燃油传感器失效故障排除

孟维信，潘星屹，李文然

（中国重汽集团济南特种车有限公司，山东 济南 250022）

1 故障现象

某车辆行驶过程中出现油位一直显示为0的问题。接到通知后，我司十分重视，立即安排技术服务人员到现场检查处理，初步判断为燃油传感器失效导致燃油表显示异常。为保证客户车辆正常运行，我司技术服务人员对故障车辆的燃油传感器进行更换。更换后，故障消除，仪表正常显示油位信息。损坏的燃油传感器被取回公司，并对该件进行了故障分析。

2 问题分析

针对燃油传感器失效的问题，构建燃油传感器失效故障树如图1所示。

图1 燃油传感器失效故障树

3 原因排查

1）X1—油浮子卡滞 对故障件进行拆检，油浮子上下移动正常，无卡滞现象，故此原因排除。

2）X2—信号线破股断开 用万用表进行测量，线路导通，连接正常，故此原因可以排除。

3）X3—信号线脱焊 对传感器信号线焊接部位进行检查，焊点正常，连接牢固，无脱焊等现象，故此原因可以排除。

4）X4—印制信号线断路 用万用表对印制信号线引线1和2进行检测，线路导通，故此原因可以排除。

5）X6—电阻故障 肉眼查看线路板各电阻焊接牢靠，并用万用表测量各个电阻阻值，阻值正常，此原因可以排除。

6）X5—干簧管损坏 故障件测试如图2所示。用万用表检测失效燃油传感器的电阻，浮子上下移动时，各个位置点的输出电阻保持不变，均为4.4 Ω（技术要求为：随着油位的上升，输出电阻逐渐增大，最高位置时，输出电阻为180 Ω±12，在最低位置时，输出电阻为：3 Ω±3），输出电阻不符合技术要求。将燃油传感器拆解，发现内置电路板中，最底端位置的干簧管玻璃有一半破裂，损坏的干簧管如图3所示。将损坏的干簧管剔除，重新焊接新的干簧管后，再次用万用表进行检测，浮子自下向上移动时，输出电阻有规律地变大，最小为3.0 Ω，最大为179.7 Ω，如图4所示，输出电阻正常。因此最底端位置干簧管损坏失效是导致问题发生的根本原因。

图2 故障件测试

图3 损坏的干簧管

图4 修复后检测

4 机理分析

此燃油传感器为电阻式液位传感器，其浮子干簧管式液位传感器结构如图5所示，由电子管和可沿轴上下移动的环状浮子组成。浮子内嵌有永久磁铁，电子管内装有若干干簧管和电阻焊接而成的线路板。干簧管内有磁簧开关。磁簧开关在正常状态下是断开的，当浮子靠近时，浮子内嵌有的永久磁铁将磁簧开关吸合导通；当永久磁铁跟随浮子离去时，磁簧开关即断开。该电阻式液位传感器就是利用浮子的上下移动，使永久磁铁产生的磁场控制相关位置干簧管的通断，进而改变有效电阻的数量，通过燃油传感器输出不同的阻值给仪表，从而体现油位的变化，电子管内部线路板原理图如图6所示。图6中，S1、S2……S17、S18、S19吸合时，用万用表测量引线1和引线2两端的电阻分别如下。

R1（燃油表显示为0）

R1+R2

……

R1+R2+……R17

R1+R2+……R17+R18

R1+R2+……R17+R18+R19（燃油表显示为满位）

图5 浮子干簧管式液位传感器结构

图6 电子管内部线路板原理图

分析原理图：磁簧开关S1常吸合时，无论浮子在哪个位置，由电阻定律（R2……R18、R19组合的电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻始终为0），等效电路始终如图7所示，即有效电阻只有R1，所以用万用表测得引线1和引线2两端阻值始终为R1（燃油表显示为0时的电阻），这与失效燃油传感器的检测结果一致。这就从理论上证明了：最低位置点干簧管损坏、常闭合，能够导致油位传感器失效、油位始终显示为0。

图7 S1常闭后等效电路

磁簧开关在正常状态下是断开的，管内有惰性稀有气体，目的是确保内部接点与大气隔绝，防止接点氧化和碳化后造成磁簧开关常闭合。而故障燃油传感器位于底部第一位点的干簧管玻璃有一半破碎后，磁极接点慢慢地被氧化和碳化而变为常吸合状态，导致了磁簧开关S1常吸合、油位始终显示为0。