第二章_電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)教案課程名稱發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)總學(xué)時(shí)：20學(xué)時(shí)講課：10學(xué)時(shí)實(shí)習(xí)：10學(xué)時(shí)課程性質(zhì)理實(shí)一體化課任課教師職 稱授課對(duì)象專業(yè) 年 班級(jí) 教學(xué)目的和要 求熟悉各傳感器的作用和類型掌握各傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理熟悉各傳感器的常見故障及檢測(cè)教學(xué)重點(diǎn)和難 點(diǎn)電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的結(jié)構(gòu)電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的工作原理教學(xué)進(jìn)程第 次課第1次課第2次課授課章節(jié)概述傳感器結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)學(xué) 時(shí)28備 注第二章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè) 教案（章節(jié)備課） 學(xué)時(shí)第一節(jié)概 述 教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容一、傳感器的作用 電控發(fā)動(dòng)機(jī)的控制模式如圖： 圖 電控發(fā)動(dòng)機(jī)控制模式圖 傳感

2、器的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并輸入到電控單元，電控單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，發(fā)出控制指令控制執(zhí)行器工作；同時(shí)，電控單元也能對(duì)傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行功能診斷。傳感器的作用是進(jìn)行信號(hào)變換，把被測(cè)的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到電控單元（ECU）。 電控單元按照設(shè)定的程序?qū)@些信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)控制最優(yōu)燃油噴射量、噴射時(shí)間及點(diǎn)火控制、怠速控制、廢氣排放控制等以減少?gòu)U氣排放并提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和燃油經(jīng)濟(jì)性。 二、傳感器的類型用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的傳感器主要有以下幾種類型：1、熱敏電阻 ：如溫度傳感器。2、電位計(jì)：如位置傳感器。3、電橋電路：如熱線（或熱膜）式空氣流量傳感器（也稱空氣流量計(jì)）。4、卡

3、門（KARMAN）渦流：如渦流式空氣流量傳感器。5、壓敏電阻：如壓力傳感器。6、壓電晶體：如爆震傳感器。7、石英振蕩晶體：如福特汽車早期車型采用的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器。8、熱化學(xué)效應(yīng)：如氧傳感器。9、磁感應(yīng)：如轉(zhuǎn)速傳感器。10、霍爾效應(yīng)：如轉(zhuǎn)速傳感器。11、光電效應(yīng)：如光電式曲軸位置傳感器。12、開關(guān)：如各種開關(guān)信號(hào)。三、傳感器接腳的類型1、電源 傳感器的電源有12V，也有5V，還有8V或9V。 圖 熱線式空氣流量計(jì)電路圖（1號(hào)腳為12V加熱電源） 圖 冷卻液溫度傳感器電路圖（2號(hào)腳為5V參考電源）圖 霍爾式車速傳感器電路圖（電源可能為12V、5V、8V、9V）2、搭鐵圖 帶進(jìn)氣溫度傳感器的

4、空氣流量計(jì)電路圖 （直接搭鐵4號(hào)腳，控制模塊搭鐵3號(hào)腳）傳感器（接地）有兩種，一種是直接到車身的搭鐵，另一種是通過控制模塊的搭鐵（傳感器的搭鐵線）。 3、信號(hào) 傳感器的信號(hào)有兩種，一種是單信號(hào)，即一個(gè)傳感器只有一條信號(hào)線；另一種是雙信號(hào)，即一個(gè)傳感器有兩條信號(hào)，兩條信號(hào)可能相同也可能不同。 圖 帶進(jìn)氣溫度傳感器的空氣流量計(jì)電路圖 （溫度信號(hào)5號(hào)腳，流量計(jì)信號(hào)1號(hào)腳）圖 冷卻液溫度傳感器電路圖 （2號(hào)腳為5V參考電源/信號(hào)）4、屏蔽 為了避免信號(hào)的干擾，傳感器信號(hào)線通常會(huì)有屏蔽線，屏蔽線可能占用傳感器接頭的接腳，也可能不占用。 圖 爆震傳感器線路圖（2號(hào)腳屏蔽線）四、傳感器信號(hào)的種類1、直流信號(hào)

5、（DC） 直流信號(hào)的波形如圖所示（以節(jié)氣門位置傳感器為例）。汽車上產(chǎn)生直流信號(hào)的傳感器或元件有：1）蓄電池電壓提供的（+12V）、控制單元所產(chǎn)生的參考電壓（+5V、+8V、+9V）。2）產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器：如冷卻液溫度、節(jié)氣門位置、EGR閥門位置、氧傳感器、熱線式流量計(jì)（通用汽車大部分車型除外）、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器（福特汽車早期的車型除外）等。圖 直流信號(hào)波形圖2、交流信號(hào)（AC） 交流信號(hào)的波形如圖所示（以曲軸位置傳感器為例）。產(chǎn)生交流形式的傳感器或元件，如磁感應(yīng)式曲軸/凸輪位置傳感器/車速傳感器等。 圖 交流信號(hào)波形圖3、固定脈沖信號(hào)（頻率調(diào)制/變頻特性） 固定脈沖信號(hào)的波形如圖所示

6、（以曲軸位置傳感器為例）。產(chǎn)生固定脈沖信號(hào)的傳感器，如霍爾效應(yīng)凸輪/曲軸傳感器/車速傳感器、光學(xué)感應(yīng)式凸輪/曲軸傳感器/車速傳感器等。圖 曲軸位置傳感器波形圖4、調(diào)變脈沖式信號(hào)（脈寬調(diào)制） 調(diào)變脈沖信號(hào)的波形如圖所示（以通用汽車點(diǎn)火系統(tǒng)控制為例）?？刂颇K控制執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如噴油器的控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊發(fā)送到點(diǎn)火模塊的信號(hào)（如豐田IGT、通用EST信號(hào)等）。圖 通用汽車點(diǎn)火控制信號(hào)波形圖5、序列式信號(hào)（串行數(shù)據(jù)） 序列式信號(hào)的波形如圖所示（以CAN系統(tǒng)傳輸信號(hào)為例）汽車上會(huì)產(chǎn)生此種信號(hào)的元件，如控制模塊診斷系統(tǒng)的各種閃光碼、OBD-診斷協(xié)議、CAN系統(tǒng)傳輸信號(hào)等。圖 CAN系統(tǒng)傳輸信

