第三章2發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢修

1、第五節(jié) 氧傳感器(EGO),一、功用 通過(guò)檢測(cè)排氣氧離子的含量來(lái)獲得混合氣的空燃比信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入ECU。ECU根據(jù)氧傳感器信號(hào)，對(duì)噴油時(shí)間進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)空然比反饋控制（閉環(huán)控制），從而將過(guò)量空氣系數(shù) 控制在0.981.02之間的范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到最佳濃度的混合氣，從而達(dá)到降低有害氣體的排放量和節(jié)約燃油之目的。,二、氧傳感器的類(lèi)型 氧傳感器分為氧化鋯式和氧化鈦式兩類(lèi)型。 1. 氧化鋯式ZrO2式：電壓型凌志LEXUS400 分為加熱型:加熱型：有3-4個(gè)端子； 非加熱型：有1-2個(gè)端子。 2. 氧化鈦式TiO2式：電阻型桑塔納2000GSi 一般都為加熱型。,為什么要加熱？,

2、氧傳感器的安裝位置,氧化鋯式氧傳感器,金屬鉑電極的兩個(gè)重要作用 電極作用，將信號(hào)電壓引出傳感器外； 催化作用,三、氧化鋯式氧傳感器,（一）結(jié)構(gòu),鋯管,（二）工作原理,當(dāng)一些具有多孔性的固體電解質(zhì)材料的表面與內(nèi)部之間氧氣的濃度不同時(shí)，氧氣濃度高的氧離子就會(huì)向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散，以求達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)在電解質(zhì)的表面設(shè)置多孔性電極之后，兩電極之間就可形成電動(dòng)勢(shì)。-氧濃差電池,濃,稀,（三）氧化鋯式EGO工作特性,氧傳感器工作特性 （a） 氣體濃度與電壓的關(guān)系；（b） 傳感元件溫度與電壓的關(guān)系 1傳感器的電動(dòng)勢(shì)；2一氧化碳CO濃度；3無(wú)鉑電極時(shí)的電動(dòng)勢(shì)；4氧離子濃度,2COO2 金屬鉑Pt催化 2CO2

3、(1)當(dāng)混合氣濃（A/F14.7）時(shí)，排氣中氧離子少，鋯管內(nèi)外表面氧離子濃度差較大，兩個(gè)鉑金電極間電位差較高，US0.9V (2) 當(dāng)混合氣?。ˋ/F14.7）時(shí)，排氣中氧離子多，鋯管內(nèi)外表面之間的氧離子濃度差較小，兩個(gè)鉑金電極間的電位差較低，US0.1 V (3) 當(dāng)A/F14.7（或 1）時(shí)，排氣中的氧離子和CO含量都很少。在催化劑鉑的作用下，氧離子與CO的化學(xué)反應(yīng)從缺氧狀態(tài)（CO過(guò)剩、氧離子濃度為0）急劇變化為富氧狀態(tài)（CO為0、氧離子過(guò)剩）。 (4) 催化劑鉑的作用：混合氣由濃變稀時(shí)，使氧離子濃度差急劇變化，因此鉑電極之間的電位差急劇變化，使傳感器輸出電壓從0.9V急劇變化到0.1V電

4、動(dòng)勢(shì)躍變。,四、氧化鈦式氧傳感器,圖360 氧傳感器工作特性 （a） 氣體濃度與電壓的關(guān)系；（b） 傳感元件溫度與電壓的關(guān)系 1傳感器的電動(dòng)勢(shì)；2一氧化碳CO濃度；3無(wú)鉑電極時(shí)的電動(dòng)勢(shì)；4氧離子濃度,氧傳感器,（一）傳感器的信號(hào)特點(diǎn),氧化鈦式氧傳感器-其阻值大小與材料溫度以及周?chē)h(huán)境中氧離子的濃度有關(guān)。 氧化鈦式氧傳感器相當(dāng)于可變電阻 濃的混合氣對(duì)應(yīng)高的氧傳感器(O2S)輸出電壓，而稀的混合氣對(duì)應(yīng)較低的氧傳感器(O2S)輸出電壓。,圖361 氧化鈦式氧傳感器結(jié)構(gòu) 1加熱元件；2二氧化鈦元件；3基片；4墊圈；5密封圈；6殼體；7滑石粉填料；8密封釉；9護(hù)套；10電極引線；11連接焊點(diǎn)；12密封襯

