车主赵先生驾驶一辆2021款丰田卡罗拉轿车，车主赵先生反映冷车启动困难，发动机运行中故障指示灯点亮。经过汽车维修师傅全面的检测，确认为发动机冷却液温度传感器故障。作为汽车维修专业的学生，你知道如何对冷却液温度传感器故障进行检修吗？

一、冷却液温度传感器的功用与类型          

1.冷却液温度传感器功用

汽车发动机冷却液温度传感器，又名水温传感器。如图4-7-1所示，它安装在发动机缸体的水套上，与冷却液接触。冷却液温度传感器主要用来检测发动机的冷却液温度，在发动机电控系统中，传感器能感知到冷却液温度的变化，并将这种变化通过电路的连接转化为电信号输送给ECM，ECM根据输入的电信号即冷却液温度的变化信号，来实现以下的控制。

图4-7-1 冷却液温度传感器安装位置

（1）喷油量的控制

在发动机启动时，ECM根据冷却液温度传感器的温度信号和曲轴位置传感器的转速信号控制启动喷油量以及启动后的喷油量，喷油增量的比率在刚启动后最大，之后逐渐减少。

（2）喷油量修正

发动机冷却液温度越低，燃油雾化效果越差，喷油量就要求越大，以保证发动机低温时的运转性能，并实现快速暖机。

（3）点火提前角修正

混合气的燃烧速度受冷却液温度影响。通常情况下，冷却液温度越低，混合气燃烧速度越慢，点火提前角应越大；反之，冷却液温度越高，点火提前角应越小。

当发动机处于怠速工况时，如果冷却液温度过高，ECM将适当增大点火提前角，避免发动机长时间过热。

（4）怠速控制

冷却液温度是影响发动机怠速运转的重要因素。通常温度越低，发动机怠速转速越高，以保证发动机运转平稳，随着温度升高，怠速转速将逐渐降低，直至正常怠速运转。

（5）冷却风扇控制

ECM会根据冷却液温度传感器传来的温度信号控制电子冷却风扇是否转动以及转速的高低。

（6）混合气开环和闭环控制

当冷却液温度较低时，为了获得良好的启动性和动力性，ECM不采集氧传感器信号，这种情况下ECM对混合气进行开环控制。

当冷却液温度达到一定值（如发动机正常工作温度）后，且发动机处于怠速或匀速运行工况下，ECM会采集氧传感器信号对混合气进行闭环控制。

（7）燃油蒸发系统控制

当发动机达到正常工作温度后，ECM才会控制燃油蒸发系统的碳罐电磁阀打开。

（8）空调压缩机控制

为了防止发动机因过载而发生过热状况，当冷却液温度高于设定温度时，ECM会控制压缩机离合器断开，当冷却液温度降至设定温度以下时，ECM才会再次打开空调压缩机离合器。

2.冷却液温度传感器类型

冷却液温度传感器主要有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式、热电偶式等类型。

二、热敏电阻式冷却液温度传感器的结构与工作原理     

1.热敏电阻式冷却液温度传感器的结构

热敏电阻式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。冷却液温度传感器由半导体材料制成，热敏电阻安装在壳体内，其电阻值随着发动机冷却液温度的变化而变化，主要由热敏电阻、金属引线、接线触点和外壳等组成，如图4-7-2所示。

图4-7-2 冷却液温度传感器的结构

2.热敏电阻式冷却液温度传感器的工作原理

冷却液温度传感器采用负温度系数的热敏电阻制成，即当冷却液温度较低时，传感器的电阻较大，而当冷却液温度升高时，传感器的电阻会明显变小。这样在实际使用中，传感器就能感知到冷却液温度的变化，并将这种变化通过电路转化为电信号输送给ECM,ECM根据输入的电信号（对应冷却液温度的变化信号）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。冷却液温度传感器的特性如图4-7-3所示。

图4-7-3 冷却液温度传感器特性

三、热敏电阻式冷却液温度传感器的电路连接与工作过程  

1.冷却液温度传感器电路连接及特点

冷却液温度传感器的端子与ECU的连接及电路特点如图4-7-4（a）所示，其中THW为信号端子，E2为车体搭铁线。

在图4-7-4（b）中，ECU使5V的电压通过1KΩ电阻和晶体管串联后再与10KΩ电阻并联的电路，然后经过传感器接搭铁。在温度比较低时，传感器的热敏电阻的电阻值较大，此时ECU使晶体管截止，5V的电压仅仅通过10KΩ电阻及传感器后搭铁。由于传感器的热敏电阻的电阻值与10KΩ电阻的电阻值相差不大，这样传感器所测得的数值比较准确。而当温度达到一个特定值51.6℃时，热敏电阻的电阻值发生了很大变化，此时其电阻值相对10KΩ已经较小，测得的数值就不再准确，此时ECU使晶体管导通，这样5V电压就通过1KΩ电阻和晶体管串联后再与10KΩ电阻并联的电路，然后经过传感器接搭铁。由于并联后的电阻值与1KΩ相差不大，即与温度升高后的传感器电阻值相差不大，这样即使温度升高后也能使测量数据准确。

