汽車傳感器原理與檢修 課件 第六章 位置與角度傳感器

汽車傳感器原理與檢修汽車傳感器原理與檢修汽車傳感器原理與檢修曲軸位置傳感器1凸輪軸位置傳感器2本章課程的主要內(nèi)容節(jié)氣門位置傳感器3車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器4第六章位置與角度傳感器汽車傳感器原理與檢修液位傳感器5溢流環(huán)位置傳感器6加速踏板位置傳感器7齒桿位置傳感器8噴油器針閥升程傳感器9座椅位置傳感器10方位傳感器11

EGR閥位置傳感器12超聲波距離傳感器與激光傳感器13

6.1.1構(gòu)成6.1曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器器又稱為曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，是發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一。汽車傳感器原理與檢修

6.1.1磁脈沖式曲軸位置傳感器的工作原理6.1曲軸位置傳感器

磁力鐵按永久磁鐵N極→定子與轉(zhuǎn)子間的空氣間隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的空氣間隙→磁頭→永久磁鐵S極，最終形成一個(gè)閉合回路。信號(hào)轉(zhuǎn)子一般安裝在正時(shí)罩內(nèi)或曲軸前端的帶輪之后或分電器內(nèi)，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。汽車傳感器原理與檢修

6.1.2光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)6.1曲軸位置傳感器

光電式曲軸位置傳感器一般安裝在分電器內(nèi)（無(wú)分電器則一般安裝在凸輪軸左前部）。汽車傳感器原理與檢修

6.1.3光電式曲軸位置傳感器的工作原理6.1曲軸位置傳感器

該傳感器由帶縫隙、光孔的信號(hào)盤和信號(hào)發(fā)生器組成。汽車傳感器原理與檢修

6.1.4光電式曲軸位置傳感器的連接電路6.1曲軸位置傳感器

該傳感器由帶縫隙、光孔的信號(hào)盤和信號(hào)發(fā)生器組成。汽車傳感器原理與檢修

6.1.5霍爾式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)6.1曲軸位置傳感器

霍爾效應(yīng)是指把一塊金屬或半導(dǎo)體薄片垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，沿著垂直于磁場(chǎng)方向通過(guò)電流時(shí)，會(huì)在薄片的另一對(duì)側(cè)面產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。汽車傳感器原理與檢修

6.1.5霍爾式曲軸位置傳感器的工作原理6.1曲軸位置傳感器

觸發(fā)式霍爾曲軸位置傳感器的工作原理與觸發(fā)翼片式霍爾曲軸位置傳感器的工作原理相同。汽車傳感器原理與檢修

6.2.1安裝在分電器內(nèi)的霍爾式同步信號(hào)發(fā)生器6.2凸輪軸位置傳感器

此信號(hào)發(fā)生器由脈沖環(huán)和霍爾傳感器組成。汽車傳感器原理與檢修

6.2.2安裝在凸輪軸上的霍爾式同步信號(hào)發(fā)生器6.2凸輪軸位置傳感器

此信號(hào)發(fā)生器位于氣缸蓋前端凸輪軸鏈條之后。汽車傳感器原理與檢修

6.2.3磁阻元件式凸輪軸位置傳感器工作原理6.2凸輪軸位置傳感器

此傳感器由信號(hào)發(fā)生器、磁鐵和信號(hào)處理電路組成。汽車傳感器原理與檢修

6.2.3磁阻元件式凸輪軸位置傳感器連接電路6.2凸輪軸位置傳感器

此信號(hào)發(fā)生器連接電路如下圖所示:汽車傳感器原理與檢修

6.3.1開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器6.3節(jié)氣門位置傳感器

結(jié)構(gòu)與原理:主要由節(jié)氣門軸、全負(fù)荷觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)等組成。汽車傳感器原理與檢修

