第二章 傳感器(修改)

第二章傳感器及其檢測(cè)傳感器是微機(jī)控制系統(tǒng)的輸人裝置，其作用是正確地向ECU提供汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況信息。微機(jī)控制系統(tǒng)中使用的傳感器類型很多，結(jié)構(gòu)、工作原理以及檢測(cè)方法各不相同。隨著汽車傳感器及傳感器技術(shù)的發(fā)展，敏感器件的種類會(huì)越來(lái)越多．捕捉信息的范圍也越來(lái)越寬，精度不斷提高，壽命不斷延長(zhǎng)，并正向固體化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。第一節(jié)空氣流量傳感器空氣流量傳感器是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置。它能將吸入氣缸的空氣量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)送給電控單元ECU，作為電控汽油噴射系統(tǒng)確定基本噴油量的重要信號(hào)之一，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)的最優(yōu)。目前，常見(jiàn)的空氣流量傳感器有翼板式、卡門旋渦式、熱線式及熱膜式等。一、翼板式空氣流量傳感器(豐田previa旅行車用)(一)翼板式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理翼板式空氣流量傳感器安裝在空氣濾清器之后的進(jìn)氣管道上，主要由翼板、復(fù)位彈簧以及與翼板軸相連的電位計(jì)等組成。結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示。

補(bǔ)償擋板緩沖室彈簧測(cè)量板溫度傳感器旁通氣道封口調(diào)節(jié)螺釘電位計(jì)

翼板5與電位計(jì)的滑片6都固定在轉(zhuǎn)軸8上，轉(zhuǎn)軸上的復(fù)位彈簧2使翼板在沒(méi)有空氣進(jìn)入氣缸時(shí)處于關(guān)閉位置。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，翼板在流動(dòng)空氣的壓力和復(fù)位彈簧的作用下，可轉(zhuǎn)至一定的角度。其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度由同軸連接的電位計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。測(cè)量片的轉(zhuǎn)角(開(kāi)度)大，輸出的電壓信號(hào)高；轉(zhuǎn)角(開(kāi)度)小，輸出的電壓信號(hào)低。該電壓信號(hào)輸入電控單元ECU中，作為檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況即氣缸進(jìn)氣量的重要參數(shù)。除了翼板以外，還安裝有補(bǔ)償片9，它起阻尼作用，可使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)所引起的進(jìn)氣管內(nèi)的壓力波動(dòng)。不至于影響翼板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，以保證測(cè)量精度。翼板式空氣流量傳感器在電路設(shè)計(jì)上有兩種類型，如圖2-2-2所示。圖2-2-2(a)是用絕對(duì)電壓Us表示空氣流量的。其缺點(diǎn)是：當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，即使空氣流量即測(cè)量板位置不變，也會(huì)使Us發(fā)生變化．因而其精度低。該空氣流量傳感器的特點(diǎn)是：進(jìn)氣量越大，Us越低。圖2-2-2(b)是用相對(duì)電壓Us/UB來(lái)表示空氣流量的。相比之下，用相對(duì)電壓法檢測(cè)空氣流量，其測(cè)量精度不受電源電壓波動(dòng)的影響。因?yàn)橄鄬?duì)電壓Us／UB在電源電壓波動(dòng)時(shí)，US、UB同時(shí)成正比例變化，其比值仍然保持不變。因此，一般采用相對(duì)電壓法檢測(cè)空氣流量。燃油泵開(kāi)關(guān)“K”裝在電位計(jì)內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣流量傳感器內(nèi)有空氣流過(guò)時(shí)，油泵開(kāi)關(guān)K閉合。發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)，油泵開(kāi)關(guān)斷開(kāi)．即使點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處在接通位置，油泵也不工作，從而避免因點(diǎn)火開(kāi)關(guān)誤開(kāi)或某種事故狀態(tài)下電動(dòng)汽油泵誤泵油。怠速調(diào)整螺釘4裝在旁通氣道中，用來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)旁通氣道的空氣量，從而改變怠速混合氣濃度．以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速。

進(jìn)氣溫度傳感器裝在氣流進(jìn)口，隨氣溫變化改變著輸入電腦的電信號(hào)大小。

(二)傳感器常見(jiàn)故障與檢查

1常見(jiàn)故障

(1)電位計(jì)滑片與炭膜電阻接觸不良而使信號(hào)時(shí)有時(shí)無(wú)或信號(hào)不正確。

(2)電位計(jì)中電阻值不當(dāng)而使信號(hào)不正確；傳感器轉(zhuǎn)軸回位彈簧失效。

二、卡門旋渦式傳感器

卡門旋渦式空氣流量傳感器是基于卡門旋渦理論，利用超聲波或光電信號(hào)測(cè)量空氣流量的。

所謂卡門旋渦，是指在流體中放置一個(gè)圓柱狀或三角狀物體時(shí)，在這一物體的下游就會(huì)產(chǎn)生的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦?？ㄩT旋渦式傳感器通常與空氣濾清器外殼安裝成一體，在空氣道中內(nèi)設(shè)置一錐狀的渦流發(fā)生器。在渦流發(fā)生器后部將不斷地產(chǎn)生被稱為卡門渦流的渦流串，通過(guò)測(cè)量渦流串的頻率即可確定空氣流量的大小。測(cè)量卡門旋渦頻率的方法有超聲波檢測(cè)法和光學(xué)檢測(cè)法兩種。（一）卡門式旋渦式流量傳感受器工作原理１．超聲波式卡門旋渦式空氣流量傳感器在氣流的垂直方向安裝一對(duì)超聲波傳感器，一側(cè)為超聲波發(fā)生器，另一側(cè)為超聲波接收器。

因卡門渦流對(duì)空氣密度的影響，就會(huì)使超聲波從發(fā)射探頭到接收探頭的時(shí)間較無(wú)旋渦變晚而產(chǎn)生相位差。對(duì)此相位信號(hào)進(jìn)行處理，就可得到旋渦脈沖信號(hào)。

節(jié)氣門取樣管整流器渦流發(fā)生體超聲波發(fā)射器空氣流

二、卡門旋渦式傳感器

２．光學(xué)式卡門旋渦空氣流量傳感器(LS400之IUZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)用)在產(chǎn)生卡門旋渦的過(guò)程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的空氣壓力會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)導(dǎo)孔作用在金屬箔上，從而使其振動(dòng)，發(fā)光二極管的光照在振動(dòng)的金屬箔上時(shí)，光敏三極管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，其輸出經(jīng)解調(diào)得到代表空氣流量的頻率信號(hào)。

f=St*v/df-頻率Ｓt-斯特羅巴爾常數(shù)，一般為0.2V-空氣流速d-進(jìn)氣道直徑二、卡門旋渦式傳感器

（二）常見(jiàn)故障１．內(nèi)部集成電路損壞而無(wú)信號(hào)輸出；２．反光鏡損壞而不能產(chǎn)生信號(hào)；３．光電元件臟污或損壞使信號(hào)不正確或不能產(chǎn)生．

(三）故障檢查豐田ＩＵＺ－ＦＥ發(fā)動(dòng)機(jī)用卡門（卡爾曼）檢查方法：

(1)電阻檢測(cè)

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置OFF檔，拔下空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量該傳感器上THA與El端子之間的電阻，其標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。如果電阻值不符合標(biāo)準(zhǔn)值，則應(yīng)更換空氣流量傳感器。THF-E2電阻值：