7、號(hào)波形圖第二節(jié)傳感器結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容教案內(nèi)容一、空氣流量傳感器（MAF）1、空氣流量傳感器的功用 空氣流量傳感器簡(jiǎn)稱空氣流量計(jì) ，測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的所有空氣流量，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU，空氣流量計(jì)信號(hào)是ECU決定噴油量和點(diǎn)火正時(shí)的基本信號(hào)之一。圖 空氣流量計(jì)安裝位置圖（在空氣濾清器和節(jié)氣門之間）2、空氣流量傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理空氣流量計(jì)按檢測(cè)

8、空氣流量的參數(shù)不同，可以分為體積流量型和質(zhì)量流量型；按結(jié)構(gòu)不同，可以分為翼板式（又稱葉片式）、卡門渦流式（又分為超聲波式和光學(xué)式）和熱線式（或熱膜式）。翼板式和卡門渦流式屬于體積流量型傳感器，必須同時(shí)檢測(cè)進(jìn)氣溫度才能計(jì)算出空氣質(zhì)量流量；熱線式（或熱膜式）屬于質(zhì)量流量型傳感器，可直接測(cè)出空氣質(zhì)量流量。（1）翼板式空氣流量計(jì) 原理：在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，吸入的空氣把測(cè)量板從全閉位置推開，使之繞其軸偏轉(zhuǎn)。當(dāng)氣流推力與計(jì)量板回位彈簧力平衡時(shí)。計(jì)量板便停留在某一位置上。進(jìn)氣量愈大，計(jì)量板開啟的角度也愈來大。這時(shí)，測(cè)量板轉(zhuǎn)軸上的電位計(jì)滑臂也繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使電位計(jì)的輸出電壓隨之改變。這一信號(hào)輸入控制單元，控制單元再根

9、據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器的信號(hào)進(jìn)行修正，即可測(cè)出實(shí)際的進(jìn)氣流量。特點(diǎn)：存在機(jī)械磨損等缺點(diǎn) 圖 翼板式空氣流量計(jì)組成結(jié)構(gòu) 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)卡門渦流式空氣流量計(jì)是利用卡門渦流測(cè)量空氣流量的，通過測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)流過的漩渦數(shù)量，計(jì)算出空氣的流速和流量。 漩渦數(shù)量的測(cè)量方法有兩種：一種是采用超聲波測(cè)量法：即在渦源體的下游兩側(cè)設(shè)置一對(duì)超聲波發(fā)生器和接收器，當(dāng)超聲波通過氣流中的漩渦時(shí)，其頻率相位會(huì)受到干擾而發(fā)生變化?？刂茊卧鶕?jù)這一變化便可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)流過的漩渦數(shù)量，從而測(cè)得空氣流速和流量。圖 超聲波渦流式空氣流量計(jì)（2）卡門渦流式空氣流量計(jì)另一種方法是采用反射鏡（光學(xué)）檢出法：在空氣流量計(jì)內(nèi)設(shè)置一個(gè)反射

10、鏡和一對(duì)發(fā)光二極管和光敏晶體。反射鏡安裝在很薄的金屬片上，簧片在氣流漩渦壓力作用下產(chǎn)生振動(dòng)。這時(shí)，發(fā)光二極管通過反射鏡射到光敏晶體上光束方向隨之發(fā)生變化，使光敏晶體以簧片的振動(dòng)頻率導(dǎo)通和截止。因簧片的振動(dòng)頻率與單位時(shí)間內(nèi)流過的漩渦數(shù)量成比例，故控制單元便可測(cè)得空氣流量。特點(diǎn)：渦流式空氣流量計(jì)的響應(yīng)速度 、測(cè)量精度高、進(jìn)氣阻力小、無磨損等優(yōu)點(diǎn)，但它成本較高。 圖 熱線式空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)（3）熱絲（熱膜式）空氣流量計(jì)原理（熱絲式）：在其進(jìn)氣道內(nèi)的取樣管中有一根鉑絲（即熱線），經(jīng)通電后發(fā)熱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，空氣流過鉑絲周圍，使其熱量散失，溫度下降，與鉑絲相連的橋式電路將改變電流，以保持鉑絲溫度恒定，即

11、當(dāng)空氣流量變化時(shí)，流過鉑絲的電流也隨之發(fā)生變化。將這種變化轉(zhuǎn)化成電壓或頻率信號(hào)輸入控制單元，即可測(cè)得實(shí)際的空氣流量。圖 橋式電路原理圖橋式電路原理：在恒溫差控制電路中，發(fā)熱元件電阻RH和溫度補(bǔ)償電阻（進(jìn)氣溫度傳感器）RT分別連接在四等電橋的兩個(gè)臂上。當(dāng)發(fā)熱元件的溫度高于進(jìn)氣溫度時(shí)，電橋電壓才能達(dá)到平衡。加熱電流由控制電路A進(jìn)行控制，其目的是使發(fā)熱元件的溫度與溫度補(bǔ)償電阻的溫度之差保持恒定。 當(dāng)電橋電流增大時(shí)，取樣電阻Rs上的電壓就會(huì)升高，從而將空氣流量的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Us的變化。信號(hào)電壓輸入ECU后，ECU便可根據(jù)信號(hào)電壓的高低計(jì)算出空氣質(zhì)量流量的大小。 圖 旁通式空氣流量計(jì)圖 熱膜式空氣