6.3.1開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器6.3節(jié)氣門位置傳感器

檢測(cè):主要是檢測(cè)怠速觸點(diǎn)電阻和功率觸點(diǎn)電阻。汽車傳感器原理與檢修

6.3.2線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器6.3節(jié)氣門位置傳感器

結(jié)構(gòu)與原理:主要由活動(dòng)觸點(diǎn)1、活動(dòng)觸點(diǎn)2、電阻器等組成，輸出特性曲線如右圖所示：汽車傳感器原理與檢修

6.3.2線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器6.3節(jié)氣門位置傳感器

檢測(cè):主要是開(kāi)路檢測(cè)和在路檢測(cè)，電路圖如右圖所示：汽車傳感器原理與檢修

6.4.1光電式車高傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

光電式車高傳感器結(jié)構(gòu):車身高度傳感器一般安裝在左右前輪胎的擋泥板上或后橋的中部汽車傳感器原理與檢修

6.4.1光電式車高傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

光電式車高傳感器工作原理:主要由光電元件、傳感器軸、導(dǎo)桿、透光板構(gòu)成汽車傳感器原理與檢修

6.4.1車高傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

舌簧開(kāi)關(guān)式傳感器工作原理:有4組開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和4個(gè)檢測(cè)回路。汽車傳感器原理與檢修

6.4.1車高傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

滑動(dòng)電阻式車高傳感器電路:凌志LS400應(yīng)用的是這種傳感器。汽車傳感器原理與檢修

6.4.2轉(zhuǎn)角傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

光電式轉(zhuǎn)角傳感器：結(jié)構(gòu)與安裝位置如圖所示。轉(zhuǎn)向圓盤（透光盤）安裝在轉(zhuǎn)向軸上，圓盤的圓周上均勻地開(kāi)有很多小槽，圓盤隨著轉(zhuǎn)向主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。加在圓盤兩側(cè)的是兩組光電元件（由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成），光電元件套在轉(zhuǎn)向柱管上。汽車傳感器原理與檢修

6.4.2轉(zhuǎn)角傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

別克榮御ESP系統(tǒng)中使用了各向異性磁阻式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器位于轉(zhuǎn)向盤下面，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示汽車傳感器原理與檢修

6.4.2轉(zhuǎn)角傳感器6.4車高傳感器與轉(zhuǎn)角傳感器

扭矩傳感器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU總成之間的線路連接如圖所示汽車傳感器原理與檢修

6.5.1浮子舌簧開(kāi)關(guān)式液位傳感器6.5液位傳感器浮子舌簧開(kāi)關(guān)式液位傳感器由樹(shù)脂圓管制成的軸和可沿其上下移動(dòng)的環(huán)狀浮子組成，如圖所示。在管狀軸內(nèi)裝有舌簧開(kāi)關(guān)（強(qiáng)磁性材料制成的觸點(diǎn)），浮子內(nèi)嵌有永久磁鐵。舌簧開(kāi)關(guān)內(nèi)部是一對(duì)很薄的觸點(diǎn)，隨浮子位置的不同而閉合或斷開(kāi)，從而可以判定液量是多于規(guī)定值還是少于規(guī)定值。汽車傳感器原理與檢修

6.5.1浮子舌簧開(kāi)關(guān)式液位傳感器6.5液位傳感器浮子舌簧開(kāi)關(guān)式液位傳感器用于檢測(cè)制動(dòng)液液位時(shí)的報(bào)警系統(tǒng)電路。用于檢測(cè)洗滌液液位和冷卻液液位時(shí)的報(bào)警電路如圖666所示汽車傳感器原理與檢修

6.5.2浮子舌簧開(kāi)關(guān)式液位傳感器6.5液位傳感器浮子可變電阻式液位傳感器由浮子、內(nèi)裝滑動(dòng)電阻的電位器以及連接浮子組成汽車傳感器原理與檢修