-20℃時(shí)１０～２０kΩ

0℃時(shí)4~7kΩ

20℃時(shí)2~3kΩ40℃時(shí)0.92~1.3kΩ

60℃時(shí)0.4~0.7kΩ

二、卡門旋渦式傳感器

（二）常見(jiàn)故障１．內(nèi)部集成電路損壞而無(wú)信號(hào)輸出；２．反光鏡損壞而不能產(chǎn)生信號(hào)；３．光電元件臟污或損壞使信號(hào)不正確或不能產(chǎn)生．

(三）故障檢查豐田ＩＵＺ－ＦＥ發(fā)動(dòng)機(jī)用卡門（卡爾曼）檢查方法：

(2)空氣流量傳感器的電壓檢測(cè)

插好此空氣流量傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬(wàn)用表電壓檔檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU端子THA-E1、VC-E1、KS-E1間的電壓。端子電壓(V)條件THA-E10.5-3.4怠速、進(jìn)氣溫度20℃VC-E14.5-5.5點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ONKS-E14.5-5.5點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON2~4(脈沖信號(hào))怠速運(yùn)轉(zhuǎn)

二、熱線式空氣流量傳感器

（一）熱線式空氣流量的工作原理器(別克V6,日產(chǎn)千里馬,VOLVOE230F發(fā)動(dòng)機(jī))當(dāng)無(wú)空氣流動(dòng)時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，控制電路輸出某一加熱電流至熱線電阻RH；當(dāng)有空氣流動(dòng)時(shí)，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，如果保持熱線電阻與吸入空氣的溫差不變并為一定值，就必須增加流過(guò)熱線電阻的電流IH。因此，熱線電流ＩＨ就是空氣質(zhì)量流量的函數(shù)。

二、熱線式空氣流量傳感器

（二）常見(jiàn)故障１．熱線沾污使信號(hào)不準(zhǔn)確；２．熱線斷路而無(wú)信號(hào)輸出；３．熱敏電阻不良使信號(hào)不準(zhǔn)．

（三）熱線自潔功能檢查插好導(dǎo)線連接器，拆下金屬防護(hù)網(wǎng)，起動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后5s，從傳感器進(jìn)氣口處，可以看到熱線自動(dòng)加熱燒紅(約1000℃)約ls。如無(wú)此現(xiàn)象發(fā)生，則須檢查自清潔信號(hào)或更換空氣流量傳感器。注意：由于熱線極細(xì)，因而維修傳感器時(shí)，切忌將手指或工具伸人感應(yīng)管中誤傷熱線使其損壞。

四、熱膜式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理與熱線式基本相同，只是將發(fā)熱體由熱線改為熱膜。熱膜是由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹(shù)脂膜上制成的。這種結(jié)構(gòu)可使發(fā)熱體不直接承受空氣流所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強(qiáng)度，提高了空氣流量傳感器的可靠性。其結(jié)構(gòu)如圖。控制電路熱膜溫度傳感器防護(hù)網(wǎng)一、真空膜盒型進(jìn)氣管壓力傳感器

l、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖所示。由一對(duì)真空膜盒1，初級(jí)線圈2，次級(jí)線圈3，鐵心4等組成。膜盒置于進(jìn)氣管壓力傳感器殼體內(nèi)，由薄金屬焊接而成，其內(nèi)部抽成真空。進(jìn)氣管壓力傳感器通過(guò)管道與進(jìn)氣歧管相連，因而膜盒外部受進(jìn)氣管壓力(負(fù)壓)作用，其收縮或膨脹的程度完全取決于進(jìn)氣管壓力變化。位于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組內(nèi)部的鐵心4與膜盒聯(lián)動(dòng)。

2、工作原理當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力(負(fù)壓)變化時(shí)，真空膜盤(pán)就會(huì)膨脹或收縮，帶動(dòng)鐵心向左或向右移動(dòng)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)已有電流流過(guò)初級(jí)繞組，鐵心移動(dòng)時(shí)就會(huì)在次級(jí)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如當(dāng)進(jìn)氣壓力增大(節(jié)氣門開(kāi)度增大)時(shí)，真空膜盒收縮，使柱塞向左移動(dòng)，進(jìn)入線圈，電感增大，于是次級(jí)繞組輸給電控單元ECU的感應(yīng)信號(hào)增強(qiáng)，則噴油時(shí)間增長(zhǎng)。這樣即可把氣壓變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭?jí)線圈兩端輸出的電信號(hào)，從而控制噴油量。

3、傳感器的檢查在插頭處于連接的狀態(tài)下，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)閉合．用電壓表測(cè)量插接器“E”、“VS”端子的輸出電壓。怠速時(shí)為0．4v；當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)電壓隨之升高。在拔下真空管加上大氣壓的情況下。輸出電壓為1．5V；在用口對(duì)準(zhǔn)真空管道吸氣的情況下，表針應(yīng)從1．5V起向降低方向擺動(dòng)。第二節(jié)進(jìn)氣管壓力傳感器(奧迪100,桑塔納2000，豐田皇冠3.0)

是決定D型電控汽油噴射系統(tǒng)基本噴油量的最重要的傳感器。裝在節(jié)氣門后部的進(jìn)氣歧管上，作用是把檢測(cè)到的進(jìn)氣歧管中的氣體壓力(負(fù)壓)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到電控單元ECU，以確定噴油器的基本噴油量。進(jìn)氣管壓力傳感器主要有真空膜盤(pán)型和半導(dǎo)體型。

二、半導(dǎo)體型進(jìn)氣管壓力傳感器

(一)結(jié)構(gòu)可以把進(jìn)氣管的壓力(負(fù)壓)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。由殼體、壓力轉(zhuǎn)換元件、混合集成電路、輸出端子和濾清器等構(gòu)成．如圖所示。壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的硅膜片。硅膜片(如圖2-2-12a所示)為邊長(zhǎng)約3mm的正方形，其中部經(jīng)光刻腐蝕形成直徑約2mm、厚約50μm的膜片．薄膜周圍有4個(gè)應(yīng)變電阻(R1～R4)，以惠斯登電橋方式連接(如圖2-2-12b所示)。硅膜片的周邊粘結(jié)固定在支座上，并封裝在真空室內(nèi)。硅膜片一面是真空，另一面與進(jìn)氣管相通，進(jìn)氣管的壓力作用于硅膜片上。為避免溫度變化對(duì)信號(hào)電壓的影響，硅膜片表面還制有溫度補(bǔ)償電路。混合集成電路的作用是對(duì)轉(zhuǎn)換元件輸出的電壓信號(hào)(此電壓信號(hào)很弱)進(jìn)行放大處理。，濾清器對(duì)來(lái)自進(jìn)氣管的氣體進(jìn)行濾清，去除氣體中的雜質(zhì)和水分。

(二)工作原理如圖當(dāng)進(jìn)氣管的壓力從一個(gè)方面作用在硅膜片上時(shí)，此壓力與真空室壓力之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差，該壓力差使硅膜片發(fā)生變形，因而使硅膜片電阻的阻值改變(利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng))，導(dǎo)致電橋輸出電壓變化，這樣就可利用惠斯登電橋?qū)⒐枘て淖冃无D(zhuǎn)變成電信號(hào)。因?yàn)檩敵龅碾娦盘?hào)很微弱，所以需用混合集成電路A放大后輸出，作為進(jìn)氣管壓力信號(hào)送到ECU中，以控制噴油量。半導(dǎo)體型工作溫度范圍寬(-30～100*C)，不易受溫度變化的影響，即使在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中，精度也特別高，響應(yīng)速度很快，耐振性好，得到了廣泛應(yīng)用。