12、流量計(jì)主通式熱線空氣流量計(jì)：流量計(jì)的熱線和進(jìn)氣溫度傳感器都安裝在主氣道中的取樣管內(nèi)。旁通式熱線空氣流量計(jì)：將熱線繞在陶瓷心管上，并置于旁通氣道內(nèi)。 有些車型采用熱膜式空氣流量計(jì)，其發(fā)熱體不是熱線而是熱膜，即固定在樹脂薄膜上的熱電阻膜片。其測(cè)量原理與熱線式空氣流量計(jì)基本相同。 特點(diǎn)：熱線式和熱膜式空氣流量計(jì)測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快，且進(jìn)氣阻力小 。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3、空氣流量傳感器的常見故障與檢測(cè)空氣流量計(jì)的檢測(cè)內(nèi)容包括空氣流量計(jì)的電源、信號(hào)和信號(hào)接地。檢測(cè)空氣流量計(jì)的信號(hào)可用萬用表、診斷儀和示波器。圖 翼板式空氣流量計(jì)的接腳 （1）翼板式空氣流量計(jì)檢測(cè)以典型的七腳六線式為例：E1 和Fc組

13、成油泵開關(guān)，全關(guān)閉時(shí)斷開，微開流量板時(shí)導(dǎo)通；Vc為控制單元提供的5V參考電源，E2為回饋搭鐵；Vs為流量計(jì)信號(hào)線，在點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”位置時(shí)，有0.2-0.5V信號(hào)，怠速時(shí)有2.3-2.8V信號(hào)；THA為進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)，20ºC時(shí)THA-E2電阻2-3K，40ºC時(shí)THA-E2電阻0.9-1.3K，60ºC時(shí)THA-E2電阻0.4-0.7K。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）卡門渦流式空氣流量計(jì)檢測(cè)圖 光學(xué)渦流式空氣流量計(jì)的接腳以用在LS400 1UZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)上的光學(xué)渦流式流量計(jì)為：有五個(gè)接腳Vc為5V電源KS為流量計(jì)脈沖信號(hào)，用電表可測(cè)得2-4V的電壓；E2

14、為反饋搭鐵；E1為搭鐵；THA為進(jìn)氣溫度信號(hào)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)以用在三菱汽車上的超聲波渦流式流量計(jì)為例：測(cè)試規(guī)格如下：電源：+12V；搭鐵：0V；反饋搭鐵：0.1-0.3V；+5V電源；由控制單元供給傳感器的共同電源；大氣壓力：偵測(cè)目前大氣壓力及海拔高度的傳感器；標(biāo)準(zhǔn)值：海平面時(shí)3.7-4.3V。海拔1200米時(shí)：3.2-3.8V。進(jìn)氣溫度：偵測(cè)目前進(jìn)氣溫度的傳感器；標(biāo)準(zhǔn)值：0ºC時(shí)3.2-3.8V 20ºC時(shí)2.3-2.9V設(shè)定信號(hào)：偵測(cè)負(fù)荷，重新校正空氣流量計(jì)信號(hào)；標(biāo)準(zhǔn)值：發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)為0-1V 3000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)為6-9V流量信號(hào)：根據(jù)轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣量改變頻率信號(hào)

15、。如果利用電壓表測(cè)量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)為2.2-3.2V，當(dāng)加速到2000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)為0-1V。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 熱線式空氣流量計(jì)的接腳（3）熱絲式空氣流量計(jì)檢測(cè)熱線式空氣流量計(jì)有一般三線、四線、五線三種。三線式空氣流量計(jì)3個(gè)接腳分別為+12V電源、搭鐵和信號(hào)線。四線式多一條控制單元提供的5V參考電源線，也有的車型是防干擾（屏蔽）線。五線式比三線式多了進(jìn)氣溫度信號(hào)和搭鐵線。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 空氣流量計(jì)信號(hào)波形大部分車型熱線式空氣流量計(jì)的信號(hào)是模擬信號(hào)，可用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)量，也可用檢測(cè)儀器顯示直流信號(hào)電壓。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)典型汽車空氣流量傳感器： 大眾SANTANA

16、 3000汽車上采用是熱膜式空氣流量計(jì)。輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)?？諝饬髁坑?jì)連接器上有5個(gè)接腳（端子），由電源繼電器給空氣流量計(jì)接腳2提供12V電源，接腳1為進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)線，接腳3、4、5分別為搭鐵接腳、5V電源接腳、信號(hào)接腳空氣流量計(jì)接腳信 號(hào)接通點(diǎn)火開關(guān)怠速2000轉(zhuǎn)/分2-312V12V12V4-35V5V5V5-31V1.46V1.76V表 大眾SANTANA 3000空氣流量計(jì)檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 別克君威空氣流量計(jì)電路圖圖 別克君威熱線式空氣流量計(jì)通用別克君威車采用的熱線型空氣流量計(jì)，由于在空氣流量計(jì)內(nèi)部裝置了一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，所以其輸出信號(hào)是數(shù)字頻率信號(hào)。傳感器

17、的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)空氣流量計(jì)接腳信 號(hào)接通點(diǎn)火開關(guān)怠速2000轉(zhuǎn)/分A-B1.93g/s3.95g/s9.50g/s表 別克君威車空氣流量計(jì)檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值 二、曲軸位置傳感器（CKP，CPS）與凸輪軸位置傳感器（CMP，CIS） 1、曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的功用曲軸位置傳感器又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器等。一般安裝在分電器內(nèi)、曲軸飛輪旁、曲軸皮帶輪后，也有的安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上。 功用：采集發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào)并輸入ECU，以便計(jì)算確定并控制噴油提前角與點(diǎn)火提前角。凸輪軸位置傳感器又稱為氣缸識(shí)別傳感器。安裝在分電器內(nèi)、凸輪軸前或后端。功用：采集配氣凸輪軸的位置信號(hào)并輸入EC

18、U，以便確定活塞處于壓縮（或排氣）沖程上止點(diǎn)的位置。2、曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理 曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器有光電式、磁感應(yīng)式和霍爾式三種類型。 （1）光電式曲軸位置與凸輪軸位置傳感器 日產(chǎn)、三菱汽車公司生產(chǎn)的光電式曲軸位置與凸輪軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)，主要由信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)盤（即信號(hào)轉(zhuǎn)子）、配電器、傳感器殼體和線束插頭等組成。圖 光電式曲軸位置與凸輪軸位置傳感器傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)結(jié)構(gòu)（以6缸為例）：信號(hào)盤是傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)子，壓裝在傳感器軸上，在靠近信號(hào)盤的邊緣位置制作有間隔弧度均勻的內(nèi)、外兩圈透光孔。其中，外圈制作有360個(gè)長(zhǎng)方形透光孔（縫隙），間