6.5.3浮子可變電阻式液位傳感器6.5液位傳感器浮子可變電阻式液位傳感器串聯(lián)，當(dāng)汽油滿油箱時(shí)，浮子升到最高位置，滑動(dòng)臂滑向低電阻方向，此時(shí)通過(guò)回路中的電流增大，使雙金屬片彎曲增大，指針指向F側(cè)。當(dāng)油箱內(nèi)油量較少時(shí)，浮子降到較低的位置，滑動(dòng)臂滑向高電阻方向，此時(shí)通過(guò)回路中的電流減小，儀表內(nèi)雙金屬片彎曲變小，指針指向E側(cè)，這樣就可以通過(guò)指針的位置來(lái)判斷油量的大小。汽車傳感器原理與檢修

6.5.4熱敏電阻式液位傳感器6.5液位傳感器熱敏電阻上加有電壓時(shí)，就有電流通過(guò)，在電流的作用下，熱敏電阻本身會(huì)發(fā)熱。當(dāng)熱敏電阻置于燃油中時(shí)，其熱量易散發(fā)，所以熱敏電阻的溫度不會(huì)升高而是其電阻值增加。反之，當(dāng)燃油量減少，熱敏電阻暴露在空氣中時(shí)，因?yàn)槠錈崃侩y以散發(fā)，所以熱敏電阻的電阻值降低。當(dāng)熱敏電阻的電阻值下降到一定值時(shí)，線路中流過(guò)的電流增大到可以使繼電器觸點(diǎn)閉合，而使油面過(guò)低報(bào)警燈點(diǎn)亮報(bào)警。如圖所示，使用熱敏電阻和指示燈組成的電路，通過(guò)指示燈的亮、滅，就可判斷燃油量的多少。汽車傳感器原理與檢修

6.6.1可調(diào)電感式溢流環(huán)位置傳感器的結(jié)構(gòu)與原理6.6溢流環(huán)位置傳感器溢流環(huán)位置傳感器在電子式柴油噴射裝置上，用來(lái)檢測(cè)溢流環(huán)的位置，實(shí)現(xiàn)電子控制噴油量的控制。該傳感器的工作原理如圖682所示，在線圈內(nèi)部有鐵心，鐵心與被檢測(cè)位置的部件一起動(dòng)作。當(dāng)鐵心上下移動(dòng)時(shí)，線圈的電感發(fā)生變化，輸出的信號(hào)也隨之變化。根據(jù)輸出信號(hào)的大小，即可檢測(cè)出被測(cè)部件的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量的瞬時(shí)控制。汽車傳感器原理與檢修

6.7.1加速踏板式位置傳感器的結(jié)構(gòu)與原理6.7加速踏板位置傳感器該傳感器為雙電位計(jì)式傳感器，如圖所示。兩個(gè)電位器輸出信號(hào)為同相，當(dāng)電子加速踏板位置發(fā)生變化時(shí)，其電阻同時(shí)線性增加或減小。傳感器由控制單元供5V參考電壓，這樣就能將電阻值變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵鲂盘?hào)。汽車傳感器原理與檢修

6.7.2雙霍爾式加速踏板位置傳感器的連接電路6.7加速踏板位置傳感器三菱格藍(lán)迪轎車使用的雙霍爾式加速踏板傳感器，其線路連接圖和端子如圖。汽車傳感器原理與檢修