a）连接电路                b）电路图

图4-7-4 冷却液温度传感器与ECU的连接电路及电路图

1.冷却液温度传感器失效影响

（1）当冷却液温度传感器出现故障时，将有故障记忆，发动机不能准确计算出喷油量；发动机会抖动或冒黑烟，发动机的动力性和经济性将受到影响。

如果偏心轴从零行程向最大行程方向调节，那么该引导传感器将提供上升的角度值，另一个参考传感器提供下降的角度值。数据通过个串行接口传到DME。

DME控制单元通过电子气门控制伺服电动机调节偏心轴位置，直到目前的位置与标准位置一致。传感器的测量范围为180°。该传感器由发动机控制单元DME提供5V电压。从偏心轴传感器至DME的数据以250kHz的中等频率传输。

（2）发动机不能准确计算出怠速理论转速，发动机怠速会不稳，

（3）当发动机冷却液温度传感器出现断路或短路故障时，电子扇会高速转动。

一、任务准备

工作任务：一辆丰田卡罗拉轿车，车主反映冷车启动困难，发动机运行中故障指示灯点亮。经过全面的检测，确认为发动机冷却液温度传感器故障。

1.课前准备

（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2021款丰田卡罗拉轿车一辆

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、208接线盒、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。 

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施    

1.读取冷却液温度传感器故障码

用故障诊断仪的“读取故障码”功能检查冷却液温度传感器的工作情况。选择“读取故障码”功能，读取冷却液温度传感器的故障码。

2.读取冷却液温度传感器数据流

用故障诊断仪的“读取数据流”功能检查冷却液温度传感器的工作情况。选择“读取数据流”功能，读取冷却液温度传感器的数据流，在达到发动机正常工作温度前，随着转速的提高，发动机工作温度逐渐增大，冷却液温度的数据流值也逐渐增大，如图4-7-5所示。

图4-7-5 冷却液温度传感器数据流

3.ECU供电电压检测

选择万用表，校表后选择20V直流电压档，拔下冷却液温度传感器线束插头，红表笔接线束端2号端子，黑表笔接蓄电池负极可靠搭铁，将车辆点火开关置于ON档，此时万用表读数应为5V左右，如图4-7-6所示；如果不正常，检查ECU供电线路是否断路或短路，以及ECU是否有故障。  

图4-7-6 冷却液温度传感器供电电压检测

4.搭铁线检测

万用表选择200欧姆电阻档，拔下冷却液温度传感器线束插头，红表笔接线束端1号端子，黑表笔接蓄电池负极可靠搭铁，将车辆点火开关置于OFF档，此时万用表读数应为0欧左右，如图4-7-7所示；如果不正常，检查电脑搭铁是否良好、搭铁线路是否断路或短路。

图4-7-7 冷却液温度传感器搭铁线检测

5.冷却液温度传感器阻值的检测

如图4-7-8所示，万用表选择100K欧姆电阻档，拆下冷却液温度传感器，并置于带加热器和温度计的装水容器中，红、黑表笔分别接传感器端1号端子和2号端子，加热容器的水使其升温，此时万用表读数随温度的变化应符合表4-7-1中数值范围。如果不正常，更换冷却液温度传感器。

图4-7-8 冷却液温度传感器阻值的检测

表4-7-1 冷却液温度传感器不同温度时的电压值

6.冷却液温度传感器信号线检测

如图4-7-9所示，万用表选择20V直流电压档，安插备针于2号端子，红表笔接2号端子备针，黑表笔接蓄电池负极可靠搭铁，起动车辆，信号电压在0到5V之间变化，随发动机温度的升高而减小。如果不正常，检查信号线是否断路或短路，检查传感器本身是否损坏。

图4-7-9 冷却液温度传感器信号线检测

7.冷却液温度传感器线路检测    

将车辆点火开关置于off档，拔下冷却液温度传感器线束插头，拔下ECU线束插头，万用表选择200欧姆电阻档，分别测量ECU端子119、120和冷却液温度传感器线束端1、2端子，如图4-7-10所示，此时万用表读数应小于0.5欧；如果不正常，检查线路是否短路或断路。

图4-7-10 冷却液温度传感器线路检测

1.汽车发动机冷却液温度传感器，又名水温传感器。它安装在发动机缸体的水套上，与冷却液接触。冷却液温度传感器主要用来检测发动机的冷却液温度，在发动机电控系统中，传感器能感知到冷却液温度的变化，并将这种变化通过电路的连接转化为电信号输送给ECM，ECM根据输入的电信号即冷却液温度的变化信号，对基本喷油量、点火提前角、怠速、尾气排放等控制进行修正。

2.冷却液温度传感器主要有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式、热电偶式等类型。

3.热敏电阻式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。冷却液温度传感器由半导体材料制成，热敏电阻安装在壳体内，其电阻值随着发动机冷却液温度的变化而变化，主要由热敏电阻、金属引线、接线触点和外壳等组成。

4.冷却液温度传感器采用负温度系数的热敏电阻制成，即当冷却液温度较低时，传感器的电阻较大，而当冷却液温度升高时，传感器的电阻会明显变小。