19、隔弧度為1°，用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號(hào)；6缸發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)盤內(nèi)圈制作有6個(gè)透光孔（長(zhǎng)方形孔），間隔弧度為60°，用于產(chǎn)生6缸各個(gè)氣缸的上止點(diǎn)位置信號(hào)，其中有1個(gè)長(zhǎng)方形寬邊稍長(zhǎng)的透光孔，用于產(chǎn)生第一缸上止點(diǎn)位置信號(hào)。 信號(hào)發(fā)生器固定在傳感器殼體上，由Ne信號(hào)（曲軸位置信號(hào)）發(fā)生器、G信號(hào)（凸輪軸位置信號(hào)）發(fā)生器以及信號(hào)處理電路組成，Ne與G信號(hào)發(fā)生器均由一只發(fā)光二極管LED和一只光敏晶體管（三極管）組成，兩只LED分別正對(duì)著兩只光敏三極管。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)工作原理：當(dāng)信號(hào)盤上的透光孔旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，光敏晶體管導(dǎo)通，其集電極輸出低電平（0.10.3V）；當(dāng)

20、信號(hào)盤上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平（4.8 5.2 V）。當(dāng)傳感器軸隨曲軸和配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，LED發(fā)出的光線受信號(hào)盤透光和遮光作用就會(huì)交替照射到信號(hào)發(fā)生器的光敏晶體管上，信號(hào)傳感器中就會(huì)產(chǎn)生與曲軸位置和凸輪軸位置對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）磁感應(yīng)式曲軸位置與凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)：磁感應(yīng)式傳感器主要由信號(hào)轉(zhuǎn)子、傳感線圈、永久磁鐵和導(dǎo)磁磁軛組成。 工作原理： 磁力線穿過的路徑為：永久磁鐵N極定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙轉(zhuǎn)子凸齒信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙磁頭導(dǎo)磁板（磁軛）永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性的發(fā)生變化

21、，磁路的磁阻和穿過信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。 信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒，傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期的交變電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和一次最小值，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 豐田汽車磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)圖豐田汽車磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器：豐田計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)TCCS（Toyota Computer Control System）采用的磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器，安裝在分電器內(nèi)，由上、下兩部分組成。上部分為凸輪軸位置傳感器，又稱為基準(zhǔn)信號(hào)或G信號(hào)

22、發(fā)生器，其功用是產(chǎn)生氣缸識(shí)別信號(hào)。下部分為曲軸位置傳感器，又稱為Ne信號(hào)發(fā)生器，其功用是產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 豐田汽車G信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)與輸出波形圖G信號(hào)：發(fā)生器由No.1信號(hào)轉(zhuǎn)子、傳感線圈G1、G2和磁頭等組成，信號(hào)轉(zhuǎn)子固定在傳感器軸上，其徑向尺寸設(shè)計(jì)成兩個(gè)半徑不同、弧度各占180°的圓弧，從而形成兩個(gè)凸臺(tái)和一個(gè)弧度為180°的凸緣。傳感線圈G1、G2相隔180°安裝，G1線圈產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)第六缸活塞壓縮上止點(diǎn)前10°（ BTDC 10°）、G2線圈產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)應(yīng)于第一缸活塞壓縮上止點(diǎn)前10°（

23、BTDC 10°）。信號(hào)電壓的波形如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 豐田汽車NE信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)與輸出波形圖Ne信號(hào)：發(fā)生器安裝在傳感器殼體下部，主要由No.2信號(hào)轉(zhuǎn)子、Ne傳感線圈和磁頭組成。信號(hào)轉(zhuǎn)子固定在傳感器軸上，傳感器軸由配氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，傳感器軸的頂端套裝有分火頭。信號(hào)轉(zhuǎn)子外緣設(shè)制有24個(gè)凸齒，傳感線圈及磁頭固定在傳感器殼體內(nèi)。信號(hào)電壓的波形如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（3）霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器 （a）霍爾式凸輪軸位置傳感器 （b）霍爾信號(hào)發(fā)生器（C）信號(hào)轉(zhuǎn)子盤 霍爾式傳感器都是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成。如大眾的凸輪軸位置傳感器 。大眾汽車采用的霍爾式凸輪軸位置傳感器

24、（如圖（a）所示）安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣凸輪軸的一端，主要由霍爾信號(hào)發(fā)生器（如圖（b）所示）和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)工作原理：當(dāng)隔板（也稱葉片或切割片）進(jìn)入氣隙（即在氣隙內(nèi)）時(shí)，霍爾元件不產(chǎn)生電壓，傳感器輸出高電平（5V）信號(hào)；當(dāng)隔板離開氣隙（即窗口進(jìn)入氣隙）時(shí)，霍爾元件產(chǎn)生電壓，傳感器輸出低電平信號(hào)（0.1V），如圖所示。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，霍爾傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一圈，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)和一個(gè)高電平信號(hào)，其中低電平信號(hào)對(duì)應(yīng)于1缸壓縮上止點(diǎn)前一定角度。圖 霍爾效應(yīng)信號(hào)別克君威3.0L： 霍爾式曲軸位置傳感器，通常稱作24X傳感器，起動(dòng)時(shí)及轉(zhuǎn)速在1600轉(zhuǎn)/分以下時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU以其信

