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文檔簡介

傳感器一、傳感器的作用1.傳感器的功能、地位將被測對象的非電量信息檢測出來,并將其轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。在現(xiàn)代汽車上獲得電信號的極重要的手段,在整個(gè)控制、測試系統(tǒng)中占有首要的地位。處于檢測系統(tǒng)的輸入端,所以它的性能直接影響著整個(gè)檢測系統(tǒng)的工作可靠性。傳感器也有稱為變送器、發(fā)送器或檢測頭。一、傳感器的作用2.對傳感器的性能要求1)環(huán)境適應(yīng)性工作溫度幅度變化大,其變化范圍較寬,-40℃~80℃耐震、耐水、耐溫、耐沖擊、抗電磁干擾適應(yīng)電路密集特點(diǎn)2)測定量程合理一、傳感器的作用2.對傳感器的性能要求3)分辨能力分辨力表示傳感器可能檢測出的被測(識別)出的被測信號的最小增量。例如,發(fā)動機(jī)溫度傳感器測量范圍為170℃(-50℃~120℃),與其對應(yīng)的要求輸出值為0~5V,分別能力為0.1℃。對電壓的識別能力應(yīng)≤29.4mV。發(fā)動機(jī)曲軸位置傳感器要求分辨度為0.1°,也就是說設(shè)計(jì)或選擇數(shù)字傳感器時(shí),它的脈沖當(dāng)量應(yīng)≤0.1。一、傳感器的作用2.對傳感器的性能要求4)響應(yīng)速度應(yīng)符合要求響應(yīng)速度是傳感器在受到階躍信號激勵(lì)后,傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)定值85%時(shí)所需要(延遲)的時(shí)間。工作在脈沖狀態(tài)時(shí),除了延遲時(shí)間的指標(biāo)外,還應(yīng)考慮延遲時(shí)間與脈沖寬度的關(guān)系,一般要求5%左右。一、傳感器的作用2.對傳感器的性能要求5)滿足測量的一致性要求6)應(yīng)滿足測量精度的要求測量精度用誤差值表示,誤差是指測量指示值與真值之間的差,有的用絕對值表示,例如溫度的絕對溫度誤差±2℃;有的用相對值來表示,例如空氣流量傳感器的相對誤差為±1%。7)符合工作可靠度的要求可靠度是在規(guī)定條件下,傳感器正常工作的概率例如壓力傳感器工作2000h的可靠度為0.997,即正常工作的可能性概率為99.7%(故障率0.003)。串聯(lián)時(shí)可靠度減小,并聯(lián)時(shí)可靠度增加。一、傳感器的作用2.對傳感器的性能要求8)其他要求過載輸入在過載輸入量作用下傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)保證不超過其規(guī)定的公差范圍,一般用允許超過測量上限或下限的被測量值與量程的百分比表示;輸出線性輸入輸出關(guān)系曲線與其理論擬合直線之間的偏差,這種偏差要選擇大小一定及重復(fù)性要好,而且有一定的規(guī)律,便于用硬件或軟件進(jìn)行補(bǔ)償。一、傳感器的作用3.傳感器的類型1)按傳感器的作用分類指示作用——儀表儀器顯示控制作用——控制系統(tǒng)工作狀態(tài)2)按傳感器工作原理分類有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、磁電式傳感器等。一、傳感器的作用3.傳感器的類型3)按傳感器輸出信號的能量性質(zhì)進(jìn)行分類①有源傳感器又稱為“能量控制型傳感器”,在工作時(shí)不需外加工作電源,能把非電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電能參數(shù)。如熱電偶式傳感器,它可以把熱量如溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢。壓電式傳感器可以把壓力轉(zhuǎn)換成電荷量。光電式傳感器,磁電式傳感器等。電動式等傳感器轉(zhuǎn)換功能是可逆的。這類傳感器的下接電路,一般都是放大電路。一、傳感器的作用3.傳感器的類型3)按傳感器輸出信號的能量性質(zhì)進(jìn)行分類②無源傳感器也稱為“電參數(shù)控制型傳感器”,其在工作時(shí)不起換能作用,僅對傳感器某種電參數(shù),如電阻、電容、電感量變化。傳感器必需外加電源才有輸出信號。加在傳感器上的電壓應(yīng)為恒定的基準(zhǔn)電壓,通常都是由一個(gè)精確的電壓調(diào)整器把蓄電池、發(fā)電機(jī)輸出的電壓整定到5V后供給傳感器使用。電路上在無源傳感器的后級電路一般是諧振電路和電橋電路。一、傳感器的作用4)按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類①模擬信號一般來說是指電壓、電流、阻抗等進(jìn)行緩慢變化的量,它們都屬于模擬信號。例如,光敏電阻型傳感器和阻抗變化的傳感器。隨著傳感器信號高低連續(xù)變化。輸出電壓信號或是用電流信號,但變換規(guī)律類似。模擬信號均為緩慢變化的電壓、電流量,故其檢測時(shí)可用“模擬電壓通道”的電路來進(jìn)行。一、傳感器的作用②數(shù)字輸出傳感器或稱數(shù)字頻率傳感器“數(shù)字信號”就是常用“0、1”二進(jìn)制數(shù)。表示信號電壓的“有”或者“無”,輸出是離散的數(shù)值及符號。對應(yīng)的有通、斷(ON/OFF)型傳感器,或者是開關(guān)觸點(diǎn)的通、斷(ON/OFF)狀態(tài)。數(shù)字傳感器的優(yōu)點(diǎn)是:信號傳輸過程中的衰減小,即使有干擾混入,誤差也很小。汽車上發(fā)動機(jī)的曲軸位置傳感器和卡曼旋渦式空氣流量計(jì)數(shù)字傳感器。傳感器輸出均為頻率量,故可用“頻率通道”進(jìn)行檢測即可。一、傳感器的作用5)按傳感器在控制系統(tǒng)中的部位分類①發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)主要有進(jìn)氣流量、空燃比、曲軸或凸輪軸角度或位置、爆震、節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度和氧傳感器等;②變速器控制系統(tǒng):主要有車速、節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、液力變矩器輸出軸轉(zhuǎn)速、各傳動軸的轉(zhuǎn)矩、控制油壓、油溫、變速桿位置等傳感器;③制動控制系統(tǒng):主要有車速、車輪轉(zhuǎn)速、負(fù)加速度、滑移率、制動踏板位置、蓄壓器制動油壓、制動液位等傳感器;一、傳感器的作用④轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)主要有車輪轉(zhuǎn)向角、行駛距離、方向轉(zhuǎn)矩、車輛加速度、車速及動力轉(zhuǎn)向液位傳感器等;⑤懸架控制系統(tǒng)包括有車速、振動、車高、轉(zhuǎn)向角、氣壓、節(jié)氣門開度、制動力傳感器等;⑥空調(diào)控制系統(tǒng)主要有外界氣溫、車內(nèi)溫度、風(fēng)量、風(fēng)速、日照量、冷卻水溫、冷媒壓力、濕度、溫控門位置傳感器等;⑦儀表、報(bào)警、安全、診斷系統(tǒng)主要有燃料剩余量、超聲波紅外線掃描、GPS定位、輪胎氣壓、光敏、地域磁性、冷卻水溫、座椅調(diào)定、機(jī)油壓力、機(jī)油的質(zhì)量、進(jìn)氣壓力、風(fēng)窗洗滌劑液位、玻璃破碎、蓄電池液位、門開關(guān)、制動液量及壓力傳感器等。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理1.熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器(1)

