第三章 发动机系统应用的传感器
第一节 冷却液温度传感器
一、冷却液温度传感器结构
发动机冷却液温度传感器是一个测量发动机冷却液温度的可变电阻。热敏电阻内置于发动机冷却液温度传感器中，其电阻值随着发动机冷却液温度的变化而变化。
冷却液温度传感器由半导体材料制成，测量电阻安装在壳体内。主要由热敏电阻、金属引线、接线触点和外壳等组成，如图3-1所示。
图3-1 传感器结构
温度传感器按应用范围制造成不同的结构，见图3-2。
图3-2 不同结构造型的冷却液温度传感器
二、冷却液温度传感器的工作机理
冷却液温度传感器信号用于识别发动机温度、计算点火时间和喷油时间，是发动机工作核心的重要的传感器。
发动机冷却液温度传感器用来检测发动机冷却液的温度。此传感器会调整一个来自ECU的电压信号。调整后的信号作为发动机冷却液温度测量的输入信号返回给ECU。该传感器利用了一个对温度改变敏感的热敏电阻。当冷却液温度较低时，传感器的电阻值较大，而当冷却液温度升高时，传感器的电阻值变小（图3-3），并将这种变化通过电路的连接转化为电信号输送给ECU，ECU根据输入的电信号来对发动机的喷油量及喷油时间进行修正，同时调整空燃比，冷机时供给较浓的可燃混合气，热机时供给较稀的可燃混合气，使发动机稳定而良好地工作。
图3-3 冷却液温度传感器（热敏电阻）特性
三、冷却液温度传感器检测
1.故障码说明
冷却液温度传感器故障会生成两个故障码：故障码P0117，表示发动机冷却液温度传感器电路电压过低；故障码P0118，表示发动机冷却液温度传感器电路电压过高。
2.冷却液温度传感器单一电路
发动机控制单元（ECM/ECU）通过线束连接器EN01的41号端子给ECT传感器线束连接器EN23的A号端子提供5V电压，并通过EN01的40号端子给ECT传感器连接器EN23的C号端子提供ECM内部低参考电压电路。ECM内部始终会记录点火开关关闭的时间长度，如果启动时达到了设定的点火开关关闭时间，发动机控制模块将比较发动机冷却液温度和进气温度之间的温度差，以确定两个温度彼此之差是否在正常工作范围内，见图3-4。
图3-4 冷却液温度传感器电路
3.冷却液温度传感器检查
第一步：检查冷却液。
①检查发动机冷却液温度传感器上是否有腐蚀迹象，以及发动机冷却液是否通过传感器泄漏。
②检查冷却系统储液罐内的发动机冷却液液面是否正确。
第二步：测量发动机冷却液温度传感器电阻。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
③测量发动机冷却液温度传感器电阻值。
④连接发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
如果电阻值不符合参数，更换发动机冷却液温度传感器。如果符合，进行下一步检查。
第三步：测量发动机冷却液温度传感器信号电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
③转动点火开关至“ON”位置。
④测量发动机冷却液温度传感器EN55（图3-5）的A号端子与可靠接地之间的电压（标准电压值：4.7～5.5V）。
图3-5 发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55
⑤连接发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
如果不符合电阻值参数，转到第五步；如果符合，进行下一步检查。
第四步：测量发动机冷却液温度传感器接地电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
③转动点火开关至“ON”位置。
④测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的C号端子与可靠接地之间的电阻（标准电阻值：小于1Ω）。
⑤连接发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
如果不符合电阻值参数，转到第六步；如果符合，进行第七步检查。
第五步：检查发动机冷却液温度传感器信号电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
③断开ECM线束连接器EN44。
④测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的1号端子与ECM线束连接器EN44的41号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况。