25、號(hào)計(jì)算噴油量和點(diǎn)火提前角，24X傳感器安裝在曲軸前端，采用觸發(fā)葉片的結(jié)構(gòu)型式，如圖所示。在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸皮帶輪前端固裝著信號(hào)輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。信號(hào)輪外緣上均勻分布著24個(gè)窗口。圖 別克君威24X霍爾式曲軸位置傳感器信號(hào)輪圖三種傳感器的比較：傳感器類型是否需要外電源信號(hào)與轉(zhuǎn)速關(guān)系信號(hào)抗干擾性磁感應(yīng)式不需要轉(zhuǎn)速增加，振幅增強(qiáng)，頻率增加。不利于低速測(cè)量較差光電式需要轉(zhuǎn)速增加，振幅基本不變，頻率增加。低速性較好較好霍爾式需要轉(zhuǎn)速增加，振幅基本不變，頻率增加。低速性較好較好傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3、曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的常見故障與檢測(cè)（1） 光電感應(yīng)式曲軸位置傳感器檢測(cè) 用萬用表直流電壓檔檢

26、測(cè)傳感器信號(hào)電壓接腳（如圖），起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的電壓應(yīng)為0.21.2V。起動(dòng)后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，信號(hào)電壓應(yīng)為1.82.5V。否則應(yīng)更換曲軸位置傳感器。光電感應(yīng)式曲軸位置傳感器信號(hào)波形如圖所示。圖 光電感應(yīng)式曲軸位置傳感器接腳圖 圖 光電感應(yīng)式曲軸位置傳感器信號(hào)波形圖 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2） 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器檢測(cè)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的檢測(cè)內(nèi)容包括線圈電阻和輸出信號(hào)檢查。線圈電阻約幾百歐姆至1千歐左右，輸出信號(hào)采用交流電壓檔測(cè)量，信號(hào)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。圖 磁感應(yīng)式曲軸位置和凸輪軸位置傳感器的波形圖 （3） 霍爾式曲軸位置傳感器檢測(cè)霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即主要通過

27、測(cè)量有無輸出脈沖信號(hào)（5V或12V方波）來判斷其工作性能是否良好。圖 曲軸位置傳感器控制電路圖 三個(gè)接腳分別為：電源、信號(hào)和搭鐵。當(dāng)飛輪齒槽通過傳感器時(shí)，霍爾傳感器輸出脈沖信號(hào)，高電位為12V，低電位為0.3V。 接腳測(cè)試條件測(cè)試值A(chǔ)-C點(diǎn)火開關(guān)置“ON”12VB-C發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)O.312V之間變化A-B拔下傳感器插頭點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”R=三、節(jié)氣門位置傳感器（TPS） 1、節(jié)氣門位置傳感器的功用安裝位置：節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體旁，與節(jié)氣門軸聯(lián)動(dòng)。節(jié)氣門位置傳感器的功用：一是將節(jié)氣門開度(即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，以修正空燃比適合發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化；二是在裝備電子控制自

28、動(dòng)變速器的汽車上，自動(dòng)變速器控制單元把節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)和車速信號(hào)作為確定變速器換擋時(shí)機(jī)和變矩器鎖止時(shí)機(jī)的主要信號(hào)；三是當(dāng)空氣流量計(jì)無信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將節(jié)氣門開度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)來計(jì)算進(jìn)氣量，取代空氣流量計(jì)信號(hào)。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)2、節(jié)氣門位置傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理類型：常用的節(jié)氣門位置傳感器有觸點(diǎn)（開關(guān)）式、可變電阻（滑動(dòng)電阻）式、綜合式等幾種。 可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器應(yīng)用最廣泛，如圖所示，其信號(hào)輸出是線性量的。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（1）觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器圖 觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)：觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器內(nèi)部有兩對(duì)觸點(diǎn)，即怠速開關(guān)觸點(diǎn)和全負(fù)荷開關(guān)觸點(diǎn)。工作

29、原理：發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或強(qiáng)制怠速時(shí)，怠速觸點(diǎn)閉合，控制單元根據(jù)此信號(hào)對(duì)怠速時(shí)的混合氣進(jìn)行微調(diào)，并修正點(diǎn)火提前角，切斷廢氣再循環(huán)系統(tǒng)；強(qiáng)制怠速時(shí)，暫時(shí)切斷供油。當(dāng)節(jié)氣門開度超過一定角度時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合，控制單元據(jù)此信號(hào)加濃混合氣，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。缺點(diǎn)：測(cè)量的信號(hào)不準(zhǔn)確。（2）可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器圖 可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器可變（滑動(dòng)）電阻式節(jié)氣門位置傳感器是一種線性電位計(jì)?？刂茊卧ㄟ^該傳感器可以獲得節(jié)氣門開度從全閉到全開連續(xù)變化的信號(hào)，以及開閉速度的信號(hào)，從而精確判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，以提高控制精度和效果。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（3）綜合式節(jié)氣門位置傳感器圖 綜合式節(jié)氣門位置傳感

30、器綜合式節(jié)氣門位置傳感器是由一個(gè)怠速開關(guān)觸點(diǎn)和可變（滑動(dòng)）電阻組成的。怠速時(shí)，怠速觸點(diǎn)閉合，輸出怠速信號(hào)，其他工況隨節(jié)氣門開度的增大，輸出信號(hào)電壓也提高，直到全開時(shí)電壓達(dá)到最大。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3、線性量節(jié)氣門位置傳感器的常見故障與檢測(cè)圖 別克君威節(jié)氣門位置傳感器電路線性量節(jié)氣門位置傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)可變（滑動(dòng)）電阻，可用診斷儀讀取信號(hào)電壓或節(jié)氣門開度，怠速時(shí)約0.50.6V，節(jié)氣門全開時(shí)約4.5V。 也可用萬用表電阻檔和直流電壓檔檢測(cè)節(jié)氣門位置傳感器的電阻與直流電壓信號(hào)。 線性量節(jié)氣門位置傳感器的接線有3線（可變電阻式）和4線（綜合式）兩種，日本車系一般采用4線，其它車系一般采用3