結(jié)構(gòu)及原理1)熱敏電阻的溫度特性電阻值隨溫度而變化的這一類器件稱為熱敏電阻。按電阻變化情況,一般可分為三類:①在工作溫度范圍內(nèi),電阻值隨溫度升高而增加的熱敏電阻,稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)。②電阻值隨溫度升高而減少的稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。③在臨界溫度時(shí),阻值發(fā)生銳減的稱為臨界溫度熱敏電阻(CTR)。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理2)熱敏電阻的溫度特性曲線二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理熱敏電阻是在半導(dǎo)體材料中適當(dāng)摻入一些金屬氧化物,根據(jù)要求的形狀,在1000℃以上的高溫下燒結(jié)而成。按照氧化物的不同比例及燒結(jié)溫度的差別,可以得到特性各異的熱敏電阻。一般來說,工作溫度范圍為-20℃~+130℃的熱敏電阻可用于水溫和氣溫的檢測。工作溫度范圍為600℃~1000℃的高溫檢測電阻,常用于發(fā)動機(jī)排氣溫度的檢測。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理切諾基電控發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器的安裝位置二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(2)安裝位置及外形熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器一般安裝在發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器殼內(nèi)并伸入水套中。冷卻液溫度傳感器的內(nèi)部是一個(gè)半導(dǎo)體熱敏電阻。具有負(fù)的溫度系數(shù)。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理冷卻液傳感器的結(jié)構(gòu)和溫度-電阻特性二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(3)冷卻液溫度傳感器與ECU的連接二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理檢測傳感器的電阻二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理溫度傳感器的試驗(yàn)二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理溫度(℃)電阻(kΩ)溫度(℃)電阻(kΩ)最大最小最大最?。?0291.49381.71503.333.88-2085.85108.39602.312.67-1049.2561.43701.631.87029.3335.99801.171.341017.9921.81900.860.972011.3713.611000.640.72259.1210.881100.480.54307.378.751200.370.41404.905.75切諾基車用二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理溫度(℃)電阻(kΩ)溫度(℃)電阻(kΩ)06600.6202.2800.25401.1豐田汽車用二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理冷態(tài)曲線(以10kΩ電阻測得)熱態(tài)曲線(用990Ω電阻算出)溫度(℃)電壓(V)溫度(℃)電壓(V)-28.84.7051.64.00-23.34.5754.43.77-17.74.45603.60-12.24.3065.53.40-6.64.1071.13.20-1.13.9076.63.024.43.6082.22.80103.3087.72.6015.53.0093.32.4021.12.7598.82.2026.62.44104.42.0032.22.151101.8037.71.83115.51.6243.31.57121.11.4548.81.25二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理2.熱敏電阻式進(jìn)氣溫度傳感器(1)結(jié)構(gòu)及原理1.絕緣套2.外殼3.熱敏電阻4.銅墊圈5.防水插座一、傳感器的作用(2)進(jìn)氣溫度傳感器的特性二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(3)安裝位置進(jìn)氣溫度傳感器通常安裝在空氣濾清器之后的進(jìn)氣管上,還有的在空氣流量傳感器內(nèi)和諧振腔上各裝一個(gè),以提高噴油量的控制精度。1.進(jìn)氣溫度傳感器2.空氣流量傳感器3.導(dǎo)線4.空氣流量傳感器殼體5.熱敏電阻二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)氣溫度傳感器的安裝方式有螺紋安裝、螺栓安裝及利用橡膠卡圈卡住的方法安裝三種。利用橡膠卡圈卡住的安裝方法可以很方便地安裝在空氣濾清器的殼體上。進(jìn)氣溫度傳感器內(nèi)部也是一個(gè)具有負(fù)溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻,外部用環(huán)氧樹脂密封。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理溫度傳感器的外形二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(4)溫度傳感器的連接和試驗(yàn)二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理3.熱敏電阻式排氣溫度傳感器(1)結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用1)排氣溫度傳感器的作用排氣溫度傳感器安裝在汽車排氣用催化劑的變換器上,用以檢測變換器內(nèi)排放氣體的溫度,也稱為催化劑用溫度傳感器。是在催化劑變換器異常發(fā)熱時(shí),控制發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒,或發(fā)出報(bào)警信號,以便保護(hù)催化劑并防止高溫引起的故障。排氣溫度傳感器主要有熱敏電阻型、熱電偶型、熔斷器型等,其中熱敏電阻式應(yīng)用較為廣泛。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理3.熱敏電阻式排氣溫度傳感器(1)結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用2)熱敏電阻式排氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)在傳感器的感溫部位內(nèi)裝有熱敏電阻,其結(jié)構(gòu)和工作原理均與熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器相似不同的是排氣溫度傳感器的熱敏電阻是采用氧化鋯等材料制成的高溫型檢測電阻,工作溫度范圍為600℃~1000℃。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理熱敏電阻式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)1、16.耐高溫的無機(jī)氧化物粉末2.鉑絲3.鎳合金絲4.陶瓷件5.密封件6、12、19.耐高溫引出線7.熱敏電阻8、13、20.不銹鋼套9、14、21.安裝螺帽10.鉻鎳-鋁鎳連接點(diǎn)11.鉻鎳-鋁鎳多股線15.熔斷絲17.鎳合金18.密封件二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理熱敏電阻式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)1.熱敏電阻2.密封墊3.安裝用螺紋4.金屬管5.進(jìn)氣孔6.陶瓷件7.護(hù)罩彈簧8.銀焊部位9.六方鉚套10.滾鉚套11.鉚緊部位12.不銹鋼編織網(wǎng)13.硅橡膠14.