汽车电喷发动机常见故障检测与分析-空气流量传感器的检测

1.空气流量的检测

热丝式或热膜式空气流量传感器以恒定的电压作用在电阻两侧，使电阻发热，其温度由电路控制保持恒定。控制单元根据热丝或热膜中流过的电流大小来判断进气量的多少，以适应不同工况的需要。

热丝式或热膜式空气流量传感器电阻上的灰尘可通过加大电流烧掉，而废气返流和混合气过稀会造成回火，导致热丝或热膜被积炭覆盖，却无法通过加大电流烧掉。积炭形成的隔热层会使温度变化减慢，所需的电流变小，控制单元据此确定和调整喷油脉宽，会减少喷油量，导致混合气过稀，造成怠速时严重抖动，急加速回火，行驶时动力不足，加速不良。若拔下空气流量传感器端子后怠速稳定、加速好转、运转正常，说明故障在空气流量传感器，只是因控制单元接收不到空气流量传感器信号后进入失效保护，改用节气门位置传感器（TPS）和发动机转速传感器（CKP）的信号，而这两个传感器工作正常。

空气流量传感器常见的故障为信号不准，如发动机在冷车时排气管冒黑烟，热车后排气管不再冒黑烟，通常是空气流量传感器信号不准。热车后因氧传感器参与工作，所以排气管不再冒黑烟。

空气流量传感器通常装在空气滤清器的出口上，有4针和5针两种插头，其中内部有进气温度传感器的为5针插头，测试方法主要是读数据流和波形。

如空气流量传感器（MAF）信号偏高，实际进气量少于MAF检测到的进气量，会造成混合气偏浓，发动机CO和HC排放超标。混合气浓会造成排气管冒黑烟，严重时会使发动机无法起动或突然熄火。这种故障可能是MAF和控制单元之间信号传输线路同正极短路，使电阻值异常减小造成的。MAF信号偏低，说明实际进气量多于MAF检测到的进气量，造成混合气偏稀，使发动机在大负荷、高速时动力不足，急加速缓慢，有“矬车”现象。严重时，发动机会出现冷起动困难、怠速抖动的现象。对于MAF信号失真造成的混合气浓度偏差，控制单元会根据其他传感器信号进行修正，但通常无法弥补。

空气流量传感器的检测，必须具备以下条件：负责传感器的熔丝必须正常，发动机冷却液温度≥85℃，所有的用电设备必须关闭，自动变速器变速杆位于P位或N位。

空气流量的检测是空气流量传感器诸种检测中最重要的一种，它包括怠速空气流量检测和加速空气流量检测两个方面。

读取数据流前需检查熔丝是否正常，发动机冷却液温度是否正常（85℃以上），关掉所有用电设备，包括音响、空调、照明等设备，自动变速器置于N位或P位。加速空气流量的检测时最好是用吹风机向里送风进行测试。随着送风量的变化，显示屏上应有同量的变化。另外如大众发动机在怠速时，空气流量通常为2～4g/s（不同发动机数值不一样，具体需看厂家资料）。随发动机转速逐渐提高，空气流量读数应逐渐提高。

空气流量的检测必须和发动机转速、节气门开度及行驶中可能发生的振动的检查结合起来，才有意义。

（1）怠速空气流量的检测 发动机怠速不稳时应进行怠速空气流量的检测。

用诊断仪读取数据流。以大众汽车为例，选择08数据流，选001组读取发动机冷却液温度，待冷却液温度到85℃时，再选002组读取怠速空气流量和节气门开度。大众汽车采用直动式怠速控制系统，即没有旁通空气道，怠速步进电动机装在节气门上。正常情况下怠速时空气流量为2～4g/s，节气门开度为0°～5°。

在检测时，如果怠速时空气流量和节气门开度均在正常范围内，则该项检测合格。

怠速时节气门开度在正常范围内，而空气流量超过正常范围，说明空气流量传感器输出信号过高，输出信号过高会造成混合气过浓（排气管冒黑烟），油耗过高，尾气排放中CO和HC的含量过高。

