汽车水温传感器的检测与故障分析

王金 肇世华 张泰源 王力斌

摘 要：本文论述了水温传感器的结构和工作原理、水温传感器的检测、水温传感器的故障分析和相关案例。

关键词：水温传感器；检测；故障分析

汽车水温传感器工作性能的好坏对发动机的喷油量有很大影响，进而影响发动机的燃烧性能。当混合气过浓或过稀时，发动机的燃烧情况变坏，会引起发动机不易启动，运转不平稳，这时应检查水温传感器是否工作正常。因此，掌握发动机水温传感器的原理与检测方法在汽车检测与故障诊断技术中显得十分重要。

1 水温传感器的结构和工作原理

水温传感器内部的核心部件是一个半导体热敏电阻，它具有负温度电阻系数，即水温越高电阻越低，水温越低电阻越高。在-40时其电阻值约为30kΩ，90度时其电阻值为1KΩ左右。水温传感器电阻的大小会随着水的温度的变化而变化，那么它也就能够感知水的温度，冷却液的温度首先会引起电阻的变化，继而有引起电路电压的变化，把这个电压信号传给电脑ECU，ECU就可以根据这个电压信号从电脑所存的数据里找到相对应的冷却液的温度。电脑根据这个温度调整喷油量。当水温低时，燃油蒸发性差，供给浓的混合气，有利于发动机的冷机启动。

由图1可知水温传感器的两根线与ECU相连接。其中一根为搭铁线，另一根是传感器的信号线，也是传感器的电源线，所以这根线叫信号和电源线。水温传感器的信号线和电源线是一根线，共线的原因是发动机ECU内部5V参考电压电路设有分壓电阻，因此当接上冷却液温度传感器后，发动机ECU就能根据分压信号判断冷却液冷度传感器与ECU的连接

图1 冷却水温却液温度。

2 水温传感器的检测

2.1 电阻检测

2.1.1 检查电阻

点火开关置于OFF位置，拆下冷却水温度传感器导线连接器，用数字式高阻抗万用表Ω档测量传感器两端子间的电阻值。其电阻值与温度的高低成反比。

2.1.2 单件检查电阻

拔下冷却水温度传感器接插件，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。将测得的值与该车维修手册的标准值相比较，然后确定是否更换冷却水温度传感器。

2.2 输出信号电压的检查

安装好冷却液温度传感器，将传感器的连接器插好，当点火开关置于ON位置时，测量图1中连接器THW端子与E2之间的电压，所测得的电压应与冷却液的电压成反比。

拆下冷却液温度传感器线束插头，打开点火开关，测量冷却液的电源电压应为5V。

2.3 冷却液温度传感器与ECU连接线的检查

用高阻抗万用表蜂鸣档，测量冷却液温度传感器与ECU链接线束的导通情况，如果线路不导通，说明传感器线束断路或者连接器的插头连接不良。应进一步检查或更换。

3 水温传感器的主要故障

3.1 热机启动困难

热启动困难指的是在发动机达到正常工作温度后，关闭点火开关，再次启动发动机时，会出现启动困难的故障。这种故障通常是由以下三种情况造成的：

①水温传感器内部断路；②水温传感器接插件掉落或与ECU相连线束中间断开；③水温传感器由于内部老化，电阻值为一稳定的大电阻或只在大电阻区域内变化。以上三种情况都会造成传感器的电阻比实值地偏大，偏大的电阻值会让传感器发出偏大的电压信号给电脑，发动机ECU根据这个信号判断此时发动机冷却液温度比较低。发动机ECU给喷油器发出低温供油信号，加大喷油量。启动时，由于ECU得到的是一个比实地冷却液温度低的信号，所以会控制喷油器喷比实地需求还要多的燃油，此时有利于冷车启动，但是当发动机热了以后，发动机将难以启动。

3.2 冷启动困难

所谓冷启动困难，指的是汽车在发动机冷却液温度低的情况下发动机难以启动，而在发动机热了之后有变得正常。特别是在冬天的早上第一次启动症状最明显，这种故障通常由以下三种情况造成的：

①水温传感器内部短路，电阻值为0；②水温传感器由于内部老化，电阻值为一稳定的小电阻或只在小电阻区域内变化；③水温传感器的电源线因磨破而搭铁，电阻值为0。以上三种情况都会造成传感器的电阻比实值地偏小，偏小的电阻值会让传感器发出偏小的电压信号给电脑，发动机ECU根据这个信号判断此时发动机冷却液温度比较高。发动机ECU给喷油器发出高温供油信号，减少喷油量。启动时，由于ECU得到的是一个比实地冷却液温度高的信号，所以会控制喷油器喷少的燃油，此时由于混合气不够浓发动机往往难以启动。特别是在发动机温度低的时候最难启动，发动机往往需要打几次火后才能启动着车。但是只要发动机启动着，发动机就能正常工作而无异常。

4 相关维修案例

4.1 热启动困难故障案例

故障现象：启动车辆后，仪表的故障灯一直亮。若在冷车状态下启动车辆，则发动机容易运转起来。若在冷车状态下启动车辆，反而发动机难以启动。

故障诊断：采用人工方法调取故障码，调出两个故障码：13氧传感器信号中断或发动机未达到工作温度；15冷却液温度传感器信号电压过高。关闭点火开关，拆下蓄电池电缆，清除故障码，接好蓄电池电缆，试车，故障症状没有明显改善。经过几次启动后重新调取故障码，结果只剩下故障码15。

对冷却液温度传感器进行检查，拔下2针线束插头，测量冷却液温度传感器针脚间阻值，约为2.4KΩ，在标准值范围内。打开点火开关，测量线束插头针脚间电压，约为0V，说明线路存在链接不良故障。检测线束插头的5V参考电压针脚。结果没有5V参考电压，说明故障原因是冷却液温度传感器没有接收到5V参考电压，动力系统模块无法读取到冷却液温度传感信号。打开线束护套进行检查，发现导线在线束插头的根部断裂。修复线路，试车，故障彻底排除。

故障分析：本例故障原因是冷却液温度传感器信号线断路，此故障状态下，动力系统控制模块接收到的是一个5V信号，相当于-40度一下的冷却液温度信号，同时按照默认温度值（如25度）来替代冷却液温度信号，因此热车启动工况下，喷油量会浓，发动机难以启动。

4.2 冷启动困难故障案例

故障现象：该车冷起动时较困难，当温度正常发动时一切工作又都恢复正常。

故障排除：用“修车王”掌上检测电脑对其进行检测，在没有读出故障代码的情况下，又对其水温传感器、进气温度传感器进行检测结果分别为50℃和30℃，一切正常，因是冷车时的故障，在第二天早晨冷车时我们又对该车进行了一次检测，当检测到水温时发现读数仍为50℃，说明水温传感器损坏，对其进行更换，试车后原故障排除。

参考文献

[1]杂志社.汽车维修技师——丰田车系[M].辽宁：辽宁科学技术出版社.

[2]王洪章，赵春.汽车发动机电控系统结构与维修[Z].