汽车常用传感器的识别与检测.ppt

任务六 汽车常用传感器的识别与检测,汽车传感器的分类,空气流量传感器,压力传感器,温度传感器,位置与角度传感器,速度传感器,气体浓度传感器,加速度与振动,其它,按被测参数分,一、空气流量传感器的识别与检测,、空气流量计的类型,空气流量传感器又称为空气流量计（,AFM,），用于测量发动机吸入的空气量。,、空气流量计的作用,、空气流量计的安装位置,图,6-1,汽车电喷发动机进气系统结构图,（一）、热线式空气流量计,）热线式空气流量计的结构,铂金热线电阻（正温度系数电阻）,感知空气流量,温度补偿电阻,(,冷线，负温度系数的电阻,),感知进气温度,控制线路板,壳体,+5V,+12V,）热线式空气流量计的信号特征,通过热线的电流是空气质量流量的单一函数，电流与进气质量成正比，如何将此换算为电压信号？,3,）热线式空气流量计的工作原理,热线温度与进气温度差,热线式空气流量计的电路原理,热线温度与吸入的空气温度差保持在恒定,图,6-9,热线式空气流量计工作原理图,4,）热线式空气流量计的自清洁作用,热线式空气流量计都有自清洁功能，即：发动机转速超过,1500r/min,，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到,1000,以上并保持约,1s,使附在热线上的粉尘烧掉。,（二）,.,热膜式空气流量计,热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。,增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。,热膜式空气流量计外形,）热膜式空气流量传感器的结构与原理,（,a,）结构,1,控制电路,2,至进气歧管,3,热膜,4,温补电阻,5,屏蔽网,6,空气,b,）原理,1,温补电阻,2,热膜,3,屏蔽网,4,进气,5,电桥电路电阻,6,滤网,热膜式空气流量计,结构：,-,热电阻,-,温度电阻,-,流量传感器,工作原理：保持空气流量计中热电阻的,温度恒定。,由于流经,G70,的空气流对热电阻冷却作用不同，因此保持热电阻温度恒定所需的电流不同。所以，保持热电阻温度恒定所需的电流值就是吸入空气量的对应值。另外，由于冷空气的冷却作用较强，需要空气温度作为修正系数。,（三）,.,卡门旋涡式空气流量计,卡门涡流的形成,卡门旋涡式空气流量计的基本原理,卡门涡流频率（,f,）,=,常数（,0.2,）,空气流速（,V)/,涡流发生器直径（,d,）,空气流量,Q=,空气流速（,V,）,流通截面积（,A,）,卡门旋涡频率的测量方式有,光学式,和,超声波式,两种。,1),光学式卡门旋涡空气流量计,反光镜式卡曼涡流空气流量传感器,1,反光镜,2,发光二级管,3,簧片,4,光敏晶体管,5,旋涡,6,导压孔,7,涡流发生器,8,整流网,反光镜外形,图,6-5,反光镜式卡曼涡流空气流量传感器,1,反光镜,2,发光二级管,3,簧片,4,光敏晶体管,5,旋涡,6,导压孔,7,涡流发生器,8,整流网,图,6-4,超声波式卡曼涡流空气流量传感器的结构,2),超声波式卡门旋涡空气流量计,空气流量传感器的性能比较,项 目,热膜式,热线式,翼片式,卡门式,压力式,响应特性,良,良,良,良,良,怠速稳定性,良,良,良,良,良,废气再循环适应性,良,良,良,良,良,发动机性能随时间变化,优,优,优,优,优,海拔高度修正,不要,不要,要,要,要,进气温度修正,不要,不要,要,要,要,安装性,良,良,良,良,良,成本,高,较高,较高,较高,较高,作用,进气歧管绝对压力传感器用于,D,型汽油喷射系统。它在汽油喷射系统中所起的作用和空气流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力（真空度）的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元（,ECU,），,作为确定喷油器基本喷油量的依据,。,二、进气压力传感器的识别与检测,安装位置,：,（,1,）安装在发动机机舱内（如皇冠,3.0,车）；,（,2,）安装在进气歧管上（如桑塔纳,99,新秀）；,（,3,）进气压力传感器和进气温度传感器集成在一起，安装在进气管膨胀箱上。