怠速时节气门开度在正常范围内，而空气流量明显小于正常范围，说明空气流量传感器输出信号过低，输出信号过高会造成混合气过稀。必须进行以下检测。

1）MAF和控制单元之间信号传输线路同正极短路，使电阻值异常减小造成的。

2）MAF和控制单元之间信号传输线路间没有发生短路，则需检查MAF是否被废气返流的积炭污染，如翼板式传感器的被积炭污染，会造成翼板卡滞；热丝式和热膜式空气流传感器被积炭污染，会形成隔热层。两种情况都会导致MAF输出信号过低，导致混合气过稀，行驶中动力不足，加速不良，怠速时严重抖动，急加速进气管回火，油耗大，尾气排放中NO_x严重超标，但仪表灯显示正常。通过外观检查可以发现，其空气导流网积尘，清洗后加速性能恢复正常。

上述检测没有故障，则需更换空气流量传感器。

（2）加速空气流量的检测 发动机加速不良时应进行加速空气流量的检测。

用诊断仪读数据流，用吹风机的不同档位代替空气流量的变化，检测空气流量传感器输出信号能否随吹风机的风量变化而变化。如能同步变化，说明空气流量传感器该项检测合格。如空气流量传感器输出信号不能随吹风机的风量变化而变化，则该项检测不合格，必须更换空气流量传感器。

测试中用手轻轻拍击MAF（模拟行驶中车辆受到振动），读数应不受其影响。如静态读数恒定，但手轻轻拍击时不稳定，应更换空气流量传感器。

进行此项检测时还可以用两辆车进行比较。即用一辆正常的同类型汽车，和可能有故障的车进行比较。吹风机选择相同的档位分别向这两辆车的空气流量传感器送风，如两辆车的空气流量传感器输出电压信号一样，空气流量的加速检测合格。如不一样。说明该空气流量传感器有故障，必须更换空气流量传感器。

某些车怠速空气流量正常，怠速良好，但加速不良，可连接好解码器，将车举升或路试。如大众汽车在120km/h时空气流量应为60g/s，如实测明显低于60g/s，就会造成加速无力。如测量结果不符，应检查空气流量传感器的热丝或热膜是否已被积炭污染。如被积炭污染可在热车状态下就车清洗。

如热丝或热膜没有被积炭污染，维修时必须更换空气流量传感器。

（3）进气系统明显泄漏时会使喷油脉宽减少 连接好诊断仪，读取喷油脉宽的数据流，松开节气门一侧皱纹管卡箍，大量未经空气流量传感器计量的空气进入，使控制单元感觉进气量减少时，会使喷油脉宽减少。

2.空气流量传感器输出电压的检测

（1）热丝或热膜式空气流量传感器导线的分工 热丝或热膜式空气流量传感器通常为5根线，分别为：

1）进气温度信号线。

2）电源回路线。

3）接地线。

4）控制单元输入电压线。

5）空气流量传感器输出电压线。(https://www.xing528.com)

（2）空气流量传感器输出电压的检测方法 在进行电压检测时可以用故障诊断仪读取数据流，也可以用数字万用表直接连接空气流量传感器的输出电压线和接地线，进行直接测量。空气流量传感器输出电压的检测主要分为怠速和2500r/min时的电压检测。帕萨特空气流量传感器的检测，用万用表分别连接插头触点2和发动机接地线，起动发动机，万用表显示电压允许值应在11～15V。如无电压显示，应检查29号熔丝和插头触点2之间的线路，如正常，但仍无电压显示，应检查燃油泵继电器和继电器板上87F相线螺栓的连接点。

日产公司发动机空气流量传感器输出电压的检测方法如下。

1）怠速时空气流量传感器输出电压应为1.3V。

2）2500r/min时输出电压应为1.8～2.4V。

通用公司发动机在起动时空气流量传感器输出电压应为2.5V。如空气流量传感器输出电压与规定不符，应更换空气流量传感器。

3）在进行空气流量传感器输出电压的检测的同时，用螺钉旋具把轻轻地敲打传感器外壳，如敲打时电压表出现波动或发动机出现失火，应更换空气流量传感器。

4）将仪表设置为直流档，在发动机怠速时按下转速按钮3次，直到仪表显示电压频率，如空气流量传感器工作正常，怠速时仪表显示大约为30Hz。

3.空气流量传感器波形的检测

空气流量传感器（MAF）很少用示波器检查。因为MAF波形发生异常是较罕见的，发动机在120～140km/h时出现偶尔发动机熄火或喘振故障，才用使用示波仪。

用示波仪读取波形主要是针对MAF传感器的偶发性故障，这些故障通过读故障码，读数据流很难找到故障原因，如汽车在大部分时间行驶正常，但行驶中偶尔出现发动机熄火或喘振故障。利用示波器监测，进行工况模拟，在行驶中突然熄火瞬间可以发现MAF波形出现异常。更换后故障排除。偶发发动机熄火或喘振时的MAF波形，和正常MAF波形的对比见图3-8。