(三)傳感器常見(jiàn)故障與檢查

1、常見(jiàn)故障

(I)內(nèi)部集成電路不良使信號(hào)不準(zhǔn)或無(wú)信號(hào)輸出。

(2)硅片(裝有壓電元件)損壞而無(wú)信號(hào)輸出。

(3)真空管接頭或內(nèi)部有漏氣使信號(hào)不準(zhǔn)。

2，故障檢查以皇冠3.0為例。進(jìn)氣管壓力傳感器與ECU的連接如圖2-2一13所示。

(1)檢查進(jìn)氣管壓力傳感器的電源是否正常撥開(kāi)插接器，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)“VCC”與“E2”間電壓應(yīng)4.5～5.5V。若無(wú)電壓，則故障在ECU以前的電路及相關(guān)部件(包括ECU)。電壓正常時(shí)。可進(jìn)一步檢查端子“PIM'’與“E2”間電壓應(yīng)為3.3～3.9V。

(2)檢查傳感器的信號(hào)輸出電壓如電源電壓正常，則可按下述方法檢查傳感器的信號(hào)輸出電壓。接好插接器，拆下傳感器的真空軟管，當(dāng)“ON”位置時(shí)．用真空泵施以真空壓力(13.3～66.7kPa)，測(cè)“PIM'’與“E2”端子問(wèn)電壓，其電壓值應(yīng)符合表。如不符，須更換。

第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器作用是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入電控單元ECU。

安裝位置因車型而異，有的汽車將其裝在分電器中；有的則將其裝在曲軸中部或飛輪上；有的將其安裝在凸輪軸上。制造時(shí)常組合為一體，構(gòu)成一個(gè)總成，由其中的兩個(gè)或兩個(gè)以上部分分別產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置等信號(hào)。主要有電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電效應(yīng)式等多種類型。一、磁感應(yīng)式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器基本工作原理是：利用電磁感應(yīng)原理，以永久磁鐵作為介質(zhì)，將運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成傳感線圈的脈沖感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并使該電動(dòng)勢(shì)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置(活塞在氣缸中的位置)相對(duì)應(yīng)。

1、傳感器結(jié)構(gòu)（皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)）安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋上，由凸輪軸驅(qū)動(dòng)。主要由G1G2及Ne信號(hào)轉(zhuǎn)子和Gl、G2及Ne傳感線圈等組成。G1G2及Ne兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)子均固定在同一軸上，由配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸上的齒輪驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1／2。G1、G2及Ne三個(gè)傳感線圈則安裝在傳感器殼體上，其中G1、G2線圈對(duì)置安裝即夾角為180°，Ne傳感線圈與G1、G2線圈互錯(cuò)90°，且位置靠近殼體底部。

G1G2信號(hào)轉(zhuǎn)子只有一個(gè)凸齒，而Ne信號(hào)轉(zhuǎn)子則有24個(gè)凸齒，相鄰?fù)过X間夾角為15°，(對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為30°)。傳感器的磁路(以GI線圈為例)為：永久磁鐵N極斗鐵心一氣隙一GIG2信號(hào)轉(zhuǎn)子_Ne信號(hào)轉(zhuǎn)子一-導(dǎo)磁板-永久磁鐵s極，如圖2-2-15所示。

2、傳感器工作原理如圖2-2-15所示。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，G1G2及Ne信號(hào)曲軸轉(zhuǎn)2圈，信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈。當(dāng)G1G2轉(zhuǎn)子凸齒接近、離開(kāi)G1傳感線圈鐵心端部時(shí)．在Ｇl線圈中便感應(yīng)出一個(gè)電壓脈沖；G1G2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)180。(曲軸轉(zhuǎn)過(guò)360。)后，同樣由于其凸齒接近、離開(kāi)G2線圈鐵心端部一次，因而在G2線圈也感應(yīng)出一個(gè)電壓脈沖，如圖。G1、G2線圈產(chǎn)生的脈沖分別向ECU輸人6、1缸活塞壓縮位置信號(hào)，以使ECU能正確地確定6缸和1缸的噴油和點(diǎn)火正時(shí)。

Ne轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，在Ne傳感線圈中會(huì)產(chǎn)生24個(gè)脈沖電壓信號(hào)，每個(gè)脈沖電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的凸輪軸轉(zhuǎn)角為15°即曲軸轉(zhuǎn)角為30°。將這些電壓脈沖輸入電控單元ECU，通過(guò)檢測(cè)脈沖間隔，就可確定出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角。利用GI、G2及Ne信號(hào)的組合，就可確定出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸位置以及特定氣缸的曲軸轉(zhuǎn)角和噴油、點(diǎn)火時(shí)刻及次序等。

3、傳感器的檢查由于傳感器由感應(yīng)線圈和永久磁鐵組成，傳感器的故障較多的時(shí)候都出在感應(yīng)線圈上。因此，可通過(guò)對(duì)線圈電阻值的測(cè)量，判斷傳感器的工作情況。最好用示波器檢測(cè)傳感器輸出的脈沖波形。與ECU的連接線路如圖所示。各組線圈的電阻值見(jiàn)表2-2-6。檢測(cè)中除了對(duì)線圈電阻進(jìn)行檢查外，還必須對(duì)傳感器線圈與轉(zhuǎn)子間的間隙進(jìn)行檢查，即用塞尺測(cè)量傳感器定子鐵心與轉(zhuǎn)子凸出部分處的空氣間隙。該間隙正常值為O.2～O.4mm。如果此間隙不符合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)更換傳感器。

二、光電式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器是利用光電效應(yīng)原理將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角和氣缸壓縮上止點(diǎn)位置信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。圖為日產(chǎn)VG30E型發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)用的光電式曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角及點(diǎn)火基準(zhǔn)傳感器。它主要由遮光轉(zhuǎn)盤(pán)(傳感器轉(zhuǎn)子)和光源與光接收器(傳感器定子)等構(gòu)成。傳感器定子主要由發(fā)光二極管5、光敏三極管4及控制電路3等組成。發(fā)光二極管為傳感器的光源，它固定在光源架上。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，其中就有電流流過(guò)而發(fā)出紅外光束并用半球形透鏡聚集。光敏三極管為傳感器的光接收器，它與光源固定在同一架子上，與光源上下相對(duì)并相隔一定距離。光敏三極管的工作不同于普通三極管，它的基極電流足由光產(chǎn)生的，即當(dāng)有光束照在其上時(shí)，基極就有電流流過(guò)，三極管就導(dǎo)通；當(dāng)光束照射不到其上時(shí)，基極電流就消失，三極管則截止?？梢?jiàn)，光敏三極管的基極不必輸人電信號(hào)，也無(wú)需基極引線。遮光轉(zhuǎn)盤(pán)同定在分電器軸上，與分電器軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。它位于發(fā)光二極管與光敏三極管之間。在遮光轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周外圈上均勻地刻有360條縫隙，每轉(zhuǎn)過(guò)一條縫隙對(duì)應(yīng)凸輪軸的轉(zhuǎn)角為1度。在遮光轉(zhuǎn)盤(pán)圓周的內(nèi)圈上，還刻有表示1缸上止點(diǎn)位置的較寬縫隙和60。(6缸機(jī))間隔的縫隙，如圖2-2-18(b)和(c)所示。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，遮光轉(zhuǎn)盤(pán)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)遮光轉(zhuǎn)盤(pán)上的縫隙處。發(fā)光二極管5與光敏三極管4之間時(shí)，光束通過(guò)縫隙照在其下邊的光敏三極管的基極上，使光敏三極管導(dǎo)通，控制電路輸出高電平。當(dāng)光線被遮光轉(zhuǎn)盤(pán)上的實(shí)體部分擋住時(shí)，光敏三極管截止，控制電路輸出低電平。凸輪軸每轉(zhuǎn)一周，電路將輸出360個(gè)脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)于凸輪軸的1轉(zhuǎn)角(相當(dāng)于曲軸的20)，向ECU輸人的轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)。由較寬縫隙產(chǎn)生的1缸上止點(diǎn)位置信號(hào)和60間隔縫隙所控制的電路，將向ECU輸入1缸曲軸位置信號(hào)和缸序判別信號(hào)。