彈簧二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(2)排氣溫度傳感器的位置二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(3)工作情況當(dāng)起動發(fā)動機(jī)時(shí),點(diǎn)火開關(guān)閉合,排氣溫度報(bào)警燈亮,這樣可以檢查排氣溫度報(bào)警燈的燈絲是否完好;當(dāng)排氣溫度超過900℃時(shí),排氣溫度傳感器的阻值降到0.43kΩ以下,排氣溫度報(bào)警燈亮;當(dāng)車廂底板溫度超過125℃時(shí),底板溫度傳感器的電阻超過2kΩ,這時(shí)排氣溫度報(bào)警燈亮,同時(shí)蜂鳴器也響;當(dāng)排氣溫度傳感器在900℃以下,底板溫度傳感器低于125℃時(shí),排氣溫度傳感器的阻值大干0.43kΩ,而且底板溫度傳感器的阻值低于2kΩ,所以,排氣溫度報(bào)警燈滅、蜂鳴器也不響。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理過熱報(bào)警裝置的電路原理圖二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理排放氣體用溫度傳感器與底板溫度傳感器的特性曲線二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理排氣溫度報(bào)警裝置1.殼體2.隔熱材料3.外罩4.氣體溫度傳感器5.催化劑6.氧化鋁二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(4)排氣溫度傳感器和底板溫度傳感器的檢測排氣溫度傳感器引線的橡膠管有損傷時(shí),應(yīng)當(dāng)換用新的排氣溫度傳感器。就車檢查時(shí),首先使催化劑轉(zhuǎn)換器處于暖機(jī)狀態(tài)(約為400℃),然后用萬用表Ω擋測量排氣溫度傳感器的電阻。當(dāng)進(jìn)行單件檢查排氣溫度傳感器時(shí),把排氣溫度傳感器頂端40mm長的部分靠近火焰處加熱到暗紅色,測試加熱狀態(tài)下的排氣溫度傳感器的電阻值,正常標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為0.4kΩ~20kΩ。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理排氣溫度傳感器的檢查二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理檢查正溫度系數(shù)熱敏電阻型底版溫度傳感器的檢查方法取下底板溫度傳感器的導(dǎo)線連接器(插座),用萬用表Ω擋測量底板溫度傳感器兩端子間的電阻值合格標(biāo)準(zhǔn)電阻值為30Ω~250Ω(底板溫度為0~80℃)。如果阻值不符,應(yīng)更換新的底板溫度傳感器。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理4.雙金屬片式溫度傳感器雙金屬片是由熱膨脹系數(shù)不同的兩種金屬板熱壓成型的。當(dāng)溫度較低時(shí),雙金屬片保持原來狀態(tài)。隨著溫度的升高,由于兩種金屬片的熱膨脹系數(shù)不同,熱膨脹系數(shù)大的金屬片膨脹量大,熱膨脹系數(shù)小的金屬片膨脹量小,雙金屬片便向熱膨脹系數(shù)小的一側(cè)彎曲??捎糜诟袦y發(fā)動機(jī)冷卻液溫度和進(jìn)氣溫度。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理雙金屬片式溫度傳感器的基本原理二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(1)溫度-時(shí)間開關(guān)冷起動噴油器的開啟持續(xù)時(shí)間,取決于發(fā)動機(jī)的溫度,由溫度-時(shí)間開關(guān)控制。冷起動溫度-時(shí)間開關(guān)一般安裝在發(fā)動機(jī)氣缸體水道及出水口處。在發(fā)動機(jī)冷起動時(shí),由于水溫低,溫度-時(shí)間開關(guān)觸點(diǎn)閉合,使冷起動噴油器電磁線圈通電,針閥打開,向進(jìn)氣歧管內(nèi)噴射霧狀燃油,滿足冷起動的需要。隨著水溫的升高,雙金屬片受熱發(fā)生彎曲變形,當(dāng)溫度升高到一定值時(shí),觸點(diǎn)打開,冷起動噴油器斷電,停止噴油。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(2)冷起動溫度-時(shí)間開關(guān)結(jié)構(gòu)、電路

1.電接頭2.殼體3.雙金屬片4.加熱線圈5.觸點(diǎn)1.冷起動噴油器2.起動開關(guān)3、5.加熱線圈4.雙金屬片6.溫度-時(shí)間開關(guān)二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(3)冷起動噴油器的工作特性ECU與溫度-時(shí)間開關(guān)協(xié)同控制特性曲線二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理5.熱敏鐵氧體溫度傳感器(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)熱敏鐵氧體是由強(qiáng)磁性材料制成,當(dāng)環(huán)境溫度超過某一規(guī)定溫度時(shí),熱敏鐵氧體的磁導(dǎo)率急劇下降。利用這一性質(zhì)就可以使笛簧開關(guān)導(dǎo)通或斷開。熱敏鐵氧體溫度傳感器一般由永久磁鐵、熱敏鐵氧體及笛簧開關(guān)組成。二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(2)用于散熱器風(fēng)扇和空調(diào)系統(tǒng)的鐵氧體溫度傳感器1.永久磁鐵2.熱敏鐵氧體3.笛簧開關(guān)二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(3)溫度低、高導(dǎo)磁率時(shí)和溫度高、低導(dǎo)磁率時(shí)舌簧開關(guān)的情況二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(4)散熱器風(fēng)扇(鐵氧體傳感器)溫度控制1.風(fēng)扇2.風(fēng)扇電動機(jī)3.風(fēng)扇繼電器4.熱敏鐵氧體溫度傳感器5.點(diǎn)火開關(guān)6.蓄電池二、溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理(5)鐵氧體溫度傳感器的檢測熱敏鐵氧體溫度傳感器的檢測三、空氣流量傳感器1.發(fā)動機(jī)空氣流量的類型①感知板式空氣流量傳感器②旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器③卡門渦旋式空氣流量傳感器④熱線式空氣流量傳感器⑤熱膜式空氣流量傳感器⑥量心式空氣流量傳感器三、空氣流量傳感器2.感知板式空氣流量傳感器感知板式空氣流量傳感器廣泛應(yīng)用于波許K型和波許KE型。國產(chǎn)奧迪100五缸機(jī)、1993年以前出廠的多數(shù)奔馳轎車、奧迪5000S轎車等均采用這兩種汽油噴射系統(tǒng)。波許K-Jetronic和波許KE-Jetronic汽油噴射系統(tǒng)采用的感知板式空氣流量傳感器與燃油計(jì)量分配器組合在一起。空氣流量傳感器檢測空氣流量的大小后,靠連桿傳動帶動燃油計(jì)量分配器的柱塞動作,用燃油計(jì)量槽孔開度的大小控制噴油量,以達(dá)到控制混合氣空燃比的目的。三、空氣流量傳感器波許K型(機(jī)械式)連續(xù)汽油噴射系統(tǒng)三、空氣流量傳感器波許KE型(機(jī)電混合式)汽油噴射系統(tǒng)三、空氣流量傳感器上吸式和下吸式1.空氣漏斗2.空氣流量感知板3.連桿4.柱塞5.支點(diǎn)6.配重7.CO調(diào)整螺釘三、空氣流量傳感器感知板式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)1.空氣漏斗2.空氣流量感知板3.卸荷截面4.CO調(diào)整螺釘5.配重6.轉(zhuǎn)軸7.連桿8.片簧三、空氣流量傳感器怠速時(shí)空氣流量感知板的動作三、空氣流量傳感器全負(fù)荷時(shí)空氣流量感知板的動作三、空氣流量傳感器3.旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器(1)體積流量型旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器在波許M系統(tǒng)中的應(yīng)用1.汽油箱2.電動燃油泵3.汽油濾清器4.油壓緩沖器5.ECU6.點(diǎn)火線圈7.