齒桿位置傳感器的安裝位置6.8齒桿位置傳感器齒桿位置傳感器用于電控直列泵燃油系統(tǒng)中，其功用是檢測(cè)噴油泵調(diào)節(jié)齒桿的位置。齒桿位置傳感器安裝在電控直列泵系統(tǒng)中電子調(diào)速器內(nèi)，噴油泵齒桿罩上，如圖所示。汽車傳感器原理與檢修差動(dòng)變壓器式電感位置傳感器6.8齒桿位置傳感器差動(dòng)變壓器式電感位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理與一個(gè)變壓器類似，由一次線圈、二次線圈、銜鐵和線圈骨架組成，只不過(guò)它的鐵心是可以移動(dòng)的，使在二次線圈上感應(yīng)的電壓隨鐵心的位移成線性增加，其典型結(jié)構(gòu)如圖所示。汽車傳感器原理與檢修差動(dòng)自感式位置傳感器6.8齒桿位置傳感器差動(dòng)變壓器式傳感器的實(shí)質(zhì)是按變壓器線圈的互感原理工作。若將差動(dòng)變壓器式傳感器中的一次線圈取消，只保留一次線圈兩邊的二次線圈，則就變成了差動(dòng)自感式位置傳感器。差動(dòng)自感式位置傳感器是變磁式位置傳感器。變磁式位置傳感器由線圈、鐵心和銜鐵組成。汽車傳感器原理與檢修電渦流式齒桿位置傳感器6.8齒桿位置傳感器電渦流傳感器主要可分為高頻反射式渦流傳感器和低頻投射式渦流傳感器兩類。高頻反射式渦流傳感器的應(yīng)用較為廣泛汽車傳感器原理與檢修6.9噴油器針閥升程傳感器噴油器針閥升程傳感器主要用于電控分配泵或柴油機(jī)中，用來(lái)確定噴油閥噴油始點(diǎn)，使噴油閥噴油始點(diǎn)進(jìn)行閉環(huán)控制（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和溫度）。它安裝在噴油器內(nèi)部，用于電控分配噴式燃油系統(tǒng)中。差動(dòng)式噴油器針閥升程傳感器主要由電磁線圈、傳動(dòng)桿等組成。汽車傳感器原理與檢修噴油器針閥升程傳感器的結(jié)構(gòu)6.9噴油器針閥升程傳感器噴油器針閥升程傳感器主要有差動(dòng)式和霍爾式兩大類型，差動(dòng)式噴油器針閥升程傳感器結(jié)構(gòu)如圖所示。汽車傳感器原理與檢修噴油器針閥升程傳感器的檢測(cè)6.9噴油器針閥升程傳感器用示波器測(cè)試針閥升程傳感器測(cè)試方法：連接好示波器，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)試噴油器針閥升程傳感器波形，如圖所示。若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，則應(yīng)更換帶針閥升程傳感器的3缸噴油器。汽車傳感器原理與檢修6.10座椅位置傳感器座椅位置傳感器用于電控單元控制的動(dòng)力座椅上，電控單元預(yù)先記憶座椅的位置狀態(tài)（前后直立位置、斜躺角度、滑動(dòng)位置等），再設(shè)定電鈕操作，用電控單元自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅狀態(tài)。使用時(shí)只需按指定按鍵開(kāi)關(guān)，即能自動(dòng)地調(diào)節(jié)到預(yù)先選定的位置。為了能夠獲得存儲(chǔ)功能，必須有能夠感測(cè)座椅位置的傳感器來(lái)確定座椅的位置，即座椅位置傳感器。汽車傳感器原理與檢修6.10座椅位置傳感器座椅位置傳感器是通過(guò)霍爾元件將旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的變化位置引起的磁通密度變化檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成電壓，作為脈沖信號(hào)的形式送入電控單元。座椅位置傳感器與ECU的連接電路如圖所示，電控單元接受該信號(hào)來(lái)控制各電動(dòng)機(jī)。由于轉(zhuǎn)向器用傾斜和可伸縮與電控單元相互連通，根據(jù)記憶控制再現(xiàn)工作。汽車傳感器原理與檢修6.10座椅位置傳感器帶有記憶功能的座椅控制系統(tǒng)組成如圖所示?；魻柺轿恢脗鞲衅髋c滑動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)（滑動(dòng)傳感器）、升降電動(dòng)機(jī)（升降傳感器）、前部高度調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)（前部垂直高度傳感器）、靠背傾斜角度電動(dòng)機(jī)（傾斜角度傳感器）集成在一起，協(xié)同座椅存儲(chǔ)器開(kāi)關(guān)工作。汽車傳感器原理與檢修帶有記憶功能的座椅控制6.10座椅位置傳感器滑動(dòng)電阻式座椅位置傳感器主要由殼體、螺桿、滑塊、電阻組成。