的節(jié)氣門開度下，接入回路的電阻值不同。

檢測節(jié)氣門位置傳感器有2種方法，一種是關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下節(jié)氣門位置傳感器插接器，用萬用表檢測電阻，其電阻會(huì)隨著節(jié)氣門開度的變化而變化。如果電阻沒有變化，或出現(xiàn)接觸不良、中斷，則表明節(jié)氣門傳感器已損壞。另一種是打開點(diǎn)火開關(guān)測量其工作電壓，其電壓會(huì)隨著節(jié)氣門開度的變化而變化。如果電壓不變化，則表明節(jié)氣門位置傳感器損壞。