分電器8.火花塞9.噴油器10.分配油管11.汽油壓力調(diào)節(jié)器12.冷起動噴油器13.怠速調(diào)整螺釘14.節(jié)氣門15.節(jié)氣門位置傳感器16.旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器17.進(jìn)氣溫度傳感器18.氧傳感器19.冷起動溫度-時(shí)間開關(guān)20.冷卻液溫度傳感器21.附加空氣閥22.怠速空氣調(diào)節(jié)螺釘23.曲軸位置傳感器24.轉(zhuǎn)速傳感器25.蓄電池26.點(diǎn)火開關(guān)27.主繼電器28.電動汽油泵繼電器三、空氣流量傳感器旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器及進(jìn)氣系統(tǒng)1.空氣濾清器2.空氣流量計(jì)3.節(jié)氣門4.怠速空氣調(diào)整器5.ECU三、空氣流量傳感器(2)旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)1.測量翼片2.空氣濾清器側(cè)3.進(jìn)氣溫度傳感器4.回位彈簧5、6.緩沖室7.緩沖翼片8.接線插頭9.電位計(jì)10.進(jìn)氣歧管側(cè)11.CO調(diào)整螺釘12.旁通道三、空氣流量傳感器旋轉(zhuǎn)翼片部分1.測量翼片2.空氣濾清器側(cè)3.緩沖翼片4.進(jìn)氣歧管側(cè)三、空氣流量傳感器電位計(jì)部分1.吸入空氣入口2.燃油泵接點(diǎn)3.平衡配重4.調(diào)整齒圈5.回位彈簧6.電位計(jì)部分7.印刷電路板8.吸入空氣出口三、空氣流量傳感器旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器的工作原理1.滑臂2.電阻3.至進(jìn)氣歧管空氣4.測量翼片5.旁通氣道6.進(jìn)氣三、空氣流量傳感器(3)旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器常見故障故障部位對汽油噴射系統(tǒng)的影響對發(fā)動機(jī)的影響電位計(jì)電阻不準(zhǔn)確空氣流量信號不正確發(fā)動機(jī)功率下降、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、油耗增加電位計(jì)滑臂與滑道接觸不良空氣流量傳感器的空氣流量信號時(shí)通時(shí)斷發(fā)動機(jī)間斷運(yùn)行或不工作翼片轉(zhuǎn)軸回味彈簧變?nèi)鯂娪土窟^多發(fā)動機(jī)油耗及排污上升,排氣管放炮電動汽油泵開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良起動后電動汽油泵斷電不能工作發(fā)動機(jī)起動后隨即熄火三、空氣流量傳感器旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器的原理圖及檢測三、空氣流量傳感器空氣流量傳感器的檢測三、空氣流量傳感器端子標(biāo)準(zhǔn)電阻值(kΩ)溫度(℃)VS-E20.2~0.6-VC-E20.2~0.4-THA-E210~20-204~702~3200.9~1.3400.4~0.760FC-E1不定-豐田車翼片式空氣流量傳感器各端子間的電阻三、空氣流量傳感器端子標(biāo)準(zhǔn)電阻值(Ω)測量翼片的位置FC-E1∞全關(guān)閉0打開VS-E220~600全關(guān)閉200~1200從全關(guān)閉到全開翼片式空氣流量傳感器各端子間的電阻(測量翼片活動時(shí))

4.卡門渦旋式空氣流量傳感器(1)工作原理卡門渦旋式空氣流量傳感器是利用卡門渦流理論來測量空氣流量的??ㄩT渦旋式空氣流量傳感器通常與空氣濾清器外殼安裝成一體。當(dāng)空氣流過該渦流發(fā)生器時(shí),在渦流發(fā)生器后部將會不斷地產(chǎn)生一列不對稱但卻十分規(guī)則的、稱為卡門旋渦的渦流串。當(dāng)通過空氣通道的空氣流速變化時(shí),將影響卡門旋渦的頻率??諝饬魉賤與卡門旋渦的頻率f之間存在如下關(guān)系,即v=d(f/St)。其中d為渦流發(fā)生器的外徑,St為斯特羅巴爾數(shù),約為0.2。輸出的是數(shù)字式信號,所以發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)特別適合采用數(shù)字式微機(jī)進(jìn)行處理。三、空氣流量傳感器(2)反光鏡檢測方式1.全波段2.光敏晶體管3.反光鏡4.鋼板彈簧5.卡門旋渦6.導(dǎo)壓孔7.渦旋發(fā)生器三、空氣流量傳感器卡門渦旋式空氣流量傳感器工作原理1.發(fā)光二極管2.光敏晶體管3.鏡面4.壓力導(dǎo)向孔5.渦旋發(fā)生器三、空氣流量傳感器(3)超聲波檢測方式1.信號發(fā)生器2.渦流穩(wěn)定板3.超聲波發(fā)生器4.渦流發(fā)生器5.至發(fā)動機(jī)6.卡門旋渦7.與渦流數(shù)對應(yīng)的疏密超聲波8.超聲波接收器9.接ECU10.旁通通路11.整形矩形波三、空氣流量傳感器5.熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)原理1.基本結(jié)構(gòu)熱線為鉑絲,電橋形式,具有溫度補(bǔ)償電阻。熱線式空氣流量傳感器在主空氣通道中央套有一個(gè)取樣管2,兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)1,防護(hù)網(wǎng)用卡箍固定在殼體上,取樣管由兩個(gè)塑料護(hù)套和一個(gè)熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線支承環(huán)上有一根極細(xì)的白金絲3(線徑約為0.07mm),其阻值隨溫度而變化,白金絲被電流加熱至120℃。三、空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器基本結(jié)構(gòu)1.防護(hù)網(wǎng)2.取樣管3.熱金屬線(熱線)4.溫度補(bǔ)償電阻5.控制電子電路板6.連接器三、空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器內(nèi)部電路1.進(jìn)氣2.混合集成電路3.電源4.輸出信號RA.精密電阻RH.熱線電阻RB.電橋電阻RK.溫度補(bǔ)償電阻RC.電阻三、空氣流量傳感器旁通測量方式熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)1.節(jié)氣門2.控制電路3.熱點(diǎn)電阻線與冷線4.陶瓷繞線管5.控制電路6.冷線7.熱線8.空氣濾清器9.旁通空氣10.主流空氣三、空氣流量傳感器當(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時(shí),由于空氣帶走的熱量增多,為保持熱線溫度,混合集成電路使通過熱線電流增大,反之則減小。通過熱線的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)。三、空氣流量傳感器自清潔電路即在發(fā)動機(jī)熄火后,ECU能自動將熱線加熱至1000℃(約1s),從而燒掉沾附在熱線上的塵埃;另一種方法是提高熱線的保持溫度(一般為200℃以上),以防止污物沾附。三、空氣流量傳感器6.熱膜式空氣流量傳感器與熱線式空氣流量傳感器相似,在原熱線位置放一熱膜。熱膜是由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上構(gòu)成的。發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產(chǎn)生的作用力,增加了發(fā)熱體的強(qiáng)度,從而提高了空氣流量傳感器的可靠性,使用壽命較長。三、空氣流量傳感器熱膜式空氣流量傳感器控制電路2.通發(fā)動機(jī)3.熱膜4.上游進(jìn)氣溫度傳感器5.金屬保護(hù)網(wǎng)三、空氣流量傳感器向傳感器吹入空氣時(shí),檢查其輸出電壓三、空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器輸出信號的測量三、空氣流量傳感器7.