31、線。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（1）萬用表檢測(cè)以別克君威3線的線性量節(jié)氣門位置傳感器（電路如圖）為例，介紹其檢測(cè)方法。 拔去節(jié)氣門位置傳感器的插頭，接通點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量線束處A接腳電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊從33腳輸出的開路電壓是5V。 緩慢打開節(jié)氣門，測(cè)量節(jié)氣門位置傳感器B、C腳的電阻值，應(yīng)該連續(xù)變化，不能有突變、斷路或短路。 接上插頭，接通點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量B、C腳的信號(hào)電壓，當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)信號(hào)電壓為0.5V，當(dāng)節(jié)氣門全開時(shí)電壓為4.5V，隨著節(jié)氣門緩慢打開，信號(hào)電壓應(yīng)從0.5V逐漸升高至4.5V，信號(hào)電壓應(yīng)該連續(xù)變化，不能有突變、斷路或短路。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）用診斷儀檢測(cè)采用診斷儀檢測(cè)節(jié)氣門

32、電位計(jì)信號(hào)電壓數(shù)據(jù)流，直接顯示信號(hào)電壓和節(jié)氣門開度。 接通點(diǎn)火開關(guān)，觀察節(jié)氣門開度變化時(shí)的信號(hào)電壓，顯示標(biāo)準(zhǔn)波形。 （3）示波器檢測(cè)有故障的節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)波形： 標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)波形 ：四、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器（MAP）1、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的功用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器簡(jiǎn)稱進(jìn)氣壓力傳感器，安裝在進(jìn)氣歧管上。 功用：依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)測(cè)出進(jìn)氣歧管內(nèi)絕對(duì)壓力的變化，并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)一起輸送到ECU，推算出吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，它是決定噴油器基本噴油量和點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)2、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理 圖 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力

33、傳感器類型：主要有膜盒式和應(yīng)變儀式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器。結(jié)構(gòu)：主要由硅膜片、真空室、混合集成電路、真空管接頭和線束插頭等組成 （1）膜盒式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器圖 膜盒式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器膜盒式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器內(nèi)的彈性金屬膜盒與大氣相通。與膜盒連接在一起的銜鐵可以在線圈繞組中移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力發(fā)生變化時(shí)，膜盒膨脹，銜鐵在線圈繞組內(nèi)的位置隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響線圈繞組周圍的電磁場(chǎng)。這樣便可把膜盒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?？刂茊卧鶕?jù)這個(gè)信號(hào)即可測(cè)出進(jìn)氣歧管壓力。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）應(yīng)變儀式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器圖 應(yīng)變儀式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器硅片上的四個(gè)電阻連接成橋

34、式電路。當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力變化時(shí)，硅膜片隨之發(fā)生變形。這時(shí)傳感器電阻的阻值即隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，使橋式電路輸出正比于進(jìn)氣壓力的電壓信號(hào)。控制單元根據(jù)該信號(hào)即可測(cè)出進(jìn)氣歧管的壓力。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的檢測(cè)（2）傳感器參考電壓的檢測(cè)（萬用表檢測(cè)）進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器根據(jù)接腳一般可分為3線式和4線式。3線式傳感器的接腳分別為5V電源線、搭鐵線和信號(hào)線；4線式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的另一個(gè)接腳為進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)線。以別克君威為例:用萬用表檢測(cè)時(shí)應(yīng)選用直流電壓檔，拆開進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的端頭，接通點(diǎn)火開關(guān)，電源線的開路電壓約+5伏。信號(hào)電壓通常怠速時(shí)約1.25V，節(jié)氣

35、門全開時(shí)略低于5V，全減速時(shí)接近0V。3、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的常見故障與檢測(cè) （1）檢查真空軟管的連接情況傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（3）診斷儀檢測(cè) 用診斷儀檢測(cè)可讀取電壓值或進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力值數(shù)據(jù)流。 （4）示波器檢測(cè) 關(guān)閉所有附屬電氣設(shè)備，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并使其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，怠速穩(wěn)定后，檢查怠速時(shí)的輸出信號(hào)；將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡∷偌拥焦?jié)氣門全開，并持續(xù)2秒鐘，再減速回到怠速工況，持續(xù)2秒鐘，再急加速至節(jié)氣門全開，然后再回到怠速，將波形定位在屏幕上，應(yīng)有類似圖的波形出現(xiàn)。五、溫度傳感器 1、溫度傳感器的功用電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的溫度傳感器有冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、燃油溫度傳感器和排氣溫度傳感器等。功用

36、：是將被測(cè)對(duì)象的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入電控單ECU，以便ECU 修正控制參數(shù)或判斷檢測(cè)對(duì)象的熱負(fù)荷狀態(tài)。2、溫度傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理（1）冷卻液溫度傳感器（ECT，CTS）又稱水溫傳感器，是雙線的傳感器，如圖所示。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水道上。功用：是將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度信號(hào)變換為電信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU，供ECU修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）進(jìn)氣溫度傳感器（ACT，IAT）安裝位置：有的安裝在進(jìn)氣管路中，有的裝空氣流量計(jì)內(nèi)，有的裝在進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器內(nèi)。功用：是將進(jìn)氣溫度信號(hào)變換為電信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU，以便ECU修正噴油

37、量。作用原理：進(jìn)氣溫度傳感器是雙線的傳感器，內(nèi)部是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，根據(jù)電阻變化產(chǎn)生不同的信號(hào)電壓，溫度升高時(shí)阻值下降，信號(hào)電壓也下降。 （3）燃油溫度傳感器燃油溫度傳感器安裝在燃油箱中，其功用是檢測(cè)燃油溫度，ECU根據(jù)此信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正。（4）排氣溫度傳感器排氣溫度傳感器有兩種類型：一是在豐田、日產(chǎn)、三菱汽車采用的廢氣再循環(huán)（EGR）排氣溫度傳感器，用于檢測(cè)EGR閥是否打開；二是安裝在排氣管中，其功用是檢測(cè)排氣溫度，檢測(cè)三元催化反應(yīng)器是否堵塞。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3、溫度傳感器的常見故障與檢測(cè)（1）電阻檢測(cè)電阻值在不同的車型上其特性略有差異，一般溫度為20時(shí)，電阻值約為200

