汽車電控系統(tǒng)

1、課 題 項目四十八 汽車電控系統(tǒng) 2課時教學(xué)內(nèi)容   傳感器、執(zhí)行器的作用、類型教學(xué)目的 掌握汽油機電控系統(tǒng)主要傳感器、執(zhí)行器的作用和類型。重點難點 作用、類型教學(xué)方法 講授 多媒體 講授新課傳感器一、 傳感器概述 傳感器的概念：指能感受規(guī)定的物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否精確可靠地工作至關(guān)重要。在該領(lǐng)域中，理論研究及材料應(yīng)用發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)研究及材料應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)、陶瓷燒結(jié)技術(shù)等得到迅猛發(fā)展。智能化、集成化和數(shù)字化將是傳感器的未來發(fā)展趨勢。傳感器通常由敏感元件

2、、轉(zhuǎn)換元件及測量電路組成。敏感元件是指能直接感受被測量的部分。轉(zhuǎn)換元件是指能將非電量轉(zhuǎn)換成電量的部分。有些敏感元件可以直接輸入電量。測量電路是指將轉(zhuǎn)換元件輸入的電量經(jīng)過處理，以便進行顯示、記錄和控制的部分。測量電路中較多的使用電橋電路。比如后面要講到的熱線式空氣流量計。二、空氣流量傳感器 為了形成符合要求的混合氣，使空燃比達到最佳值，我們就必須對發(fā)動機進氣空氣流量進行精確控制。下面我們來介紹一下幾種常用的空氣流量傳感器。1、 風(fēng)門式空氣流量計這種空氣流量計安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間。作用：檢測吸入空氣量的多少，并把檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號。組成：風(fēng)門式空氣流量計由兩大部分組成，一是擔(dān)任

3、檢測任務(wù)的風(fēng)門部分，二是擔(dān)任轉(zhuǎn)換任務(wù)的電位計。2、卡門旋渦式空氣流量計渦流式空氣流量傳超聲波或光電信號，通過檢測旋渦頻率來測量空氣流量的一種傳感器。 眾所周知，當(dāng)野外架空的風(fēng)吹時，就會發(fā)出“嗡、嗡”的聲音，且風(fēng)速越高聲音頻率越高，這是氣體流過電線后形成旋渦（即渦流）所致。液體、氣體等流體均會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。 同樣，如果我們在進氣道氣流過時，在渦流發(fā)生器后部將會不斷產(chǎn)生如圖所示的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦。這個旋渦就稱為卡門旋渦。 卡門旋渦式空氣流量計就是利用這種這種旋渦形成的，并通過流速的測量直接反映空氣流量。3、熱線式（熱膜式）空氣流量主要用于高級轎車，為了滿足精度高，結(jié)構(gòu)簡單，造價又

4、便宜的要求，德國博世公司厚膜工藝，開發(fā)出了熱膜式空氣流量計。熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是熱膜式空氣流量計不用鉑金作為熱線，而是將熱線電阻、補償電阻和線橋電阻用厚膜工藝集中在一塊陶瓷片上。這種空氣流量計已大量使用于各種電控汽油噴射系統(tǒng)中。二、節(jié)氣門位置傳感器要由與節(jié)氣門聯(lián)動的電位器、怠速觸點等組成。電位計的動觸點（即節(jié)氣門開度輸出觸點）隨節(jié)氣門開度在電阻膜上滑動，從而在該觸點上（TTA 端子）得到與節(jié)氣門開度成正比例的線性電壓輸出。如圖。當(dāng)節(jié)氣門全閉時，另外一個與節(jié)氣門聯(lián)動的動觸點與IDL觸點接通，傳感器輸出怠速信號。三、氧傳感器氧傳感器，

5、用以檢測排氣中氧的含量，從而間接地判斷進入氣缸內(nèi)混合氣的濃度，以便對實際空燃比進行閉環(huán)控制。當(dāng)排氣中氧的含量過高時，說明混合氣過稀，氧傳感器即輸出一個電信號給ECU，讓其指令噴油器增加噴油量；當(dāng)排氣中氧的含量過低時，說明混合氣過濃，氧傳感器立刻將此信息傳遞給ECU，讓其指令噴油器減少噴油量。目前在汽車上使用的氧傳感器主要有二氧化鈦氧傳感器和二氧化鋯氧傳感器兩種類型的傳感器。四、溫度傳感器作用：用來測量冷卻水溫度、進氣溫度和排氣溫度。種類：溫度傳感器的種類很多，如熱敏電阻式、半導(dǎo)體式和熱電偶式等。五、爆震傳感器 爆震傳感器是發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中的重要部件，它的功用是用來檢測發(fā)動機有無爆