量心式空氣流量傳感器(1)結(jié)構(gòu)原理用一個(gè)可沿進(jìn)氣道方向移動的滑動量心,量心在進(jìn)氣氣流的推動下向后移動,打開進(jìn)氣通道,并停止在進(jìn)氣推力與復(fù)位彈簧力相平衡的位置上。量心在移動時(shí)帶動電位計(jì)滑動觸點(diǎn),將進(jìn)氣量的大小轉(zhuǎn)變?yōu)殡娢挥?jì)電阻的大小,ECU根據(jù)電位計(jì)電阻的變化或電壓的變化測量進(jìn)氣量。三、空氣流量傳感器(2)量心式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)三、空氣流量傳感器馬自達(dá)929型轎車用量心式空氣流量傳感器電路1.進(jìn)氣溫度傳感器2.空氣流量傳感器電位計(jì)VC.基準(zhǔn)電壓E2、E1.接地VS.輸出信號THA.進(jìn)氣溫度傳感器信號輸出端子四、位置傳感器1.日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器(1)基本結(jié)構(gòu)日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端的皮帶輪之后設(shè)置一個(gè)帶有細(xì)齒的薄圓盤,是用以產(chǎn)生信號的轉(zhuǎn)盤,稱為信號盤。信號盤和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上,隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。四、位置傳感器日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器四、位置傳感器脈沖信號的產(chǎn)生四、位置傳感器(2)傳感器工作的要求顯示120°位置(信號)顯示1°位置(3)信號盤的形狀120°設(shè)置一個(gè)凸緣圓周上共90(4°間隔)個(gè)齒四、位置傳感器(4)傳感器共設(shè)置3個(gè)磁頭B磁頭與凸緣配合產(chǎn)生120°位置信號A磁頭與C磁頭間隔3°A磁頭(C磁頭)信號經(jīng)整形后(上升沿和下降沿間隔2°A磁頭與C磁頭信號疊加后為1°信號四、位置傳感器產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角信號的原理示意圖四、位置傳感器2.豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器豐田公司TCCS系統(tǒng)用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)傳感器分兩部分,上部產(chǎn)生G(120°)信號、下部分產(chǎn)生Ne(1°)信號。輪齒旋轉(zhuǎn)時(shí),感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通變化,產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢信號。

四、位置傳感器(1)豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)1、7.1號正時(shí)轉(zhuǎn)子2、8.Ne感應(yīng)線圈3、6.2號正時(shí)轉(zhuǎn)子4.G感應(yīng)線圈5.G1感應(yīng)線圈8.G2感應(yīng)線圈四、位置傳感器曲軸位置信號的產(chǎn)生2號正時(shí)轉(zhuǎn)子上有24個(gè)齒,故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,即曲軸旋轉(zhuǎn)720°時(shí),感應(yīng)線圈產(chǎn)生24個(gè)交流信號。個(gè)周期的脈沖相當(dāng)于30°曲軸轉(zhuǎn)角(720°/24=30°)。ECU再均分30等份,即產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角1°信號。四、位置傳感器(2)Ne信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)與波形1.正時(shí)轉(zhuǎn)子2.Ne感應(yīng)線圈四、位置傳感器(3)G信號G信號是用于辨別氣缸及檢測活塞上止點(diǎn)的位置G信號是由位于Ne信號發(fā)生器上方的凸緣轉(zhuǎn)輪(1號正時(shí)轉(zhuǎn)子)及其對面對稱的兩個(gè)感應(yīng)線圈產(chǎn)生的G信號也用來作為Ne信號計(jì)算曲軸轉(zhuǎn)角的基準(zhǔn)信號。四、位置傳感器(4)G信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及波形1.正時(shí)轉(zhuǎn)子2.G1感應(yīng)線圈3.G2感應(yīng)線圈四、位置傳感器(5)G、Ne信號與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系(G信號在活塞上止點(diǎn)前10°)四、位置傳感器3.光電式曲軸位置傳感器日產(chǎn)公司用光電式曲軸位置傳感器的信號盤外圍有360條縫隙(光孔),用于產(chǎn)生1°信號外圍稍靠內(nèi)間隔60°分布著六個(gè)光孔,產(chǎn)生120°(曲軸轉(zhuǎn)角)信號有一個(gè)較寬的光孔是產(chǎn)生與一缸上止點(diǎn)對應(yīng)的120°信號安裝在分電器內(nèi)四、位置傳感器日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器四、位置傳感器日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器信號盤四、位置傳感器韓國“現(xiàn)代”轎車用光電式曲軸位置傳感器的信號盤上開有弧形槽信號盤外圈弧形槽的個(gè)數(shù)與氣缸數(shù)目相同,用于產(chǎn)生各缸活塞到達(dá)上止點(diǎn)的基準(zhǔn)信號及轉(zhuǎn)速信號信號盤內(nèi)圈的弧形槽只有一個(gè),用于產(chǎn)生第一缸活塞到達(dá)上止點(diǎn)的基準(zhǔn)信號1.曲軸位置傳感器2.分火頭3.分電器蓋4.O形密封圈5.G信號傳感器6.Ne信號傳感器四、位置傳感器當(dāng)發(fā)光二極管的光束照射到光敏三極管上時(shí),光敏三極管感光產(chǎn)生電壓;當(dāng)發(fā)光二極管的光束被遮擋時(shí),光敏三極管電壓為零。將光敏三極管產(chǎn)生的脈沖電壓送至波形電路放大整形后,即向電控單元輸送曲軸轉(zhuǎn)角的1°信號和120°信號。四、位置傳感器4.霍爾式曲軸位置傳感器(1)霍爾效應(yīng)四、位置傳感器當(dāng)電流通過放在磁場中的半導(dǎo)體基片(稱霍爾元件)且電流方向與磁場方向垂直時(shí),電荷在洛侖茲力作用下向一側(cè)偏移在垂直于電流與磁場的霍爾元件的橫向側(cè)面上即產(chǎn)生一個(gè)與電流和磁場強(qiáng)度成正比的電壓,稱為霍爾電壓四、位置傳感器(2)安裝在分電器內(nèi)的霍爾式曲軸位置傳感器霍爾半導(dǎo)體基片固定在陶瓷支座上有4個(gè)電接頭,電源由A、B端輸入,霍爾電壓由C、D端輸出半導(dǎo)體基片的對面裝有一個(gè)永久磁體,它和霍爾半導(dǎo)體基片之間留有一定的空氣間隙(簡稱氣隙)四、位置傳感器霍爾式曲軸位置傳感器的工作原理1.霍爾半導(dǎo)體基片2.磁體3.轉(zhuǎn)子葉片四、位置傳感器(3)采用觸發(fā)葉片式的曲軸上安裝的霍爾式曲軸位置傳感器美國通用(GM)公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端。在發(fā)動機(jī)曲軸帶輪前端固裝著內(nèi)外兩個(gè)帶觸發(fā)葉片的信號輪,與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。四、位置傳感器GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器1.外信號輪2.內(nèi)信號輪四、位置傳感器(4)采用觸發(fā)輪齒的霍爾式曲軸位置傳感器美國克萊斯勒汽車公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在飛輪殼上,采用觸發(fā)輪齒的結(jié)構(gòu)。