（,Jetta2V,）,类型,结构,1-,搭铁；,2-,进气温度信号输出端子；,3-,电源（,+5V,）端子；,4-,传感器信号输出端子,1,、半导体压敏电阻式进气压力传感器,工作原理,半导体进气压力传感器的输出特性,电路图,检测,1.,测电源电压,:,拔下传感器线束,接通点火开关，测端子,VC,和,E2,间的电压应当是,4.5,5.5V,。若无电压,则应检查,ECU,上相应端子电压,若正常,则为,ECU,与传感器间线路故障或传感器已损坏,.,2.,测信号电压,:,拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开关，测信号端子,PIM,与搭铁,E2,间的信号电压,应符合标准值。,桑塔纳,GLi,型轿车半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器,1-,搭铁；,2-,进气温度信号输出端子；,3-,电源（,+5V,）端子；,4-,传感器信号输出端子,皇冠,3.0,轿车压敏电阻式进气歧管压力传感器,广州本田轿车,MAP,传感器,2.,真空膜盒式进气歧管压力传感器,1-,膜盒,;2-,气压室；,3-,气压增高；,4-,操纵杆,霍尔效应原理图,图,5-11,产生线磁场的磁极,图,5-12,霍尔式压力计结构原理图,1,管接头,2,基座,3,膜盒,4,芯杆,5,杠杆,6,霍尔元件,7,磁铁,3.,可变电阻器式,1-,膜盒,;2-,接进气管；,3-,输出电压；,4-,基准电压,当电位计的滑动臂在电阻上移动时，对加在电阻上的电压起分压作用。当空气压力降低时，操纵杆使滑动触点向电阻的搭铁端移动，由于电阻增加，使输出电压减少。反之，空气压力增高时，则输出电压增强。,4.,可变电感式,1-,膜盒,;2-,接进气管；,3-,线圈,W1,；,4-,铁心；,5-,线圈,W2,振荡器输出的交变电压通过线圈,W1,，由互感作用而使线圈,W2,产生电压，电压的大小由两线圈耦合情况而定。耦和越紧，输出电压越大，所以在铁心向两线中间运动时，输出电压信号会得到增强。,三、发动机冷却液温度、进气温度传感器,识别与检测,（一）、发动机冷却液温度传感器识别与检测,检测发动机冷却水温度，向,ECU,输入温度信号,作为燃油喷射和点火正时的修正信号。,.,作用,2.,安装位置,图,4-10,发动机冷却水温传感器的结构与特性,（,a,）结构 （,b,）特性,3.,构造与工作原理,热敏电阻的温度特性,图,4-3,热敏电阻的温度特性,1,负温度系数（,NTC,）,2,正温度系数（,PTC,）,3,临界温度系数（,CRT,）,4.,电路图,5.,检测,(1),、测电阻值（开路检测）,参考值,温度（）,电阻（,k,）,0,6,20,2.2,40,1.1,60,0.6,80,0.25,桑塔纳,2000GSi,轿车的冷却液温度传感器,捷达轿车冷却液温度传感器,1-,电源插座,2-,壳体,3-NTC,电阻,4-,冷却液温度传感器,G62,及水温表传感器（,G2,）,（二）发动机进气温度传感器识别与检测,1,作用,检测进气温度，向,ECU,输入进气温度信号，作为燃油喷射的修正信号。,2,安装位置,安装在空气流量传感器内,安装在进气压力传感器内,安装在空气滤清器之后的进气软管上,3,构造与工作原理,图,4-15,进气温度传感器的外形结构,1,绝缘套,2,塑料外壳,3,防水插座,4,铜垫圈,5,热敏电阻,进气温度传感器内部也是一个具有负温度系数的热敏电阻，外部为环氧树脂密封。,热敏电阻的阻值随空气温度升高而降低，呈指数关系。,4,电路图,5,检测,断开点火开关，拔下进气温度传感器，拆下进气温度传感器；用电吹风、红外线灯或热水加热进气温度传感器，也可以用制冷剂对其降温，并用万用表,挡，测量在不同温度下进气温度传感器的电阻值。其电阻值变化与水温传感器相同。如果电阻值不在规定范围，则应更换进气温度传感器。,开路检测（测电阻值）,进气温度传感器连接线束电阻测量。