6、震現(xiàn)象發(fā)生，并把信號輸送給發(fā)動機微機控制裝置。檢測發(fā)動機爆震可以有三個路徑，一是檢測氣缸壓力，二是檢測發(fā)動機振動，三是檢測燃燒噪聲。根據(jù)氣缸壓力的檢測法，精度最好，但是存在著傳感器的耐久性差和難以安裝的問題。根據(jù)燃燒噪聲的檢測法，由于是非接觸式的，其耐久性很好，但是精度和靈敏度偏低，?，F(xiàn)在常用檢測發(fā)動機振動的方法來判斷有無爆震。采用振動檢測方法的爆震傳感器有磁滯伸縮式和壓電式兩種。六、曲軸位置傳感器 曲軸位置傳感器（又稱點火信號發(fā)生器），是發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中最主要的傳感器，它用于點火正時控制，也就是控制點火時刻，確定點火的提前角。另外，它還是檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。 曲軸

7、位置傳感器可分為磁脈沖式、光電式、霍爾式等等，其中磁脈沖式和霍爾式應(yīng)用的比較多。七、轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器主要用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速及車速的檢測。發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測與曲軸位置檢測原理相同，但為了提高轉(zhuǎn)速檢測精度，需要增加每一轉(zhuǎn)的輸出脈沖。轉(zhuǎn)速傳感器一般有兩種形式，一種是舌簧開關(guān)型，一種是光電耦合型。執(zhí)行器發(fā)動機微機控制系統(tǒng)的各種控制功能的實現(xiàn)，都是借助于各自的執(zhí)行器來完成的；因此，根據(jù)發(fā)動機微機控制系統(tǒng)具備的控制功能強弱不同，各種車型上控制發(fā)動機的執(zhí)行器亦有多有少。一般來講，主要的執(zhí)行器有：電動燃油泵、電磁噴油器和點火裝置等。下面將重點介紹發(fā)動機微機控制系統(tǒng)中這些主要執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及工作原理。一、 電動汽油泵

8、在現(xiàn)代轎車中采用了各種不同的汽油噴射系統(tǒng)，它們的供油方式也不盡相同，但是所有的系統(tǒng)都必須有一個基本部件電動燃油泵。電動燃油泵的主要任務(wù)是提供燃油系統(tǒng)足夠的具有規(guī)定壓力的汽油。按結(jié)構(gòu)的不同，電動汽油泵可以分為滾柱式、渦輪式、齒輪式和葉片式等。按安裝位置的不同，電動汽油泵又可分為外裝式和內(nèi)裝式。 二、噴油器  汽油噴射系統(tǒng)采用的是由發(fā)動機ECU 直接控制的電磁控制式噴油器。電磁噴油器的功用是根據(jù)ECU的控制信號，向進氣歧管、進氣總管內(nèi)噴射定量的霧化汽油。工作原理：電磁噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或是進氣道附近的缸蓋上，發(fā)動機工作時，微機根據(jù)傳感器輸入的信號，經(jīng)運算判斷后輸出控制信號，控制大功率三極管導(dǎo)通與截止。當(dāng)三極管導(dǎo)通時，即接通噴油器電磁線圈電路，產(chǎn)生電磁吸力，當(dāng)電磁力超過彈簧力的時侯，磁芯被吸動，針閥隨之離開閥座，即閥門打開，噴油器開始向進氣歧管或者是總管噴射汽油。當(dāng)大功率三極管截止時，則噴油器電磁線圈電路被切斷，電磁力消失，當(dāng)彈簧力超過電磁力時，彈簧力又使針閥返回到閥座上，閥門關(guān)閉，噴油器停止供油。噴油器的噴油量取決于針閥的行程、噴口面積、噴射環(huán)境壓力與燃油壓力等因素，這些因素一旦確定，噴油量就由針閥的開啟時間，即電磁線圈的通電時間來決定了。三、冷起動噴