同時(shí)在分電器內(nèi)設(shè)置有同步信號發(fā)生器,用以協(xié)助曲軸位置傳感器判缸。北京切諾基車用霍爾式曲軸位置傳感器(CPS)裝在變速器喇叭形殼體上產(chǎn)生能反映出曲軸(或活塞)的位置和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的信號四、位置傳感器北京切諾基霍爾式曲軸位置傳感器示意圖1.槽2.曲軸位置傳感器3飛輪四、位置傳感器在2.5L四缸發(fā)動機(jī)的飛輪上有8個(gè)槽,分成兩組。4個(gè)槽為一組,兩組相隔180°。每組中的每個(gè)槽相隔20°。在4.0L六缸發(fā)動機(jī)的飛輪上有12個(gè)槽,4個(gè)槽為一組,分成三組,每組相隔120°,每組中的每個(gè)槽也相隔20°。四、位置傳感器5.節(jié)氣門位置傳感器(1)開關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的基本結(jié)構(gòu)節(jié)氣門位置開關(guān),有兩對觸點(diǎn)。怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)。一個(gè)和節(jié)氣門同軸的導(dǎo)向凸輪上開有導(dǎo)向凸輪槽,活動臂隨導(dǎo)向凸輪移動,控制兩開關(guān)觸點(diǎn)的開啟和閉合。四、位置傳感器開關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與電壓輸出信號1.線束插頭2.活動臂3.全負(fù)荷觸點(diǎn)4.怠速觸點(diǎn)5.控制桿6.節(jié)氣門軸7.導(dǎo)向凸輪8.導(dǎo)向凸輪槽四、位置傳感器(2)線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器是一種線性電位計(jì),由節(jié)氣門軸帶動電位計(jì)的滑動觸點(diǎn)移動在不同的節(jié)氣門開度下,電位計(jì)的電阻也不同,從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷盒盘栞斔徒o電控單元精確地判定發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況電控自動變速器的汽車作為擋位變換的主要依據(jù)。四、位置傳感器

線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器1.基準(zhǔn)電阻2.輸出電壓3.接地四、位置傳感器(3)綜合型節(jié)氣門位置傳感器綜合型節(jié)氣門位置傳感器是在線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)一怠速觸點(diǎn)而成有兩個(gè)與節(jié)氣門軸同軸的觸點(diǎn),一個(gè)觸點(diǎn)可在電阻器上滑動,并與電阻器形成一電位計(jì),它將節(jié)氣門開度值轉(zhuǎn)化為電壓值另一個(gè)專門用于確定節(jié)氣門全關(guān)位置,提供怠速信號四、位置傳感器綜合型節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與特性曲線1.電阻器2.滑動觸點(diǎn)1(用于測量節(jié)氣門開度值)3.滑動觸點(diǎn)2(IDL信號觸點(diǎn))四、位置傳感器6.液面位置傳感器(1)浮子可變電阻式液面位置傳感器的結(jié)構(gòu)1.滑動臂2.滑動電阻3.浮子臂4.接線柱5.浮子6.支點(diǎn)7.固定板8.電位計(jì)9.燃油濾清器四、位置傳感器浮子可變電阻式液面位置傳感器應(yīng)用于汽油表四、位置傳感器皇冠轎車燃油箱內(nèi)的浮子在不同位置時(shí)的電阻值浮子位置電阻值(Ω)油量除4Y發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)4Y發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)F30.6~24.624.8~18.82.0~4.01/282.2~88.258.4~64.229.8~31.8E194.7~200.7155.6~161.6109.0~111.0四、位置傳感器(2)熱敏電阻式燃油液面位置傳感器熱敏電阻在空氣中和液體中熱耗散程度的不同熱敏電阻對液位變化反應(yīng)靈敏熱敏電阻式燃油液位傳感器的電圖1.熱敏電阻液位傳感器2.蓄電池3.點(diǎn)火開關(guān)4.指示燈5.油箱6.燃油五、壓力傳感器1.半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器(1)作用、類型檢測發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的必備器件,進(jìn)氣壓力傳感器一般安裝在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)。由信號產(chǎn)生原理可分為半導(dǎo)體壓敏電阻式、電容式、膜盒傳動的可變電感式和表面彈性波式。電容式和半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器應(yīng)用較為廣泛。五、壓力傳感器(2)工作原理壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的硅膜片,硅膜片的一側(cè)是真空室,另一側(cè)導(dǎo)入進(jìn)氣歧管壓力。硅膜片約為3mm×3mm的正方形,其中部經(jīng)過光刻腐蝕形成直徑約為2mm、厚約50μm的薄膜。薄膜周圍有四個(gè)應(yīng)變電阻,即成惠斯頓電橋連接形式。五、壓力傳感器(3)半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器的結(jié)構(gòu)五、壓力傳感器由于薄膜一側(cè)是真空室,因此薄膜的另一側(cè)即進(jìn)氣歧管內(nèi)絕對壓力越高,硅膜片的變形越大,其變形與壓力成正比,Δρ/ρ=πσπ—壓阻系數(shù)σ—應(yīng)力ρ—電阻率五、壓力傳感器(4)壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器工作原理圖五、壓力傳感器(5)傳感器輸出特性示意圖五、壓力傳感器2.電容式進(jìn)氣壓力傳感器(1)結(jié)構(gòu)原理氧化鋁膜片和底板彼此靠近排列,形成電容器的兩個(gè)極板。利用電容膜片上下的壓力差改變其電容量的性質(zhì),獲得與壓力成比例的電容值信號1.氧化濾膜片2.來自進(jìn)氣歧管3、6.電極引線4.厚膜電極5.絕緣介質(zhì)五、壓力傳感器(2)工作原理將傳感器接到混合集成電路的振蕩電路中,使傳感器產(chǎn)生可變頻率的信號,其輸出信號的頻率與進(jìn)氣歧管絕對壓力成正比(頻率大約在80Hz~120Hz內(nèi)變化)。美國福特汽車公司EEC-Ⅳ和EEC-Ⅴ的速度密度型汽油噴射系統(tǒng)裝置的進(jìn)氣壓力傳感器,傳感器的基本結(jié)構(gòu)是由兩片涂有硅的金屬片構(gòu)成電容器的正負(fù)極板。極板隨進(jìn)氣歧管壓力的變化而彎曲。使兩極板間距變近些或變遠(yuǎn)些,以此改變電容量。五、壓力傳感器電容式進(jìn)氣壓力傳感器信號頻率的參考數(shù)據(jù)進(jìn)氣歧管真空度(kPa)頻率(Hz)進(jìn)氣歧管真空度(kPa)頻率(Hz)015961.010910.215071.110220.314181.39530.513391.58840.6125101.68050.8117五、壓力傳感器