用数字式万用表的,挡，测量传感器接头与,ECU,连接器端子间电阻，即,B,21,、,A,4,间电阻值，如果不导通或电阻值大于,1,，说明传感器连接线路断路或接头接触不良，应进行检修。,就车检测（测电压值）,四、节气门位置传感器,作用,是将节气门开度（即发动机负荷）大小转变为电信号输入,ECU,。,ECU,根据节气门位置信号判别发动机的工况，如怠速工况，部分负荷工况，大负荷工况等等，并根据发动机不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油时间。,类型,线性可变电阻式,触点开关式,综合式,触点开关式节气门位置传感器,怠速状态 全开状态,线性可变电阻式节气门位置传感器,构造,富康轿车线性可变电阻式节气门位置传感器,1-,节气门轴；,2-,滑动触点；,3-,电位器电阻轨道,综合式节气门位置传感器,奥迪,2.6L/V6,轿车综合式节气门位置传感器,桑塔纳,2000GSi,综合式节气门位置传感器,五、曲轴位置传感器（发动机转速传感器）,曲轴位置传感器和发动机转速传感器制成一体，既用于发动机曲轴位置、上止点位置的测定，又用于发动机转速的测定。,发动机转速传感器的转速信号输入,ECU,，以便使发动机控制系统、起动系统、,ABS/TRAC,（,ASR,）制动防滑控制系统、悬架系统、导航系统等各种装置能正常工作。,光电式曲轴位置传感器,日产公司光电式曲轴位置传感器结构,信号盘外围有,360,条缝隙（光孔），用于产生,1,信号；外围稍靠内间隔,60,分布着六个光孔，产生,120,信号，其中有一个较宽的光孔是产生与一缸上止点对应的,120,信号,光电式信号发生器作用原理,光电式曲轴位置传感器的检测,打开分电器盖，检查发光二极管、光敏三极管表面是否脏污，线路连接是否良好,检查信号盘上的光孔不应残缺，信号盘不应有翘曲现象,慢慢转动分电器轴,检查信号脉冲,霍尔式曲轴位置传感器,安装在分电器内的霍尔式曲轴位置传感器的结构原理,霍尔效应,霍尔式曲轴位置传感器的检测,同步信号传感器工作电路,六、氧传感器识别与检测,通过监测尾气中氧的浓度来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号反馈给控制单元，调整喷油量，从而实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧，减少有害气体的排放、节约燃油。,.,作用,2.,安装位置,氧传感器安装在排气管上,理论空燃比,14.7,1,图,7-1,氧传感器外形与安装位置,1,排气管,2,氧传感器,3,、类型,(,),(,),二氧化钛式,二氧化锆式,氧传感器,2,2,TiO,ZrO,4,、二氧化锆式构造原理,尾气,带有涂层的极板,控制单元,电压信号,外部空气,5,、工作原理,图,7,-,4,二氧化锆氧传感器工作原理,6,、工作特性,图,7-9,反馈控制特性曲线图,a,）混合气实际空燃比,b,）氧传感器输出电压,c,）喷油量,图,7-6,氧传感器输出特性曲线图,图,7-7,氧传感器与电控单元,ECU,的连接,图,7-8,带加热器的氧传感器与,ECU,的连接电路,7,、电路图,传感器功能：,提供尾气中剩余氧含量信息,信号作用：,判断混合气浓度，修正喷油量，使,=1,中断影响：,油耗升高，动力性变差，怠速不稳，排放升高,图,7-12,氧传感器的检测,8,、检测,1.,检测氧传感器加热电阻,(440,),2.,检测反馈电压,二氧化钛式氧传感器,构造,图,7-11,二氧化钛氧传感器工作原理图,1,二氧化钛氧传感器,2,电控单元,3,基准电压,4,输出电压降,原理,桑塔纳,GLi,和桑塔纳,2000GLi,型轿车的氧传感器,桑塔纳,2000GSi,和捷达轿车的氧传感器,广州本田雅阁轿车的氧传感器,七、爆震传感器的识别与检测,功用,将发动机爆震信号转化为电信号传递给,ECU,，,ECU,根据爆震信号对点火提前角进行修正，使点火提前角保持最佳值,.,安装位置,安装在发动机缸体上 安装在火花塞上,压电式爆震传感器,压电效应,构造,压电式爆震传感器主要由压电元件、配重块及导线等组成,丰田轿车压电式爆震传感器,桑塔纳,2000GSi,轿车压电式爆震传感器,桑塔纳,2000GSi,轿车压电式爆震传感器的电路图,