三、霍爾元件式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸位置傳感器

霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理，產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖信號(hào)的。它是利用觸發(fā)葉片或輪齒改變通過(guò)霍爾元件的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號(hào)，經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號(hào)。1.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，是德國(guó)物理學(xué)家霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差。

2.工作原理如圖。觸發(fā)葉輪隨分電器軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)葉片進(jìn)人永久磁鐵與霍爾集成塊之間的空氣隙時(shí)，霍爾集成塊中的磁場(chǎng)即被觸發(fā)葉輪的葉片1所旁路(即隔磁)，如圖所示，這時(shí)霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成塊內(nèi)部輸出級(jí)三極管V處于截止?fàn)顟B(tài)，霍爾效應(yīng)式傳感器此時(shí)輸出高電平即信號(hào)輸出線“O”與搭鐵線“-”之間為高電壓(見(jiàn)圖2-2-21所示)。當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片離開(kāi)空氣隙a時(shí)，永久磁鐵的磁通便通過(guò)導(dǎo)板2、霍爾集成塊、空氣隙。構(gòu)成回路，如圖2-2-22(b)所示，這時(shí)霍爾元件產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成塊內(nèi)部輸出級(jí)三極管V處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)輸出低電平即信號(hào)輸出線“O”與搭鐵線“-”之間為低電壓(見(jiàn)圖2-2-21所示)。輸出波形如圖。高、低電平的時(shí)間比取決于葉片寬度與缺口寬度之比。類型有：觸發(fā)葉片式和觸發(fā)齒輪式。傳感器可安裝在分電器中，也可裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端或飛輪殼上。工作時(shí)在霍爾組件中產(chǎn)生變化的霍爾電壓，此信號(hào)電壓經(jīng)放大整形電路處理后，便成為標(biāo)準(zhǔn)的電壓脈沖。霍爾電壓變化的時(shí)刻反映了曲軸的位置。單位時(shí)間內(nèi)霍爾電壓變化的次數(shù)可反映出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3傳感器檢查

(1)動(dòng)態(tài)測(cè)平均電壓法在傳感器電路連接正常的情況下，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，用萬(wàn)用表在傳感器信號(hào)輸出端測(cè)電壓，指針擺動(dòng)即有信號(hào)電壓，且信號(hào)電壓隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，說(shuō)明傳感器正常。

(2)輸入、輸出電壓檢測(cè)法①輸入電壓檢測(cè)霍爾效應(yīng)式傳感器系有電源器件，需輸入一定外電源才能工作。因此，應(yīng)先測(cè)量其輸入電壓是否正常。如圖2-2-24所示，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，電壓表應(yīng)顯示接近蓄電池電壓，約11.2～11.5V，否則，說(shuō)明外電沒(méi)有送給傳感器，應(yīng)檢查電源、供電線路和電控單元等供電回路和部件。若電壓表顯示電壓正常，可進(jìn)一步測(cè)量傳感器的輸出狀況。②輸出電壓檢測(cè)將直流電壓表接在點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器信號(hào)輸出線“O”(綠白線)與“-”(棕白線即措鐵線)之間，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓。當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片在霍爾點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的空氣隙時(shí)，電壓表應(yīng)顯示與輸入電壓值相近的電壓，即約11.1～11.3V；而當(dāng)觸發(fā)葉輪的l葉片轉(zhuǎn)離霍爾點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的空氣隙時(shí)，電壓表所顯示的電壓應(yīng)接近零伏(約03～04v)。

上述檢測(cè)結(jié)果均符合要求，即可確認(rèn)霍爾效應(yīng)式傳感器良好。否則傳感器損壞。第四節(jié)節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器又稱節(jié)氣門開(kāi)度傳感器，其作用是檢測(cè)節(jié)氣門的開(kāi)度大小，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸給電控單元ECU。有線性式和開(kāi)關(guān)式兩種。一、傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器開(kāi)關(guān)式也稱節(jié)氣門開(kāi)關(guān)。凸輪板1與節(jié)氣門同軸，活動(dòng)觸點(diǎn)臂的運(yùn)動(dòng)受到裝在凸輪板月牙槽內(nèi)的銷釘?shù)南拗?，銷釘與活動(dòng)觸點(diǎn)臂固連。當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度在怠速位置時(shí)，怠速觸點(diǎn)5與活動(dòng)觸點(diǎn)相接通。向電控單元ECU輸送一個(gè)電信號(hào)，電控單元將其與轉(zhuǎn)速信號(hào)綜合分析，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)(如1200r／min)，電控單元便發(fā)出怠速加濃信號(hào)；而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于某值時(shí)(如1800r／mln)，電控單元便判定為減速或利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，從而發(fā)出停止噴油指令。當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度最大或接近最大時(shí)，全開(kāi)觸點(diǎn)2與活動(dòng)觸點(diǎn)接通，向電控單元傳送一全負(fù)荷加濃信號(hào)，從而進(jìn)行全負(fù)荷加濃。當(dāng)節(jié)氣門位置在怠速與全負(fù)荷之間的開(kāi)度時(shí)，電控單元指令噴油器按正常供油量噴油。開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器輸出信號(hào)如圖2-2-26所示。

2、線性式節(jié)氣門位置傳感器有兩對(duì)與節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)的活動(dòng)觸點(diǎn)(即滑動(dòng)觸片)，其中3作為主電位器滑動(dòng)片，它可以在電阻體2上滑動(dòng)；1為檢測(cè)節(jié)氣門全閉用活動(dòng)觸點(diǎn)即怠速觸點(diǎn)。傳感器內(nèi)部電路如圖2-2-27(b)所示。當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度改變時(shí)，活動(dòng)觸點(diǎn)3也隨之在電阻體2上滑動(dòng)，使電位器的電阻值改變，即節(jié)氣門位置信號(hào)VTA電壓相應(yīng)改變。當(dāng)節(jié)氣門全閉時(shí)，節(jié)氣門全閉活動(dòng)觸點(diǎn)1可使怠速開(kāi)關(guān)IDL接通。線性式節(jié)氣門位置傳感器輸出特性如圖22—28。

二、傳感器常見(jiàn)故障與檢查節(jié)氣門位置傳感器故障會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)或無(wú)怠速、加速困難、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等。

(一)線性式節(jié)氣門位置傳感器的常見(jiàn)故障與檢查

1常見(jiàn)故障

(1)怠速觸點(diǎn)接觸不良而無(wú)怠速信號(hào)。

(2)滑片與電阻接觸不良而使節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)不正確或時(shí)有時(shí)無(wú)。

2故障檢查可通過(guò)測(cè)其電壓和電阻的方法來(lái)檢查判斷?，F(xiàn)以皇冠3.O為例，說(shuō)明其具體檢查方法。

(1)檢查節(jié)氣門位置傳感器的電壓在確保節(jié)氣門位置傳感器插接器連接良好的情況下，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))，用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)ECU插接器上的有關(guān)接腳的電壓，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較(見(jiàn)表2-2-7)。如果電壓正常，則節(jié)氣門位置傳感器無(wú)故障，否則需作進(jìn)一步檢查。（2）檢查節(jié)氣門位置傳感器的電阻拔開(kāi)節(jié)氣門位器傳感器插接器，用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量節(jié)氣門位置傳感器各端子間的電阻，其標(biāo)準(zhǔn)電阻值如表2-2-18所示，如果電阻值不符，應(yīng)更換傳感器。

慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)氣門觀察“VTA與E2”或“VC與VTA”間電阻是否隨節(jié)氣門的開(kāi)度改變而連續(xù)變化。如果電阻忽大忽小或有無(wú)窮大出現(xiàn)。也應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。

（二）開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的常見(jiàn)故障與檢查

l常見(jiàn)故障開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的常見(jiàn)故障主要是怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)接觸不良；

2故障檢查

(1)檢查怠速觸點(diǎn)處于關(guān)閉位置時(shí)，用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)端子，其電阻應(yīng)為0。節(jié)氣門一打開(kāi)，電阻顯示應(yīng)為無(wú)窮大。

(2)檢查全負(fù)荷觸點(diǎn)關(guān)閉或開(kāi)度小時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)電阻應(yīng)為無(wú)窮大。節(jié)氣門開(kāi)度達(dá)到一定值時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)電阻應(yīng)為0。開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器各端子導(dǎo)通情況見(jiàn)表2-2-9所示。第五節(jié)溫度傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、排氣溫度等，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸給ECU，以判定發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀況、計(jì)算進(jìn)氣質(zhì)量流量以及排氣凈化處理等。溫度傳感器主要有熱敏電阻式和熱敏鐵氧體式。一、熱敏電阻式溫度傳感器是利用某些半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的原理制成的。熱敏電阻按其溫度與電阻值變化的關(guān)系可分為三種：１、正溫度系數(shù)電阻(PTC)，特點(diǎn)是在工作溫度范圍內(nèi)，其隨溫度的升高而增大；２、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)，其特點(diǎn)是

在工作溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高而減?。唬?、臨界溫度熱敏電阻(CTR)，其特點(diǎn)是在臨界溫度時(shí)，其電阻值會(huì)發(fā)生躍變。

(一)結(jié)構(gòu)和工作原理現(xiàn)以負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器為例，講述其結(jié)構(gòu)和工作原理。冷卻液溫度傳感器裝于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上伸入水套內(nèi)。其結(jié)構(gòu)如圖2-2-29所示。冷卻液溫度越低，熱敏組件5的電阻值就越大，向電控單元ECU輸入低溫信號(hào)，使其向噴油器發(fā)出多噴油和早點(diǎn)火的指令。隨著冷卻液溫度的逐漸升高．熱敏組件5的電阻值將逐漸減小，向電控單元ECU輸入高溫信號(hào)，使其指令噴油器逐漸減少補(bǔ)充噴油量和推遲點(diǎn)火。

(二)傳感器的檢查現(xiàn)以皇冠3．O冷卻液溫度傳感器為例．說(shuō)明其檢查方法。

1、冷卻液溫度傳感器熱敏電阻的檢查從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下冷卻液溫度傳感器，將傳感器放入水中測(cè)量其電阻值的變化，如圖2-2-31所示，逐漸升高水溫，同時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器兩個(gè)插座間的電阻值。如果傳感器兩插座間的電阻值與水溫能按照比例的關(guān)系變化，并且?guī)讉€(gè)點(diǎn)的測(cè)量值與維修手冊(cè)中給出的正常范圍相吻合，即可初步認(rèn)為水溫傳感器良好。表2-2-10給出了冷卻液溫度傳感器在各種溫度下的電阻值，可供參考。

2、冷卻液溫度傳感器輸出電壓的檢查打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量ECU的“THW'’與“E2'間的電壓。電壓0.2～1.0V之間。如果電壓值不在此范圍內(nèi)。說(shuō)明從ECU到傳感器間存在故障。如果經(jīng)過(guò)電阻檢測(cè)，熱敏特性正常，則原因一般為線路故障。檢查冷卻液溫度傳感器線路的步驟為：

(1)檢查ECU接地端子E1的接地情況；

(2)檢查ECU各電源端于電壓；

(3)檢查冷卻液溫度傳感器線路；

(4)如果以上檢查均正常，則說(shuō)明故障出在ECU的內(nèi)部。進(jìn)氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測(cè)方法與冷卻液溫度傳感器相似。它安裝在進(jìn)氣管或空氣流量傳感器內(nèi)，作用是將檢測(cè)進(jìn)氣溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送給ECU。

二、熱敏鐵氧體溫度傳感器熱敏鐵氧體磁性具有隨溫度急劇變化的特性。當(dāng)鐵氧體溫度超過(guò)某一值時(shí)，鐵氧體的導(dǎo)磁率會(huì)急劇下降，即從強(qiáng)磁性急速轉(zhuǎn)變?yōu)槿醮判?。利用這一性質(zhì)即可制成熱敏鐵氧體溫度傳感器。

l、傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理由殼體、熱敏鐵氧體、笛簧開(kāi)關(guān)和永久磁鐵等構(gòu)成，如圖。在笛簧開(kāi)關(guān)磁路中配置了兩個(gè)急變溫度不同的環(huán)狀熱敏鐵氧體和永久磁鐵。利用鐵氧體磁性隨溫度急劇變化的特性，使笛簧開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)。其工作原理：當(dāng)熱敏鐵氧體所處環(huán)境溫度低于某一值如650C時(shí)，兩個(gè)鐵氧體為強(qiáng)磁性體，被永久磁鐵磁化，笛簧開(kāi)關(guān)的觸頭中有直通的磁力線穿過(guò)產(chǎn)生吸力，開(kāi)關(guān)觸頭閉合；當(dāng)熱敏鐵氧體周圍溫度高于某一值如100℃時(shí)，兩個(gè)鐵氧體的導(dǎo)磁率急劇下降，變?yōu)槿醮判泽w，熱敏鐵氧體基本上沒(méi)有被磁化．相當(dāng)于沒(méi)有鐵氧體存在，在永久磁鐵磁場(chǎng)作用下，笛簧開(kāi)關(guān)的觸頭仍閉合；當(dāng)熱敏鐵氧體所處環(huán)境溫度在65～100"C之間時(shí)，其中急變溫度為65度’的鐵氧體變?yōu)槿醮判泽w沒(méi)被磁化，而急變溫度為100℃的鐵氧體為強(qiáng)磁性體而被磁化。并與其左邊的永久磁鐵形成一個(gè)磁鐵。這時(shí)笛簧開(kāi)關(guān)的觸頭受到排斥力，觸頭打開(kāi)熱敏鐵氧體溫度傳感器一般用于控制汽車散熱器的電動(dòng)風(fēng)扇等。

2傳感器的檢查如圖2-2-33所示。用表檢查傳感器內(nèi)笛簧開(kāi)關(guān)的通斷情況。當(dāng)水溫低于規(guī)定值650C或高于規(guī)定值如1000C時(shí)，笛簧開(kāi)關(guān)應(yīng)成通路；當(dāng)水溫在65～1000C之間時(shí)，笛簧開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)。第六節(jié)氧傳感器裝于排氣管中，作用是通過(guò)檢測(cè)廢氣中氧含量的多少來(lái)判斷混合氣的空燃比與理論空燃比的偏差程度，以確定最佳噴油量，把空燃比控制在理論空燃比附近。目前應(yīng)用的氧傳感器有兩種：一種是二氧化鋯型；另一種是二氧化鈦型。一、二氧化鋯(ZrO2)型氧傳感器