3.真空膜盒式進(jìn)氣壓力傳感器(1)結(jié)構(gòu)原理真空膜盒式進(jìn)氣壓力傳感器,也稱為膜盒測壓器。膜盒由薄金屬片焊接而成,其內(nèi)部被抽成真空,外部與進(jìn)氣歧管相連,膜盒外的壓力變化將使其產(chǎn)生膨脹或收縮。當(dāng)膜盒承接正壓力,如大氣壓時(shí),膜臂受壓內(nèi)縮。進(jìn)氣歧管絕對壓力改變時(shí),膜盒即隨之收縮或膨脹,并使操縱桿外伸或收縮。只要膜盒成型合適,操縱桿的運(yùn)動可以和進(jìn)氣歧管絕對壓力的變化成線性關(guān)系。五、壓力傳感器真空膜盒式進(jìn)氣壓力傳感器1.膜盒2.氣壓室3.氣壓增高4.操縱桿五、壓力傳感器(2)可變電阻器(電位計(jì))進(jìn)氣壓力傳感器當(dāng)電位計(jì)的滑動觸點(diǎn)在電阻上移動時(shí),它對加在電阻上的電壓起到分壓作用。當(dāng)空氣壓力降低時(shí),操縱桿使滑動觸點(diǎn)向電阻的搭鐵端運(yùn)動,由于電阻增加,使輸出電壓減小。反之,空氣壓力增高時(shí),則輸出電壓增大。這種傳感器的靈敏度取決于滑動觸點(diǎn)的行程大小。五、壓力傳感器可變電阻器(電位計(jì))式進(jìn)氣壓力傳感器1.膜盒2.通進(jìn)氣歧管3.輸出電壓4.基準(zhǔn)電壓五、壓力傳感器(3)可變電感式進(jìn)氣壓力傳感器當(dāng)振蕩器輸出的交流電通過初級線圈W1時(shí),由于互感作用,使次級線圈W2產(chǎn)生輸出電壓W2產(chǎn)生輸出電壓大小取決于兩線圈的耦合情況。耦合越緊,輸出電壓越大。因此,當(dāng)鐵心向兩線圈中間運(yùn)動時(shí),輸出信號就會增強(qiáng)。1.膜盒2.通進(jìn)氣歧管3.初級線圈4.鐵心5.次級線圈五、壓力傳感器4.差動變壓器式進(jìn)氣壓力傳感器差動變壓器式進(jìn)氣壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)和可變電感式進(jìn)氣壓力傳感器相似主要由真空膜盒、隨著膜盒膨脹與收縮移動的鐵心、感應(yīng)線圈和電子電路等組成1.真空膜盒2.感應(yīng)線圈3.至進(jìn)氣歧管4.鐵心5.回位彈簧五、壓力傳感器與振蕩電路相連感應(yīng)線圈,產(chǎn)生交流電壓,并在線圈周圍產(chǎn)生磁場;進(jìn)氣壓力傳感器的輸出感應(yīng)線圈有兩個(gè),但工作原理和前述可變電感式一樣,當(dāng)交流電通過初級線圈時(shí),兩個(gè)次級線圈都產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當(dāng)鐵心處于正中時(shí),兩個(gè)二次線圈的位置能保證其輸出的電壓相等,因?yàn)閮蓚€(gè)二次線圈的電壓極性方向相反,其輸出將互相抵消,傳感器輸出為零。當(dāng)鐵心移動時(shí),一個(gè)線圈的電壓輸出將大于另一線圈,這一電壓差即給出一個(gè)輸出信號。五、壓力傳感器

5.爆震傳感器(1)發(fā)動機(jī)爆震的檢測方法①檢測發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的壓力。②檢測發(fā)動機(jī)機(jī)體的震動強(qiáng)度。③檢測氣缸內(nèi)混合氣燃燒燥聲。氣缸壓力的檢測方法,其精度最佳,爆震傳感器的耐久性差和難似安裝的問題燃燒噪聲的檢測方法,由于是非接觸式的,其耐久性很好,但其精度和靈敏度偏低。最常用的檢測法是發(fā)機(jī)機(jī)體震動檢測法。五、壓力傳感器(2)機(jī)體震動檢測法的爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式兩種類型,壓電式又分共振型和非共振型型式特性磁致伸縮式(共振型)壓電式共振型非共振型外形稍大小小結(jié)構(gòu)復(fù)雜較復(fù)雜簡單機(jī)電轉(zhuǎn)換效率小大大阻抗小大大爆震信號識別傳感器輸出信號可識別傳感器輸出信號可識別回路中需要濾波器調(diào)整需要調(diào)整共振點(diǎn)需要調(diào)整共振點(diǎn)不需要適應(yīng)性隨發(fā)動機(jī)而變更隨發(fā)動機(jī)而變更可適用各種發(fā)動機(jī)采用生產(chǎn)廠通用、日產(chǎn)公司克萊斯勒、豐田公司三菱、雷諾公司五、壓力傳感器(3)磁致伸縮式爆震傳感器安裝在發(fā)動機(jī)上,它將發(fā)動機(jī)震動頻率轉(zhuǎn)換成電壓信號,以檢測爆震強(qiáng)度。結(jié)構(gòu),高鎳合金組成的磁心外側(cè)設(shè)有永久磁鐵,在其周圍纏繞著感應(yīng)線圈磁心受震偏移致使感應(yīng)線圈內(nèi)磁力線發(fā)生變化,依據(jù)電磁感應(yīng)原理,通過線圈的磁通變化時(shí),線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。五、壓力傳感器磁致伸縮式爆震傳感器的結(jié)構(gòu)1.感應(yīng)線圈2、13.外殼3.磁心(高鎳合金)4.永久磁鐵5.內(nèi)蓋6.軟磁套7.端子8.絕緣體9.磁致伸縮測力10.繞組11.磁鐵12.彈簧五、壓力傳感器磁致伸縮式爆震傳感器的輸出特性當(dāng)發(fā)動機(jī)的氣缸體出現(xiàn)震動時(shí),在7kHz左右頻率處將發(fā)生共振。五、壓力傳感器(4)非共振型壓電式爆震傳感器非共振型壓電式爆震傳感器是以接收加速度信號的形式,來判別爆震是否產(chǎn)生。結(jié)構(gòu),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配重用一根螺釘固定于殼體上,輸出電壓由這兩個(gè)壓電元件的中央取出,其結(jié)構(gòu)簡單,制造時(shí)不須調(diào)整。五、壓力傳感器非共振型壓電式爆震傳感器五、壓力傳感器非共振型壓電式爆震傳感器輸出電壓與頻率的關(guān)系五、壓力傳感器壓電效應(yīng)當(dāng)某些晶體沿著一定方向受到外力作用時(shí),同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當(dāng)外力去掉后,又恢復(fù)到不顯電性狀態(tài);當(dāng)作用力方向改變時(shí),電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的小成正比。五、壓力傳感器壓電材料壓電單晶:石英晶體和其他壓電單晶(鈮酸鋰、鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍)材料壓電多晶:壓電陶瓷有機(jī)壓電材料五、壓力傳感器必須有識別爆震的濾波器由于非共振型壓電式爆震傳感器具有較平的頻率-電壓特性,必須將反應(yīng)發(fā)動機(jī)震動頻率的輸出電壓信號送至識別爆震的濾波器中,判別是否有爆震信號產(chǎn)生。通用性強(qiáng)該傳感器的感測頻率范圍為零至數(shù)十千赫,可檢測具有很寬頻帶的發(fā)動機(jī)震動頻率。用于不同發(fā)動機(jī)上時(shí),只須將濾波器的濾波頻率調(diào)整即可使用,是非共振型壓電式爆震傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)。五、壓力傳感器(5)共振型壓電式爆震傳感器利用發(fā)動機(jī)震動頻率與爆震傳感器本身的固有頻率相符合,而產(chǎn)生共振現(xiàn)象,判別有無爆震現(xiàn)象產(chǎn)生。由與爆震幾乎具有相同共振頻率的振子(振蕩片)和能夠檢測振蕩片震動壓力并將其轉(zhuǎn)換成電信號的壓電元件構(gòu)成。五、壓力傳感器共振型壓電式爆震傳感器1、13.壓電元件2、12.振蕩片3、11.基座4、6.O形環(huán)5.連接器7.接頭8.密封劑9.外殼10.引線端頭五、壓力傳感器壓電元件緊密地貼合在振蕩片上,振蕩片則固定在傳感器的基片上。振蕩片隨發(fā)動機(jī)震動而振蕩,波及壓電元件,使其變形而產(chǎn)生電壓信號。當(dāng)發(fā)動機(jī)爆震時(shí)的震動頻率與振蕩片的固有頻率相符合時(shí),振蕩片產(chǎn)生共振,此時(shí)壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號。五、壓力傳感器共振型壓電式爆震傳感器輸出電壓與頻率的關(guān)系五、壓力傳感器共振型和非共振型爆震傳感器輸出波形五、壓力傳感器壓力傳感器在汽車上應(yīng)用舉例膜片式機(jī)油壓力傳感器空氣濾清器堵塞膜片式負(fù)壓開關(guān)傳感器六、氣體濃度傳感器1.氧傳感器(1)作用發(fā)動機(jī)空燃比的閉環(huán)控制三元催化反應(yīng)器能同時(shí)凈化排氣中CO、HC和NOX三種主要的有害成分三元催化反應(yīng)器只能在空燃比處于接近理論空燃比的一個(gè)窄小范圍內(nèi)起到凈化作用六、氣體濃度傳感器氧傳感器的安裝位置1.排氣管2.氧傳感器六、氣體濃度傳感器三元催化反應(yīng)器凈化效率特性曲線六、氣體濃度傳感器(2)氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體,即氧化鋯(ZrO2)固體電解質(zhì)。