⑤测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的1号端子与可靠接地之间的电阻值，检查是否存在对地短路情况。
⑥测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的1号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况。
以上各测量参数见表3-1。
表3-1 测量参数
第六步：检查发动机冷却液温度传感器接地电路。
①转动点火开关至“OFF”位置。
②断开发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55。
③断开ECM线束连接器EN44。
④测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的C号端子与ECM线束连接器40号端子之间的电阻值，检查是否存在断路情况，否则修理故障部位。
⑤测量发动机冷却液温度传感器线束连接器EN55的C号端子与可靠接地之间的电压值，检查是否存在对电源短路情况，否则修理故障部位。
第七步：检查控制单元ECM电源电路。
①检查ECM电源电路是否正常。
②检查ECM接地电路是否正常。
如果不正常，需要处理故障部位。
第八步：更换控制单元ECM。
第九步：利用故障诊断仪确认故障代码是否再次存储。
①连接故障诊断仪至诊断测试接口。
②转动点火开关至“ON”位置。
③清除故障代码。
④启动发动机并怠速暖机运行至少5min。
⑤再次对控制系统进行故障代码读取，确认系统无故障代码输出。确定故障排除。
四、冷却液温度传感器及关联电路
提供常时电源到发动机控制继电器。发动机控制继电器由ECM（编号30）进行控制。当点火开关打开时，ECM控制发动机控制继电器打开。电源通过发动机控制继电器提供到冷却风扇（低速/高速）继电器的触点，根据发动机冷却水温传感器和空调操作状态，ECM控制冷却风扇（低速/高速）继电器打开，提供电源到冷却风扇电机，见图3-6。
维修图解
（1）冷却风扇低速运转 冷却风扇（低速）继电器3号端子通过ECM的31号端子搭铁。继电器线圈被磁化，冷却风扇（低速）继电器开关（1和2）接触，电源通过继电器开关提供到冷却风扇电机（2号）。因为电源通过冷却风扇电机的内部电阻提供到电机，电压下降，电机以低速运转。
（2）冷却风扇高速运转 冷却风扇（高速）继电器3号端子通过ECM的53号端子搭铁。继电器线圈被磁化，冷却风扇（高速）继电器开关（1和2）接触，电源通过继电器开关提供到冷却风扇电机（1号）。因为电源不通过冷却风扇电机的内部电阻提供到电机，电机以高速运转。
（3）发动机冷却水温传感器 发动机冷却水温传感器（ECT）测量发动机的冷却水温度。ECT的电源通过串联电阻提供给冷却水温传感器。ECT热敏电阻的电阻值随着温度的变化而改变，因而改变输出信号。当发动机冷态运转时，为了防止发动机失速和改善驾驶稳定性，控制单元利用冷却水温传感器信号增加燃油喷射持续时间和控制点火时期。利用冷却水温度信息控制冷却风扇。
图3-6 冷却液温度传感器关联电路
五、冷却液温度传感器更换
1.带有螺栓的冷却液温度传感器
①释放冷却系统压力。
②断开发动机冷却液温度传感器线束插头，用扳手拧松后，旋出冷却液温度传感器。
③安装时，在发动机冷却液温度传感器的螺纹上涂抹密封剂。
④检查冷却液面高度，如需，则添加相同颜色的冷却液，见图3-7。
图3-7 更换冷却液温度传感器
2.插入式冷却液温度传感器更换
①释放冷却液压力。
②断开冷却液传感器插头。
③拔出冷却液温度传感器紧固件（锁紧片）。
④检查冷却液面高度，如需，则添加相同颜色的冷却液，见图3-8。
图3-8 更换冷却液温度传感器
1—发动机冷却液温度传感器紧固件（锁紧片）；2—冷却液温度传感器
六、冷却液温度传感器检测教学实验
发动机冷却液温度较低时电阻值较高，在-30℃时电阻值为26000Ω；而温度较高时会导致低电阻值，在130℃时，电阻为90Ω，电阻值与温度关系见表3-2。发动机控制模块为传感器提供一个5V参考电压，冷车时电压升高，热车电压降低。通过测量电压变化，发动机控制模块可以确定发动机冷却液温度。
表3-2 电阻值与温度关系
维修图解
检测如图3-9所示的发动机冷却液温度传感器端口1和端口2之间的电阻值。如有异常，说明冷却液温度传感器已经失效。
图3-9 冷却液温度传感器元件检测