(一)傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理即電壓型，它是根據(jù)大氣與排氣中氧濃度之差而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的一種電池。其結(jié)構(gòu)如圖2-2-34所示。主要由鋯管、保護(hù)殼、保護(hù)罩、彈簧、通風(fēng)口、電插頭等組成。鋯管的外形呈彎管狀，如圖2-2-35所示。中間為活性材料二氧化鋯6，內(nèi)外表面均覆蓋層多孔鉑電極3。鋯管的內(nèi)電極與大氣接觸，外電極則暴露于廢氣中，外電極表面還有一層多孔的氧化鋁陶瓷保護(hù)層2，可防止廢氣腐蝕電極。當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)。陶瓷層可使氧離子化，而二氧化鋯吸收氧離子，這使得靠近鉑電極側(cè)的二氧化鋯表面積聚起負(fù)電荷。由于二氧化鋯接觸空氣一側(cè)的含氧量總是較大，其負(fù)電荷也就相對(duì)較多，與廢氣接觸一{0}4產(chǎn)生電位差，電位差的大小取決于鋯管內(nèi)外側(cè)含氧量之差。因空氣中的含氧量是一定的，這樣，廢氣中的含氧量多少就被轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的大小，傳給電控單元ECU進(jìn)行分析，最后得出混合氣偏濃或偏稀的結(jié)論，并據(jù)此發(fā)出相應(yīng)的加油減油指令，使混合氣濃度盡量適合發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的工況要求。

輸出特性如圖所示。當(dāng)空燃比為理論空燃比14：7時(shí)，氧傳感器輸出的信號(hào)電壓約0.5V左右；當(dāng)空燃比偏濃時(shí)，排氣中的氧含量極少，二氧化鋯(ZrO2)內(nèi)外側(cè)氧濃度差大，因而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)較高約1V；當(dāng)混合氣偏稀時(shí)，排氣中含有較多的氧，二氧化鋯內(nèi)外側(cè)的氧濃度差較小，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)幾乎為0V。

二氧化鋯表面加鉑，可提高氧傳感器的靈敏度。鉑可催化O2與CO反應(yīng)，這樣可使混合氣偏濃時(shí)，排氣中的氧含量幾乎為O，增加二氧化鋯內(nèi)外側(cè)的氧濃度差，使之可產(chǎn)生IV左右的電壓；在棍舍氣偏稀時(shí)，排氣中02的濃度高，而CO濃度低，CO與O2反應(yīng)后對(duì)O2的濃度影響不太，因而產(chǎn)生的電壓仍然很低，幾乎為0V。

為保證氧傳感器可靠工作，特別是在怠速和剛起動(dòng)時(shí)能有效的工作，其內(nèi)部一般都裝有加熱組件(加熱線圈)，加熱線圈由電控單元ECU控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或怠速時(shí)，進(jìn)氣量小，排氣溫度低。加熱線圈通電。以加熱二氧化鋯組件使其正常工作。注意：如果廢氣中含鉛，將使氧傳感器失靈，因此裝有氧傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)不能使用含鉛汽油。

(二)傳感器的檢查

1氧傳感器輸出電壓檢查由于氧傳感器上電動(dòng)勢(shì)所形成的能量非常小，必須用高阻的數(shù)字式萬(wàn)用表或示波器測(cè)量。檢查方法如下。

(1)將發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱至規(guī)定溫度。

(2)拔下壓力調(diào)節(jié)器的真空軟管，堵上支管，使空燃比變濃。

(3)在怠速狀態(tài)下測(cè)量電控單元ECU插座的端電壓，應(yīng)大于0.5V。

2、氧傳感器功能測(cè)試

(1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并暖機(jī)到65℃以上。

(2)卸下排氣管上廢氣檢測(cè)口螺釘，把CO廢氣分析儀安裝到排氣管接口上。

(3)撥下氧傳感器的插接器，并將氧傳感器的連接線措鐵。若CO排放量上升，表明連接線路和電控單元良好。

(4)將數(shù)字式表連到信號(hào)輸出線與搭鐵間。當(dāng)CO排放量正常時(shí)，電應(yīng)為O.5V；若0V．說(shuō)明混合氣過(guò)??；若在1V，說(shuō)明過(guò)濃?；旌蠚膺^(guò)稀或過(guò)濃，均說(shuō)明氧傳感器損壞不起作用。

3氧傳感器加熱線圈電阻的檢查拔下插頭。20℃時(shí)，應(yīng)為3歐；預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)排氣管達(dá)到3500C時(shí)，加熱線圈電阻應(yīng)為13歐。第七節(jié)爆震傳感器作用：檢測(cè)是否發(fā)生爆震以及爆震的強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入ECU，以便微機(jī)對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火系統(tǒng)的閉環(huán)控制。產(chǎn)生爆震可以用檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)、燃燒噪聲等方法進(jìn)行。其中最常用的檢測(cè)方法是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)。根據(jù)機(jī)體振動(dòng)檢測(cè)爆震的傳感器有多種形式。最常見(jiàn)的有壓電晶體式爆震傳感器和磁致伸縮式爆震傳感器。一、傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、壓電晶體式爆震傳感器根據(jù)壓電晶體的壓電效應(yīng)原理制成，即壓電晶體在一定的方向上受到機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí)，晶體表面會(huì)產(chǎn)生電荷，外力的作用消除后，電荷隨之消失。圖2-2-38是安裝氣缸蓋上的壓電式爆震傳感器的組成示意圖。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，壓電測(cè)振組件5隨發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)受到拉、壓作用．當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率與壓電組件5的

固有頻率一致時(shí)，將產(chǎn)生共振，信號(hào)最大。設(shè)計(jì)時(shí)將晶體的固有頻率調(diào)節(jié)在爆震時(shí)引起的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)頻率之內(nèi)，則在爆震時(shí)，傳感器會(huì)輸出異常的電壓信號(hào)。壓電式爆震傳感器也可以制成環(huán)狀，與火花塞一起安裝，如圖2—239所示。二、二氧化鈦(Ti02)型氧傳感器二氧化鈦(TiO2)型氧傳感器的敏感組件是二氧化鈦。特性：電阻值會(huì)隨周圍氧的濃度的變化而變化。周圍氧的濃度高時(shí)，電阻值增大，反之則減小。與二氧化鋯型不同的是，二氧化鈦型需輸人電流，因此其傳感器除信號(hào)輸出端子外，還應(yīng)具有一個(gè)基準(zhǔn)電壓輸入端子，其內(nèi)部電路連接如圖2-2-37所示。R2為溫度補(bǔ)償電阻。因?yàn)槎趸伒碾娮钑?huì)隨溫度的變化而變化，不加補(bǔ)償電阻其信號(hào)電壓也會(huì)隨溫度而變化。溫度補(bǔ)償電阻的溫度系數(shù)與二氧化鈦相似，這樣傳感器輸出的信號(hào)電壓就不會(huì)因溫度的變化而變化。為使二氧化鈦型氧傳感器能正常的工作，其內(nèi)部也需有加熱組件。

2、磁致伸縮式爆震傳感器是應(yīng)用最早的一種爆震傳感器，它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，如圖所示，由永久磁鐵4，靠永久磁鐵激磁的強(qiáng)磁性鐵心2以及鐵心周圍的傳感線圈l構(gòu)成。高鎳合金組成的磁性鐵心2外側(cè)設(shè)有永久磁鐵4，在其周圍纏繞著傳感線圈1磁性鐵心受振偏移致使傳感線圈內(nèi)磁通發(fā)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過(guò)傳感線圈的磁通變化時(shí)。傳感線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)即為爆震傳感器輸出的電壓信號(hào)。輸出電壓信號(hào)的大小取決于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的頻率，當(dāng)傳感器固有振蕩頻率與設(shè)定爆震強(qiáng)度時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率產(chǎn)生共振時(shí)，傳感器將輸出最大電壓信號(hào)，如圖2-2-41所示。二、傳感器的檢測(cè)