38、0-3000左右，溫度為100時(shí)，電阻值約為2000-300左右。（2）電壓檢測(cè)ECU中的電阻R與冷卻液溫度傳感器中熱敏電阻（NTC）相串聯(lián)，由ECU提供+5V穩(wěn)壓電源。當(dāng)冷卻液溫度變化時(shí)，熱敏電阻值及其分壓值發(fā)生變化，輸入ECU的信號(hào)電壓值也跟著變化。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)圖 冷卻液溫度傳感器電路（以冷卻液溫度傳感器為例 ）六、爆震傳感器（KS）1、爆震傳感器的功用功用：是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有無爆震現(xiàn)象，并將信號(hào)送入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU, 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)爆震傳感器信號(hào)修正點(diǎn)火提前角。爆震傳感器安裝在缸體上。 2、爆震傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的檢測(cè)方法有以下三種：氣缸壓力；發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)或

39、燃燒噪聲。 常用壓電晶體式爆震傳感器是以接收加速度信號(hào)的形式，來判別爆震是否產(chǎn)生。 它由兩個(gè)壓電元件同極性相向?qū)?，配重將加速度變換成作用于壓電元件上的壓力，所用的配重由一根螺絲固定于殼體上，輸出電壓由這兩個(gè)壓電元件的中央取出，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造時(shí)不需調(diào)整。 3、爆震傳感器的常見故障與檢測(cè)（以別克君威為例） （1）萬用表檢測(cè)當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，33號(hào)接腳與搭鐵點(diǎn)間電壓應(yīng)為2.5V，當(dāng)用金屬物輕擊爆震傳感器附近缸體時(shí)，電壓應(yīng)在 2.5V上下擺動(dòng)。 用萬用表測(cè)量爆震傳感器電阻，電阻值5M左右。 （2）診斷儀檢測(cè)采用診斷儀可讀取故障碼，還可讀取各缸檢測(cè)爆震控制點(diǎn)火滯后角。（3）示波器檢測(cè)當(dāng)發(fā)

40、動(dòng)機(jī)產(chǎn)生敲缸、振動(dòng)、爆震時(shí)，爆震傳感器輸出波形的峰值電壓和頻率會(huì)增加，爆震傳感器通常設(shè)計(jì)成量程5-15HZ，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊接收到這些頻率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊將延遲點(diǎn)火時(shí)刻，以阻止繼續(xù)爆震。爆震波形如圖所示。 （4）安裝注意安裝爆震傳感器時(shí)，必須保證按規(guī)定力矩?cái)Q緊：如果安裝力矩太大，可能造成傳感器破裂或傳感器反應(yīng)過于靈敏（點(diǎn)火延遲）；力矩太小，則爆震反應(yīng)不靈敏。標(biāo)準(zhǔn)擰緊力矩為20 N·m。嚴(yán)重的撞擊可能導(dǎo)致爆震傳感器損壞，因此不要采用跌落過的爆震傳感器。七、氧傳感器（O2S）1、氧傳感器的功用氧傳感器裝在排氣管上。作用：是探測(cè)排氣中氧的含量多少。它是電控發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制中十分重要的反饋信

41、息。 氧傳感器實(shí)際上是用來探測(cè)空燃比是比理論空燃比濃，還是比理論空燃比稀，以獲得上次噴油時(shí)間是過長(zhǎng)或是過短，并將該信息變成電信號(hào)送入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU，用來對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正，以達(dá)到混合氣的空燃比保持在理論值附近的一個(gè)狹小范圍內(nèi)。2、氧傳感器傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理 1）氧化鋯式氧傳感器氧傳感器分為氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（ TiO2）式兩種類型。氧化鋯式氧傳感器又分為加熱型與非加熱型氧傳感器兩種，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用加熱型氧傳感器。特點(diǎn)是在較低的排氣溫度下（如怠速）仍能保持工作，使用壽命可大于16萬公里?？杖急葌鞲衅鳎ㄇ埃?氧傳感器（后）結(jié)構(gòu)：加熱型氧傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。傳感器

42、裝有陶瓷鋯管、陶瓷加熱元件，它們借陶瓷支承管，碟形彈簧固裝在傳感器殼體內(nèi)。傳感器內(nèi)各種零件都由金屬護(hù)套固定和對(duì)中，金屬護(hù)套除了支承碟形彈簧外，還保護(hù)傳感器內(nèi)部不被污染。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)工作原理：氧傳感器是按固態(tài)電解質(zhì)的氧濃差原電池原理制成的。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，陶瓷鋯管的內(nèi)表面與大氣（外界空氣）相通，外表面被排氣管中排出的廢氣包圍。兩邊的氧濃度相差懸殊。 當(dāng)混合氣稀時(shí)，排氣含氧較多，兩側(cè)的濃度差小，只產(chǎn)生很小的電壓；當(dāng)混合氣濃時(shí)，排氣含氧較少，加之鉑電極的催化作用，兩側(cè)的濃度差急劇增大，兩電極間的電壓便突然增大。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)氧傳感器產(chǎn)生的信號(hào)電壓在過量空氣系數(shù)=1時(shí)產(chǎn)生突變。當(dāng)&g

43、t;1（混合氣?。r(shí)，氧傳感器輸出信號(hào)電壓幾乎為零（小于100 mV）；當(dāng)<1（混合氣濃）時(shí)，氧傳感器輸出信號(hào)電壓接近1V（8001 000 mV。氧傳感器相當(dāng)于一個(gè)混合氣濃稀開關(guān)。不同的氧傳感器，其輸出特性有一些差異。 當(dāng)氧傳感器工作正常時(shí)，輸出電壓在高電平（0.9V）與低電平（O.1V）之間變動(dòng)的頻率，每分鐘至少10次。 氧化鋯式氧傳感器必須滿足：發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于60；氧傳感器自身溫度高于300；發(fā)動(dòng)機(jī)工作在怠速工況和部分負(fù)荷工況三個(gè)條件，才能正常調(diào)節(jié)混合氣濃度。2）氧化鈦式氧傳感器二氧化鈦（ TiO2）屬于N型半導(dǎo)體材料，其阻值大小取決于材料溫度以及周圍環(huán)境中氧離子的濃度， （1）結(jié)