陶瓷體制成試管式的管狀,亦稱鋯管鋯管固定在帶有安裝螺釘?shù)墓潭ㄌ字?,鋯管?nèi)外表面都覆蓋著一層多孔性的鉑膜作為電極。六、氣體濃度傳感器兩種不同的氧化鋯氧傳感器1.保護(hù)套管2.廢氣3.鋯管4.電極5.彈簧6.絕緣體7.信號輸出導(dǎo)線8.空氣9.加熱器10.加熱器接線端11.接地12.信號輸出端六、氣體濃度傳感器氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu)1.保護(hù)套管2.內(nèi)表面鉑電極層3.氧化鋯陶瓷體4.外表面鉑電極層5.多孔氧化鋁保持層6.線束插頭六、氣體濃度傳感器鋯管內(nèi)表面電極與大氣相通,外表面則與廢氣接觸。在鋯管外表的鉑膜上覆蓋著一層多孔的氧化鋁保護(hù)層,并且還加裝個(gè)防護(hù)套管。氧化鋯是一種具有氧離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì),氧化鋯在高溫下具有這樣一種特性,即當(dāng)內(nèi)外側(cè)的氧濃度差較大時(shí),就會產(chǎn)生電動勢。式中E-——電動勢,R——?dú)怏w常數(shù),T——絕對溫度,F(xiàn)——法拉第常數(shù),p′′O2,pO2——汽車排出廢氣和大氣中的氧氣分壓。六、氣體濃度傳感器氧傳感器輸出特性1.電動勢2.傳感器表面的氧氣(O2)含量六、氣體濃度傳感器氧化鋯在溫度超過300℃后,才能進(jìn)行正常工作。電加熱20s~30s即可達(dá)到工作溫度?;旌蠚廨^濃時(shí),排出的廢氣中缺氧,鋯管中氧離子移動較快,并產(chǎn)生0.8V~1V左右的電壓;混合氣較稀時(shí),廢氣中有一定的氧分子,使鋯管中氧離子的移動能力減弱,只產(chǎn)生約0.1V的電壓。六、氣體濃度傳感器氧傳感器輸出特性曲線六、氣體濃度傳感器(2)二氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu)原理二氧化鈦氧傳感器的外形和氧化鋯氧傳感器相似,但它的體積較小。二氧化鈦氧傳感器是利用二氧化鈦材料的電阻值,隨排氣中氧含量(氧氣分壓)的變化而變化的特性而構(gòu)成,故又稱為電阻型氧傳感器。純二氧化鈦是在室溫下,具有很高電阻的半導(dǎo)體。當(dāng)表面一旦缺氧時(shí),氧分子將脫離表面,使其晶格出現(xiàn)空缺,于是便有更多的移動電子用來填補(bǔ)這些空缺,即形成了電流,材料的電阻也隨之降低。六、氣體濃度傳感器傳感器的電阻R,可由下式求出即:式中K——波耳茲曼常量,A——常數(shù),E——活化能,l/m——取決于晶格缺陷性質(zhì)的指數(shù),pO2——氧氣分壓,T——絕對溫度。六、氣體濃度傳感器二氧化鈦氧傳感器二氧化鈦氧傳感器負(fù)極輸送給電控單元的電壓也是在0.V1~0.9V之間不斷變化的。電壓高,表示混合氣較濃;電壓低,表示混合氣較稀。1.保護(hù)套管2.連接線3.二氧化鈦厚膜元件六、氣體濃度傳感器二氧化鈦氧傳感器工作原理圖1.二氧化鈦氧傳感器2.電控單元3.基準(zhǔn)電壓4.輸出電壓降六、氣體濃度傳感器氧傳感器工作時(shí)段和防中毒發(fā)動機(jī)起動、大負(fù)荷(節(jié)氣門全開)及暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,需要較濃的混合氣,此時(shí)電控單元是處于開環(huán)控制狀態(tài)。氧傳感器只有在高溫狀態(tài)下(一般須加熱至390℃)才能產(chǎn)生可靠信號。氧傳感器會鉛中毒。氧傳感器還會發(fā)生硅中毒。六、氣體濃度傳感器檢查氧傳感器的顏色①淡灰色頂尖,這是氧傳感器的正常顏色。②白色頂尖,由硅污染造成的,此時(shí)必須更換氧傳感器。③棕色頂尖,由鉛污染所致,此時(shí)必須更換氧傳感器,并換用無鉛汽油。④黑色頂尖,由積碳造成,在排除發(fā)動機(jī)積碳故障后,一般可以自動清除氧傳感器上的積碳。六、氣體濃度傳感器2.NOx傳感器原理:利用電阻值的變化結(jié)構(gòu):在很薄的鋁質(zhì)薄板的正面粘貼有一層半導(dǎo)體薄膜SnO2,在鋁質(zhì)薄板的背面有電加熱器當(dāng)半導(dǎo)體薄膜上吸附NOx時(shí),其電阻特性就發(fā)生改變六、氣體濃度傳感器3.柴油機(jī)排煙傳感器測量柴油機(jī)排煙的傳感器的感應(yīng)頭是由絕緣材料和兩個(gè)貴金屬電極組成。電極上涂有強(qiáng)催化劑材料,使得沉積在電極上的碳能迅速氧化掉,保持電極始終干凈,滿足連續(xù)測量的要求。當(dāng)感應(yīng)頭接入電路中時(shí),由于電極之間的電阻很大,電流表A無電流指示或只指示極微小的電流。當(dāng)感應(yīng)頭插入煙氣中時(shí),電極縫隙中充滿了碳煙,形成導(dǎo)電的碳橋,電極之間電阻發(fā)生變化,碳煙少電阻大,碳煙多電阻小,電流表A的讀數(shù)就隨著碳煙的多少相應(yīng)變化。六、氣體濃度傳感器柴油機(jī)排煙連續(xù)測量傳感器1.絕緣體2.電極3.催化劑4.縫隙1.中間體2.金屬體3.傳感器感應(yīng)頭本體4.其他金屬絲5.焊點(diǎn)6.縫隙7.催化劑8.鉑絲9.Al2O3粘合劑10接線盒六、氣體濃度傳感器柴油機(jī)負(fù)荷變化的排溫、煙度和傳感器電流值功率(kW)排溫(℃)煙度(BSU)傳感器電流(μA)功率(kW)排溫(℃)煙度(BSU)傳感器電流(μA)0001.09.713251.8155.001900.32.510.293502.0195.742000.5311.473902.7337.792400.85.511.844053.0428.752601.1712.134203.4509.042901.31012.354304.3659.413001.51212.574405.080七、速度和其他傳感器1.車速傳感器(1)原理:定時(shí)脈沖變化的周期數(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):多極磁環(huán)和磁致變換元件七、速度傳感器1.車速傳感器(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):光電耦合1.帶槽的遮光板2.發(fā)光二極管3.光電耦合器4.光敏晶體管5.至轉(zhuǎn)速表軟軸七、速度傳感器1.車速傳感器(3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):齒圈和磁性傳感頭1.輸出軸2.停車鎖止齒輪3.車速傳感器1.停車鎖止齒輪2.車速傳感器3.永久磁鐵4.感應(yīng)線圈5.電控單元七、速度傳感器1.車速傳感器(4)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):磁環(huán)和笛簧式開關(guān)七、速度傳感器2.安裝在變速器殼體上的渦輪轉(zhuǎn)速傳感器和輸出轉(zhuǎn)速傳感器七、速度傳感器3.輪速傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn):齒圈和磁性傳感頭1.齒形極軸傳感頭2.柱式極軸傳感頭1.電磁感應(yīng)式輪速傳感器2.半軸3.懸架支承4.齒圈5.輪轂6.轉(zhuǎn)向節(jié)7.主減速器從動齒輪8.變速器七、速度傳感器4.加速度傳感器(1)差動變壓器式加速度傳感器差動變壓器式加速度傳感器是利用耦合變壓原理獲得加速度信號,汽車正常行駛時(shí),差動變壓器線圈內(nèi)的鐵心處于線圈中部位置。當(dāng)汽車制動減速時(shí),鐵心受慣性力作用向前移動,從而使差動變壓器線圈內(nèi)的感應(yīng)電壓發(fā)生變化。七、速度傳感器差動變壓器式加速器傳感器1.差動變壓器2.線圈3.鐵心4.印刷電路板5.彈簧6.變壓器油7.解調(diào)電路8.振蕩電路9.電源電路七、速度傳感器(2)水銀式負(fù)加速度傳感器慣性力和重力的平衡七、速度傳感器(3)壓敏電阻式負(fù)加速度傳感器慣性壓敏電阻式負(fù)加速度傳感器由慣性壓敏電阻元件組成的電橋、恒壓源電路、抗干擾及溫度補(bǔ)償電路等組成。制動時(shí)傳感器上的質(zhì)量塊隨負(fù)加速度的大小產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力,施加在壓敏電阻元件上,從而改變電橋的平衡狀態(tài),輸出隨負(fù)加速度變化

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