1示波器檢測(cè)采用示波器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)爆震傳感器輸出電壓的波形，如圖2-2-41所示。以此來(lái)判別爆震傳感器是否正常。如果有不規(guī)則的振動(dòng)波形出現(xiàn)，并且該渡波形隨發(fā)動(dòng)機(jī)爆震情況的變化而有明顯的變化，說(shuō)明爆震傳感器工作正常。如果沒(méi)有波形輸出或輸出波形不隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況的變化而變化，則說(shuō)明爆震傳感器有故障，應(yīng)予更換。

2、測(cè)電阻檢測(cè)在沒(méi)有示波器的情況下，可通過(guò)測(cè)量電阻的方法對(duì)爆震傳感器進(jìn)行粗略的檢測(cè)。拔下爆震傳感器與ECIJ問(wèn)的線路連接器，制量傳感器端子與接地線之間的電阻值，如果此電阻值極小，說(shuō)明爆震傳感器確故障，應(yīng)更換。第八節(jié)車身高度傳感器

1．車身高度傳感器的作用與分類作用是：把車身高度(汽車懸架裝置的位移量)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸送給電控單元，用于電控懸架系統(tǒng)。

分為光電式、霍爾式和片簧開(kāi)關(guān)式等幾種類型。

2.光電式車身高度傳感器應(yīng)用最多的一種高度傳感器。內(nèi)部有一靠連桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳感器軸。傳感器軸上固定一開(kāi)有許多窄槽的圓盤(pán)。遮光器由發(fā)光二極管和光電三極管組成，圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使遮光器的輸出ON或OFF轉(zhuǎn)換，輸送給懸架的ECU。電控單元可以檢測(cè)出圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，即懸架變形量。高度傳感器定在車架上，傳感器軸的外端裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的另一端通過(guò)一連桿與獨(dú)立懸架的下擺臂相連。根據(jù)傳感器內(nèi)使用的遮光器的數(shù)量，傳感器可把車身高度狀態(tài)分為不同數(shù)量的區(qū)域，以便對(duì)車身高度進(jìn)行精確的控制。電控懸架系統(tǒng)使用的光電式轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器的結(jié)構(gòu)、原理與光電式高度傳感器相似。

3、霍爾式高度傳感囂霍爾式高度傳感器由兩個(gè)霍爾集成電路、磁體構(gòu)成，由于兩者的相對(duì)位置不同，車身高度分為三個(gè)區(qū)域檢測(cè)。圖2-2-44所示為霍爾式高度傳感器結(jié)構(gòu)和原理圖。

4、片簧開(kāi)關(guān)式高度傳感器片簧開(kāi)關(guān)式高度傳感器是利用四個(gè)片簧開(kāi)關(guān)的開(kāi)／關(guān)，把車身高度的狀態(tài)分為四個(gè)區(qū)域．而且與輸入回路的兩個(gè)輸出晶體管的工作配臺(tái)進(jìn)行控制。工作原理如圖。第九節(jié)減速度與橫向加速度傳感器主要應(yīng)用在一些四輪驅(qū)動(dòng)的汽車的ABS系統(tǒng)中，又稱G傳感器。作用是在汽車制動(dòng)時(shí)，獲得汽車減速度信號(hào)。因車在高附著系數(shù)路面上制動(dòng)叫，減速度大．在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，減速度小，因而該信號(hào)送人ECU后，可以對(duì)路面進(jìn)行區(qū)別，判斷路面附著系數(shù)高低情況。當(dāng)判定汽車行駛在雪路、結(jié)冰路等易打滑的路面上時(shí)，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動(dòng)性能。有：光電式、水銀式、差動(dòng)變壓器式和半導(dǎo)體式等幾種類型。橫向加速度傳感器主要用于一些高檔轎車、跑車的ABS系統(tǒng)，其作用是當(dāng)制動(dòng)中出現(xiàn)側(cè)滑趨勢(shì)時(shí)。輸入信號(hào)給ECU，通過(guò)調(diào)整車輪制動(dòng)力來(lái)防止汽車側(cè)滑的產(chǎn)生。

1、光電式減速度傳感器基本結(jié)構(gòu)及原理與光電式高度傳感器相似。由兩個(gè)發(fā)光二極管、兩個(gè)光電三極管、一個(gè)透光板和一個(gè)信號(hào)電路組成。汽車勻速行駛時(shí)，透光板靜止不動(dòng)。當(dāng)汽車減速度時(shí)，透光板則隨著減速度的變化沿汽車的縱軸方向擺動(dòng)。減速度越大，透光板擺動(dòng)位置越大，由于透光板的位置不同，允許發(fā)光管傳送到光電三極管的光線不同，使光電三極管形成開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)。兩個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光電三極管組合作用，可將汽車的減速度區(qū)分為四個(gè)等級(jí)，此信號(hào)送人電控單元就能感知路面附著系數(shù)情況

2．水銀式減速度傳感器由玻璃管和水銀組成．在低附著系數(shù)路面時(shí)，汽車減速度小，水銀在管內(nèi)基本不動(dòng)。開(kāi)關(guān)在坡璃管內(nèi)處于接通(ON)狀態(tài)。在高附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，汽車減速度大，水銀靠慣性作用前移，使玻璃管內(nèi)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(OFF)，此信號(hào)送人ECU就能感知路面附著系數(shù)情況。在后退方向也能輸出減速度信號(hào)。

3.差動(dòng)變壓式減速度傳感器

傳感器由兩部分組成，其上部為差動(dòng)變壓器。下部為電子電路。差動(dòng)變壓器主要由一個(gè)初級(jí)繞組、兩個(gè)相串聯(lián)的次級(jí)繞組和鐵心組成。直流電經(jīng)過(guò)振蕩電路變成交流電壓up，加到初級(jí)繞組上，因此時(shí)穿過(guò)鐵心的磁通發(fā)生變化，在次級(jí)繞組中分別產(chǎn)生電壓ul與u2。當(dāng)鐵心在中間位置時(shí)，u1與u2相等，當(dāng)鐵心偏離中間位置時(shí)，u1與u,不再相等，二者出現(xiàn)一個(gè)電壓差us。us的高低與鐵心的位移距離成正比。us信號(hào)經(jīng)過(guò)電路處理后成為傳感器輸出信號(hào)。在正常行駛時(shí)，鐵心處于線圈中間位置；當(dāng)汽車制動(dòng)減速時(shí)，鐵心受慣性力的作用向前移動(dòng)。汽車制動(dòng)時(shí)減速度越大，鐵心位移越大，輸出電壓信號(hào)越大。該信號(hào)送人ECU用來(lái)控制ABS系統(tǒng)工作。

4.橫向加速度傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。主要由開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)組成，因而一般稱為橫向加速度開(kāi)關(guān)。用來(lái)檢測(cè)汽車橫向加速度范圍。在此開(kāi)關(guān)中串聯(lián)有兩對(duì)開(kāi)啟方向相反的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。當(dāng)汽車的橫向加速度低于限定值時(shí)，兩觸點(diǎn)都處于閉合狀態(tài)，插頭兩端子通過(guò)開(kāi)關(guān)內(nèi)部構(gòu)成回路；當(dāng)在高速急轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，橫向加速度超過(guò)限定值時(shí)，一對(duì)觸點(diǎn)在自身慣性力的作用下處于開(kāi)啟狀態(tài)，插頭兩端子之間在開(kāi)關(guān)內(nèi)部形成斷路，此信號(hào)輸人ECU后可對(duì)制動(dòng)防抱死控制指令進(jìn)行修正，以便有效地調(diào)節(jié)左右車輪制動(dòng)分泵的液壓，使ABS更有效地工作。