5、墊；13傳感器引線,（二）氧化鈦式氧傳感器EGO結(jié)構(gòu),（三）氧化鈦式EGO傳感元件類(lèi)型,圖362 氧化鈦式氧傳感器傳感元件結(jié)構(gòu) （a） 芯片式傳感元件； （b） 厚膜式傳感元件 1二氧化鈦芯片；2鉑金屬線電極；3氧化鋁基片；4加熱元件；5二氧化鈦厚膜；6分壓電阻；7電阻引線；8二氧化鈦電極引線；9引線端子,1. 芯片式傳感元件； 2. 厚膜式傳感元件。,（四）氧化鈦式EGO的特性,（五）氧化鈦式EGO的工作原理,1. 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣?。?）時(shí)，氧離子濃度較大，二氧化鈦呈現(xiàn)低阻狀態(tài)； 2. 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣濃（1）時(shí)，氧離子濃度較小，在催化劑鉑的作用下，氧離子進(jìn)一步耗掉，二氧化鈦呈現(xiàn)高阻狀態(tài)； 3

6、. 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的=1左右時(shí)，在催化劑鉑的作用下，二氧化鈦的電阻產(chǎn)生突變。,（六）氧化鈦式EGO工作條件,（1）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于60； （2）氧傳感器溫度高于600； （3）發(fā)動(dòng)機(jī)工作在怠速工況和部分負(fù)荷工況。,五 氧傳感器工作條件 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于60； 氧傳感器自身溫度高于300/600； 發(fā)動(dòng)機(jī)工作在怠速工況和部分負(fù)荷工況。 氧傳感器正常 調(diào)節(jié)混合氣濃度的條件,六、氧傳感器EGO使用,1. 老 化 冷起動(dòng)或大負(fù)荷工況下，排氣中過(guò)剩的燃油在氧傳感器表面燃燒，形成碳粒造成氧傳感器保護(hù)層剝落，高溫加速老化。 2. 鉛中毒 燃油或潤(rùn)滑油添加劑中的鉛離子與氧傳感器的鉑電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑鉑的

7、催化性能降低的現(xiàn)象，稱為鉛中毒。 3. 硅中毒 發(fā)動(dòng)機(jī)上的硅密封膠、硅樹(shù)脂成型部件、鑄件內(nèi)的硅離子與氧傳感器的鉑電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致催化劑鉑的催化性能降低的現(xiàn)象，稱為硅中毒。 4. 磷中毒 潤(rùn)滑劑、防銹劑和清洗劑中磷化物污染氧傳感器的現(xiàn)象，稱為磷中毒。 5. 中毒結(jié)果：鉑電極的催化性能降低 6. 中毒現(xiàn)象：油耗顯著增加 7. 防止措施：汽車(chē)行駛80 000km，更換氧傳感器。,七、氧傳感器檢測(cè),1,2,3,4,R,檢測(cè)加熱元件電阻：常溫1-5歐姆,1,2,3,4,V,檢測(cè)加熱元件的電壓（接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)）為電源電壓,1,2,3,4,V,檢測(cè)傳感器信號(hào)電壓（接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)）濃至稀電壓由高變低，正常工

8、作電壓變化頻率每分鐘應(yīng)不低于10次。,氧傳感器影片,第六節(jié) 溫度傳感器,一、功用與類(lèi)型,（二）傳感器的種類(lèi) 熱敏電阻 正溫度系數(shù)電阻PTC 負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC,（一）按功能分類(lèi) 冷卻液溫度傳感器（CTS） 進(jìn)氣溫度傳感器（IATS）,溫度傳感器的工作過(guò)程 對(duì)于正熱敏系數(shù)的溫度傳感器來(lái)說(shuō)，隨著溫度的上升，傳感器的電阻值將上升，傳感器兩端的電壓降也將上升，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊就是根據(jù)該電壓的變化來(lái)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度。 對(duì)于負(fù)熱敏系數(shù)的溫度傳感器來(lái)說(shuō)，隨著溫度的上升，傳感器的電阻值將下降，傳感器兩端的電壓降也將下降，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊就是根據(jù)該電壓的變化來(lái)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度。,功用：給ECU提供進(jìn)氣