44、構(gòu) 主要由二氧化鈦傳感元件、鋼質(zhì)殼體、加熱元件和電極引線等組成。（2）工作原理 由于二氧化鈦半導(dǎo)體材料的電阻具有隨排氣中氧離子濃度的變化而變化的特性，因此氧化鈦式氧傳感器的信號(hào)源相當(dāng)于一個(gè)可變電阻。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3）寬量程氧傳感器寬量程氧傳感器能在=0.72.2空氣成分的寬范圍內(nèi)精確地給出連續(xù)的特征變化曲線，響應(yīng)時(shí)間小于100ms；結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實(shí)；良好的抗老化、腐蝕、沉淀、中毒等能力；對(duì)路面沖擊不敏感；雙層保護(hù)套管；使用壽命>160,000km。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（1）結(jié)構(gòu) 寬量程氧傳感器外形尺寸比普通的氧傳感器僅大幾毫米，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)寬量程氧傳感器

45、主要由氧化鋯參考電池、氧化鋯泵電池、擴(kuò)散孔、擴(kuò)散室、控制器A和B等組成 寬量程氧傳感器以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來，氧化鋯型氧傳感器有一特性，就是當(dāng)氧離子移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，若相反將電動(dòng)勢(shì)加在氧化鋯組件上，即會(huì)造成氧離子的移動(dòng)。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)氧化鋯參考電池與氧化鋯氧傳感器的工作原理相同，其功用是感知通過擴(kuò)散小孔進(jìn)入擴(kuò)散室的廢氣中的氧濃度，并在內(nèi)、外兩電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)Us。氧化鋯泵電池則相當(dāng)于一個(gè)氧氣泵，通過給其輸入泵電流，將廢氣中的氧“泵入”擴(kuò)散室，或?qū)U(kuò)散室中的氧“泵出”?？刂破鞯墓τ脛t是力圖使擴(kuò)散室內(nèi)的氧濃度保持不變，即保持氧化鋯參考電池產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Us為0.45V（參考

46、電壓Uu）的平衡狀態(tài)，如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)當(dāng)混合氣較濃，廢氣中的氧濃度較小時(shí)，氧化鋯參考電池將產(chǎn)生高于0.45V的電動(dòng)勢(shì)， 單元泵以原來的工作電流工作，泵入測(cè)試室的氧量少。此時(shí)控制單元增大單元泵的工作電流，使單元泵旋轉(zhuǎn)速度增加，增加泵氧速度，單元泵泵入測(cè)試室中的氧量增加，使電壓值恢復(fù)到450mV。工作過程如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)當(dāng)混合氣較稀，廢氣中的氧濃度較大時(shí)，泵在原來的轉(zhuǎn)速下會(huì)泵入較多的氧，測(cè)試室中氧的含量較多，電壓值下降。加大噴油量，同時(shí)減少單元泵的工作電流。為能使電壓值盡快恢復(fù)到450mV的電壓值，減小單元泵的工作電流，使泵入測(cè)試室的氧量減少。單元泵的工作電流傳遞給

47、控制單元，控制單元將其折算成電壓值信號(hào)。工作過程如圖所示。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)隨廢氣中的氧濃度變化，氧化鋯參考電池產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)Us變化，而要恢復(fù)到Us為0.45V的平衡狀態(tài)，所需的泵電流也隨之成正比變化，通過控制器將變化的泵電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的電壓信號(hào)Uo（05V），ECU根據(jù)此電壓信號(hào)即可確定混合氣的實(shí)際濃度。寬量程氧傳感器能夠在1020的空燃比范圍內(nèi)連續(xù)工作，輸出的信號(hào)電壓隨空燃比增大而成正比增大，其輸出特性如圖所示。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)4）前后雙氧傳感器為了監(jiān)測(cè)三元催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化效率，一般都設(shè)兩個(gè)氧傳感器。 （1）后氧傳感器的作用ECU在特定工況下，通過比較前后兩個(gè)氧傳感器的

48、信號(hào)波動(dòng)數(shù)值，就可以判斷催化轉(zhuǎn)換器的功能是否正常。通常，當(dāng)后氧傳感器的信號(hào)波形與前氧傳感器的信號(hào)波形接近時(shí)，表示催化轉(zhuǎn)換器已經(jīng)失效。傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（2）前、后雙氧傳感器工作電路前、后雙氧傳感器工作電路如圖所示，每個(gè)氧傳感器都有四條導(dǎo)線，都是加熱型的。氧傳感器地線與傳感器外殼保持絕緣。用來對(duì)氧傳感器加熱器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)3、氧傳感器的常見故障與檢測(cè) 1）普通氧化鋯式氧傳感器的檢測(cè)（1）氧傳感器加熱器電阻的檢測(cè)點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”，拔下氧傳感器上的電插，用萬用表檔測(cè)量氧傳感器接線端中加熱器接腳與搭鐵接腳間的電阻，其電阻值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值 （2）氧傳感器信號(hào)電壓的檢測(cè)在正常情

49、況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的信號(hào)電壓將在0.4V上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)2）氧化鈦式氧傳感器的檢測(cè)狀態(tài)A/F傳感器電壓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速·不應(yīng)保持在3.3V不變·不應(yīng)保持在3.8V或更高·不應(yīng)保持在2.8V或更低發(fā)動(dòng)機(jī)加速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于1500r/min，汽車行駛速度大于或等于40km/h,節(jié)氣門開或閉（豐田汽車2AZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)采用的氧化鈦式氧傳感器） （1）讀取檢測(cè)儀器數(shù)據(jù)流中的A/F傳感器輸出電壓。 a）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500r/min運(yùn)行大約90s。b）具備以下條件（表所示），讀取數(shù)據(jù)流顯示的A/F傳感器輸出電壓。（2）檢查電氣線路和連接器（ECMA/F傳感器）線路：線路應(yīng)導(dǎo)通。圖 A/F空燃比傳感器線路圖傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢測(cè)（4）檢查進(jìn)氣系統(tǒng)是否有嚴(yán)重積碳和泄漏。（5）檢查燃油壓力和噴油器工作情況。（6）檢查排氣泄漏，如3、4、5、6步驟都