第十節(jié)轉(zhuǎn)向扭矩傳感器又稱轉(zhuǎn)矩傳感器，用于測(cè)定轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩，輸人電控電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的ECU，以判斷系統(tǒng)是否需要助力?；竟ぷ魅鐖D。用磁性材料制成的定子和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的磁路。線圈A、B、C、D分別繞在極靴上，接成一個(gè)橋式回路。轉(zhuǎn)向盤(pán)桿扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)矩成比例，所以只要測(cè)定桿的扭轉(zhuǎn)角，就可間接地知道轉(zhuǎn)向力的大小。在線圈的u、T兩端施加連續(xù)的脈沖電壓信號(hào)Ui，當(dāng)轉(zhuǎn)向桿上的轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角也為零。這時(shí)轉(zhuǎn)子的縱向?qū)ΨQ面處于圖示定子AC、BD的對(duì)稱平面上，每個(gè)極靴上的磁通量是相同的。因而電橋是平衡的，在V、W兩端的電位差Uo=0。

如果轉(zhuǎn)向桿上存在轉(zhuǎn)矩時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角不為零，此時(shí)轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生如圖2-2-48所示的角位移θ。極靴A、D間的磁阻增加，B、C間的磁阻減少，各個(gè)極靴的磁通產(chǎn)生差別，電橋失去平衡，在V、W之間出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差與桿的扭轉(zhuǎn)角θ和輸入電壓ui成正比。由電橋出現(xiàn)的電位差U0，就可以知道轉(zhuǎn)向軸桿的扭轉(zhuǎn)角，從而便可以知道轉(zhuǎn)向盤(pán)軸的轉(zhuǎn)矩。在實(shí)際使用中，不少轉(zhuǎn)矩傳感器作成圖2-2-49所示的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)在工作原理上基本相同。其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝。日本富士重工電子控制電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用轉(zhuǎn)矩傳感器，是將負(fù)載力矩引起的扭桿扭轉(zhuǎn)角位移測(cè)出。并轉(zhuǎn)換為電位計(jì)電阻的變化。轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)滑環(huán)由定子傳遞出來(lái)，其結(jié)構(gòu)如圖2-2-50所示。

第十一節(jié)碰撞傳感器一、碰撞傳感器的作用

檢測(cè)車輛發(fā)生碰撞時(shí)的減速度或慣性力，并將信號(hào)送到安全氣囊專用電腦。二、碰撞傳感器的分類按其功能可分為：碰撞烈度(激烈程度)傳感器和防護(hù)碰撞傳感器兩大類。碰撞烈度傳感器按安裝位置分為：前碰撞傳感器(包括左、右前和中央碰撞傳感器)和中心碰撞傳感器，用于檢刪汽車遭受碰撞的激烈程度，其信號(hào)是供電腦判斷是否引爆點(diǎn)火劑而使充氣劑給氣囊充氣。

防護(hù)碰撞傳感器與碰撞烈度傳感器串聯(lián)．用于防止前碰撞傳感器短路而造成氣囊誤爆現(xiàn)象，其信號(hào)是供電腦確定是否發(fā)生碰撞。碰撞傳感器按其總體結(jié)構(gòu)分為：機(jī)電結(jié)合式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器和水銀開(kāi)關(guān)式碰撞傳感器。機(jī)電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)(滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))來(lái)控制觸點(diǎn)動(dòng)作，再由觸點(diǎn)斷開(kāi)與閉臺(tái)來(lái)控制SRS氣囊電路接通與切斷。目前常用的有滾球式、滾軸式和偏心錘式等。電子式碰撞傳感器是利用傳感器輸出的電壓信號(hào)，通過(guò)SRS電腦，指示點(diǎn)火工作。

目前常用的有電阻應(yīng)變計(jì)RSG式和壓電效應(yīng)式碰撞傳感器。水銀開(kāi)關(guān)式碰撞傳感器是利用水銀導(dǎo)電的特性來(lái)控制SRS氣囊電路接通或切斷。三、碰撞傳感器的安裝位置在安全氣囊系統(tǒng)中，前碰撞傳感器設(shè)有2-3只，一般安裝在車身前部，比如車身兩側(cè)的前翼子板內(nèi)側(cè)、兩側(cè)前照燈支架下面、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器(水箱)支架左、右兩側(cè)等。防護(hù)碰撞傳感器(簡(jiǎn)稱為防護(hù)傳感器)又稱為安全碰撞傳感器(簡(jiǎn)稱為安全傳感器)或偵測(cè)碰撞傳感器(簡(jiǎn)稱為偵測(cè)傳感器)，一般都與SRS電腦組裝在一起，安裝在駕駛室中部變速桿前、后的裝飾板下面。四、碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)與原理

1、滾球式碰撞傳感器圖示波許公司研制生產(chǎn)的滾球式碰撞傳感器，又稱為偏壓磁鐵傳感器，尼桑和馬自達(dá)汽車安全氣囊系統(tǒng)采用的即為這種傳感器。主要由滾球1、永久磁鐵2、導(dǎo)缸3、觸點(diǎn)4和殼體5組成。兩個(gè)觸點(diǎn)4聞定不動(dòng)，并分別與傳賭器的引線端子連接。鐵質(zhì)滾球1用來(lái)感測(cè)慣性力或減速度的大小，可在導(dǎo)缸3內(nèi)移動(dòng)或滾動(dòng)。殼體5上印制有箭頭標(biāo)記，安裝時(shí)必須按使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行安裝(指向前方或后方)。滾球式碰撞傳感器的工作原理如圖2-2-52所示。當(dāng)傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在永久磁鐵的磁力作用下，導(dǎo)缸內(nèi)的滾球被吸向磁鐵，兩個(gè)觸點(diǎn)未被連通，如圖2-2-52(a)所示。當(dāng)汽車遭受碰撞，使?jié)L球的慣性力大于水久磁鐵的吸力時(shí)，慣性力使?jié)L球克服磁鐵的吸力沿著導(dǎo)缸向左運(yùn)動(dòng)。將兩個(gè)觸點(diǎn)接通，如圖2—252(b)所示，從而接通SRS氣囊的搭鐵回路。

3．偏心錘式碰撞傳感器又稱為偏心轉(zhuǎn)子式碰撞傳感器，結(jié)構(gòu)如圖所示，由偏心錘1、偏心錘臂2、轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)臂3及轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)6與13、固定觸點(diǎn)10與16、復(fù)位彈簧19、擋塊9和殼體4、12等組成。轉(zhuǎn)子總成由偏心錘1、轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)臂3、11及轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)6、13組成，安裝在傳感器軸上。

偏心錘1偏置安裝在偏心錘臂2與1S上。轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)臂3、11兩端固定有觸點(diǎn)6、13，觸點(diǎn)隨觸點(diǎn)臂一起轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)固定觸點(diǎn)10、16絕緣固定在傳感器殼體上，并用導(dǎo)線分別與傳感器接線端子7、14與5、17連接。工作原理如圖：當(dāng)傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在復(fù)值彈簧的彈力作用下．偏心錘與擋塊保持接觸，轉(zhuǎn)子總成處于靜止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)與同定觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，如