9、溫度信號(hào)，作為燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)控制的修正信號(hào)。,進(jìn)氣溫度傳感器（IATS）,下一頁(yè),二、原理與特性,進(jìn)氣溫度傳感器（IATS） 進(jìn)氣溫度傳感器（IATS）用來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣溫度，并將進(jìn)氣溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECU），作為汽油噴射、點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)。D型：安裝在空濾內(nèi)或進(jìn)氣總管上；L型：空氣流量計(jì)內(nèi),IATS 由于空氣的流量（質(zhì)量）與空氣的溫度（空氣的密度）有關(guān)，因此在電控燃油噴射系統(tǒng)中設(shè)置空氣流量傳感器，檢測(cè)空氣溫度，作為對(duì)空氣流量的修正。 進(jìn)氣溫度傳感器采用的是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻式，其結(jié)構(gòu)與輸出特性見(jiàn)下圖。,點(diǎn)火時(shí)刻閉環(huán)控制。 二 、測(cè)量方法 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壓力的變化

10、； 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的振動(dòng)頻率：共振型和非共振型 檢測(cè)混合氣燃燒噪聲。,第七節(jié) 爆震傳感器（DS）,一、功用,爆震傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，對(duì)四缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，它裝在2缸和3缸之間。目前應(yīng)用最多的是寬頻帶共振型、壓電式傳感器。 通過(guò)檢測(cè)缸體表面的震動(dòng)信號(hào)，以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否產(chǎn)生爆震。,二、壓電式爆震傳感器,（一）結(jié)構(gòu),1. 螺栓擰緊力矩；2. 慣性配重；3. 壓電元件,（二）工作原理,1. 壓電效應(yīng),2. 工作原理,注意：傳感器的擰緊力矩不可隨意調(diào)整 磁致伸縮式爆震傳感器、壓力檢測(cè)式爆震傳感器,三、爆震傳感器檢測(cè),1,2,3,1、2為信號(hào)線，3為屏蔽線 符合檢修標(biāo)準(zhǔn),第七節(jié) 車(chē)速傳感器（VSS）,

11、一、作用,車(chē)速傳感器（VSS）是用來(lái)測(cè)量汽車(chē)的行駛速度。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECU）利用該信號(hào)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速、汽車(chē)加減速期間的汽油噴射量和點(diǎn)火正時(shí)。,二、分類(lèi),第一種：舌簧開(kāi)關(guān)型車(chē)速傳感器 第二種：光電耦合型車(chē)速傳感器,1、舌簧開(kāi)關(guān)型車(chē)速傳感器（VSS）,傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊之間的連接電路,2光電耦合型車(chē)速傳感器（VSS）,工作過(guò)程示意圖,八、開(kāi)關(guān)信號(hào) 1. 蓄電池電壓信號(hào) 功用：當(dāng)蓄電池電壓變化時(shí)，ECU修正噴油時(shí)間及點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通電時(shí)間。 2. 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)（IGN） 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON：怠速步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的位置； ECU確定基本噴油時(shí)間； ECU根據(jù)CTS修正噴油時(shí)間及點(diǎn)火時(shí)刻 監(jiān)測(cè)TPS 接通燃油泵繼電器電路，如發(fā)動(dòng)機(jī)未 啟動(dòng)，燃油泵工作1秒電路即切斷； 氧傳感器加熱,3. 起動(dòng)信號(hào)(STA),作用：提示發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)始監(jiān)測(cè)CPS和CIS以便發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊能確定合適的空燃比和點(diǎn)火提前角，使發(fā)動(dòng)機(jī)能順利啟動(dòng)。 如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)3秒內(nèi)未接收到CPS信號(hào)，ECU將切斷燃油噴射電路。報(bào)故障。,4. 空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)(NSW),作用：提示自動(dòng)變速器的檔位狀態(tài)，在變速器處于駐車(chē)檔和空擋的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)，而在檔位切換過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦根據(jù)該信號(hào)來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火正時(shí)等。,5. 空調(diào)信號(hào)(AC),空調(diào)（AC）信號(hào)是用來(lái)檢測(cè)空