图3-8 偶发发动机熄火或喘振时的MAF波形，和正常MAF波形对比

a）正常的MAF波形 b）偶发熄火或喘振时的MAF波形

4.卡门涡旋型空气流量传感器的外观检查

卡门涡旋型空气流量传感器除读取进气量和检查电阻值外，还应进行外观检查，主要检查涡流发生器是否发生变形或损坏，如变形或损坏必须更换。

5.空气流量传感器的失效保护

空气流量传感器（MAF）失效退出后，控制单元改用节气门位置传感器（TPS）和发动机转速传感器（CKP）的信号，但因旁通空气道的进气量无法测量等原因，在怠速和滑行时信号准确性有所降低。在正常运行中发动机无明显变化。

6.进气歧管绝对压力传感器故障的诊断与检测

进气歧管绝对压力传感器（MAP）是通过进气管真空度变化来感知进气量的。进气歧管绝对压力传感器、进气温度传感器和发动机转速传感器3个传感器代替1个空气流量传感器。进气歧管绝对压力传感器通常为3根导线。如进气歧管绝对压力传感器有4根导线，说明进气温度传感器也装在进气歧管绝对压力传感器内。

MAP大都不装在进气道内，而是通过1根真空软管与进气道相通。

（1）MAP真空软管脱落或出现裂口会造成混合气过浓 真空软管脱落或出现裂口，MAP就会向控制单元发出错误信号，控制单元误认为进气量增大，而加大供油量，使发动机怠速及低速时混合气过浓，尾气呛人，排放严重超标，低速行驶平稳性差，急加速无力，矬车。读取数据流会发现喷油脉宽增加，但如果泄漏过于严重，也会造成混合气过稀和失火。

（2）MAP真空软管堵塞，控制单元无法知道正确的进气量 由于废气返流带来的积炭，以及曲轴箱内压力过高，使一些机油顺着曲轴箱强制通风管进入发动机进气系统，部分机油又流入MAP真空软管，导致MAP真空软管堵塞。使MAP感受到的真空度明显低于进气系统实际的真空度，造成MAP输出高信号，使控制单元误认为进气量较大，而加大喷油脉宽，导致混合气过浓。

同时MAP真空软管堵塞，使MAP无法感知到或无法同步感知到进气道内真正的真空度变化，致使控制单元无法知道正确的进气量，而反复调整怠速步进电动机的步数，这时怠速转速会发生大幅度波动。有时会出现使用自动变速器的汽车在摘档时熄火的故障，这是因怠速挂档时控制单元会自动调高发动机转速，在摘档后则回到正常怠速，由于MAP真空软管堵塞，造成怠速转速大幅度波动，于是就出现摘档时熄火的故障。

由于软管堵塞属于机械故障，用故障诊断仪无法检测到，所以故障有一定的隐蔽性。

（3）MAP真空软管是否堵塞的检测方法 在检测进气歧管绝对压力传感器输出电压信号时，正常情况下随空气压力的上升，进气歧管绝对压力传感器输出信号的频率也会相应增大。所以通过在加大节气门开度的同时检查传感器输出电压信号是否同步变化，即可查出MAP真空软管是否堵塞。如不能同步变化说明MAP真空软管堵塞，应更换真空软管。

（4）用真空表检测进气歧管绝对压力传感器 塞住进气歧管绝对压力传感器通往进气道的真空软管，用真空泵手工操作，当增加或减少真空时，如能产生喷油脉宽和怠速转速的同步变化，说明进气歧管绝对压力传感器可正常工作。

（5）进气歧管绝对压力传感器输出电压信号明显偏低的危害 此故障会造成发动机加速缓慢，加速性能不良，急加速矬车。

7.用替代法检测MAF

当发现混合气过浓或过稀时，关闭点火开关，断开MAF端子，重新起动发动机，控制单元进入失效保护，改用节气门位置传感器（TPS）和发动机转速传感器（CKP）的信号，如此时读数据流喷油脉宽正常，发动机运转平稳，说明故障在MAF。

8.通过开闭环控制前后工况比较检测MAF

在暖机时（开环控制）混合气过浓，排气管冒黑烟，热车后（进入闭环控制）混合气正常，排气管不再冒黑烟，说明故障在负责喷油脉宽开环控制的传感器。热车后不再冒黑烟是因为氧传感器进入闭环控制。