它的作用是將座椅的位置轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸送給電子模塊存儲(chǔ)起來(lái)。汽車傳感器原理與檢修帶有記憶功能的座椅控制6.11方位傳感器方位傳感器從電磁的角度看，它是利用地磁產(chǎn)生電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器，可應(yīng)用于車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)，以指示方向偏差。汽車傳感器原理與檢修磁通量閘門式方位傳感器6.11方位傳感器導(dǎo)向系統(tǒng)的工作原理：首先從地圖上找出從出發(fā)地到目的地的東西方向距離a，南北方向距離b，輸入到系統(tǒng)的操縱部分，同時(shí)也把到目的地的直線距離i0輸入到電控單元中，如圖所示。當(dāng)車輛行駛后，無(wú)論車輛在哪個(gè)方向上移動(dòng)，地磁方位傳感器都能檢測(cè)出絕對(duì)方向θ1，并將其顯示在儀表盤上，而且通過(guò)電控單元計(jì)算距離目的地的方向θ2和距離l，并顯示出來(lái)。汽車傳感器原理與檢修磁通量閘門式方位傳感器6.11方位傳感器汽車傳感器原理與檢修磁通量閘門式方位傳感器6.11方位傳感器汽車傳感器原理與檢修雙線圈發(fā)電機(jī)型地磁矢量方位傳感器日產(chǎn)公司研制的導(dǎo)向系統(tǒng)使用雙線圈發(fā)電機(jī)型地磁矢量方位傳感器，如圖所示。這種方位傳感器的上、下線圈的相位相反，所以垂直方向的磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互相抵消。6.12EGR閥位置傳感器汽車傳感器原理與檢修EGR閥位置傳感器結(jié)構(gòu)EGR閥位置傳感器位于EGR閥的上部，一般使用電位計(jì)式傳感器來(lái)檢測(cè)EGR閥閥桿的上下移動(dòng)位置，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU以此確定閥門開(kāi)度的大小。6.12EGR閥位置傳感器汽車傳感器原理與檢修EGR閥位置傳感器的檢測(cè)（1）供電的檢測(cè)（2）輸出電壓的檢測(cè)（3）電阻的檢測(cè)6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修目前測(cè)定汽車之間或汽車與物體之間距離的方法，根據(jù)檢測(cè)介質(zhì)的不同，主要有超聲波法、紅外法、激光法和微波雷達(dá)法等幾種。6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修壓電式超聲波傳感器壓電式超聲波傳感器采用了壓電元件鋯鈦化鉛，一般稱為PZT。這種傳感器的特點(diǎn)在于它具有方向性，傳感器用蜂鳴器的紙盒為橢圓形，其目的是使傳感器的水平方向特性寬，而垂直方向受到限制，其結(jié)構(gòu)如圖所示。6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修壓電式超聲波傳感器超聲波傳感器在汽車上的主要應(yīng)用就是汽車倒車系統(tǒng)。下圖所示系統(tǒng)有2對(duì)超聲波傳感器，并均勻地分布在汽車后保險(xiǎn)杠上，其中2個(gè)為發(fā)射器，2個(gè)為接收器，該系統(tǒng)由ECU進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、控制、顯示及報(bào)警。6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修現(xiàn)以現(xiàn)代伊蘭特倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)為例，說(shuō)明超聲波傳感器的檢測(cè)方法?，F(xiàn)代伊蘭特倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)由控制單元、檢測(cè)障礙物的超聲波傳感器、發(fā)出警報(bào)音的報(bào)警器等部件組成。6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)位置的雷達(dá)系統(tǒng)，其功能包含搜索和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；檢測(cè)其距離、速度、角位置等運(yùn)動(dòng)參數(shù)；檢測(cè)目標(biāo)反射率、散射截面和形狀等特征參數(shù)。激光雷達(dá)根據(jù)掃描機(jī)構(gòu)的不同，有二維和三維兩種。激光傳感器6.13超聲波距離傳感器與激光傳感器汽車傳感器原理與檢修毫米波雷達(dá)是指工作頻率介于微波和光之間，選在30～300GHz頻域（波長(zhǎng)為1～10mm，即1mm