汽车维修毕业论文---汽车发动机传感器的检测与维修

毕业设计设计题目汽车发动机传感器的检测与维修专业汽车检测与维修技术摘要车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。关键词传感器、汽车运用目录摘要II目录III1概述111车用传感器技术现状112课题研究的意义12汽车发动机传感器121发动机常用传感器介绍与故障诊断1211进气压力传感器/进气温度传感器1212冷却液温度传感器3213节气门位置传感器4214氧传感器6215曲轴位置传感器7216凸轮轴位置传感器9217空气流量传感器113维修故障实例114总结13参考文献141概述11车用传感器技术现状传感器技术是现代科技的前沿技术，是现代信息技术的三大支柱之一，其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以其技术含量很高，怎么样在最短的时间检查出传感器的故障和维修成了当今的重要话题。12课题研究的意义由于传感器在电控系统中的重要性，所以从某种意义上说，先进汽车的竞争即是传感器的竞争，世界各国对其理论研究、新材料应用、产品开发都非常重视。金刚石的耐热性好、热稳定高，在真空中1200以上其表面才开始出现炭化，在大气中也要600以上才开始炭化，利用这一特性，制作适用于高温的热敏传感器，从常温到600范围内进行温度监测与控制，并且适用在高温且有腐蚀气体的恶劣环境下使用，性能稳定，使用寿命长，可用于发动机中的高温测量。此外金刚石在高温下形变率很高，利用这一特性可制作高温环境下使用的振动传感器和加速度传感器。与其它材料振动膜相结合可作为高温、耐腐蚀、灵敏度高的压力传感器，用于振动检测以及发动机、气缸压力等测量。汽车传感器作为汽车电子控制系统的重要信息源，对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行核实时、准确的测量和控制。汽车上的各种传感器是否正常存在故障对汽车行驶安全有着重要作用，所以对汽车传感器进行正确的检测与维修有着重要的意义。2汽车发动机传感器汽车发动机常用传感器一般有氧传感器、进气压力传感器、水温传感器、节气门位置传感器、氧传感器、曲爆震传感器、轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器、流量传感器等。21发动机常用传感器介绍与故障诊断211进气压力传感器/进气温度传感器工作原理进气歧管压力传感器是集信号传感和信号放大于一体的部件。它是由压力转换元件和把压力转换元件输出信号进行放大的集成电路组成。压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅膜片，该膜片的一面是真空室，另一面通过橡胶管接进气歧管，故承受的是进气歧管的气体压力。硅膜片会在进气胶管压力的作用下产生变形，压力越大，硅膜片的变形越大，其电阻值就越大。反之，进气压力越小，硅膜片产生的电阻值就越小。在歧管压力传感器内部硅膜片产生的电阻值变化量，通过惠斯通电桥电路可将其转接成为电压信号。由于该信号很微弱，因此在传感器内部设有放大电路进行放大处理，而后，便可以从传感器端子输出相应的电压信号PIM，该电压信号与进气歧管压力成线性关系。进气压力传感器的一般故障有怠速不稳、本身传感器故障、动力不足、转动无力、性能下降、线路故障、进气门关闭不严漏气,导致进气歧管压力波动变化不稳定等。检测方法1外观检视检视时，只需从进气歧管节气门端找到橡胶软管，便可在汽车上找到歧管压力传感器。首先，在关闭点火锁的状态下，检查歧管压力传感器导线连接器的连接情况是否良好，橡胶软管是否脱落。然后启动发动机，查橡胶软管有无密封不严和漏气现象。2仪表测试A接通点火开关ON位，用万用表的直流电压档DCV20测试接线端子VCC与地线E2之间的电压值，该电压值即为ECU加在胶管压力传感器上的电源电压值。其值正常应为45V55V之间。若该值不正确，则应检查蓄电池电压或导线间的连接情况，有时问题可能出在控制电脑ECU上。B接通点火开关ON位，并从歧管压力传感器上拔下其空橡胶软管，使胶管压力传感器的进气口与大气相遇，此时测试接线端子输出电压信号PIM与地线E2之间的电压值，其正常值为33V39V之间。若输出电压过高或过低，均说明歧管压力传感器有故障，应予更换。C接通点火开关ON位，拆下歧管压力传感器上的真空橡胶软管，用手持真空泵向歧管压力传感器进气口处施以不同的负压真空度，边施压边测试接线端子输出电压信号PIM与地线E2之间电压值。该电压值应随所施加负压的增长呈线性增长，否则，说明传感器内的信号检测电路有故障，应予以更换。212冷却液温度传感器工作原理冷却液温度传感器安装在发动机机体或汽缸盖上，与冷却液接触，用来检测发动机循环冷却液的温度，并将检测结果传输给电控单元以便修正喷油量和点火正时。水温传感器常采用对温度变化非常敏感的热敏电阻制成，其结构及与电控单元的连接如图所示。传感器的两根导线都和电控单元连接，其中一根为搭铁线。热敏电阻经常采用负温度系数电阻，水温越低，热敏电阻阻值越大，电控单元根据这一信号，增加喷油量，使可燃混合气浓度增加。冷却液温度传感器一般故障有水温信号接12伏电压或开路，导致传感器输出信号为低水温值；水温信号接地，导致传感器输出信号为高水温值；无效的水温信号。图2冷却液温度传感器检测方法在车检查，将点火开关关闭，拆下传感器的连接器，用汽车专用万用表的欧姆档，测试传感器两端子的阻值。以皇冠30的THW和E2端子为例，在温度为0摄氏度时，电阻为47千欧姆；在温度为20摄氏度时，电阻为23千欧姆；在温度为40摄氏度时，电阻为0913千欧姆；在60摄氏度时为0407千欧姆；在80摄氏度时，为0204千欧姆。冷却液温度传感器的电阻值与温度的高低成反比。213节气门位置传感器工作原理节气门位置传感器的作用是把节气门的位置或开度转换成电压的信号，传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据，实现不同节气门开度下的喷油量控制。节气门位置传感器有线性、开关型及综合型（既有开关又有线性可变电阻）三种。节气门位置传感器装在节气门体上，与节气门联动，节气门位置传感器内部是一种滑动电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点，不同的节气门开度，电位计的电阻值不同，从而将节气门的开度转变为电阻或电压信号输送给微机。微机通过节气门位置传感器可获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号，以及节气门开度的变化速率，从而更精确地判定发动机的运行工况，提高控制精度和效果。为了准确检测怠速工况（节气门全关状态）的信号，综合型节气门位置传感器有一个怠速触点。节气门全闭时，怠速输出触点接通，传感器输出怠速信号，这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。图3节气门位置传感器节气门位置传感器一般故障有怠速不稳、要熄火、故障灯亮、加油门游车、发动机癫痫、有时还会空油门、耗油高等检测方法1结构和电路开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点，分别为怠速触点IDL和全负荷触点PSW。由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时，怠速触点IDL闭合，ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油量；当节气门打开时，怠速触点打开，ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制；全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态，当节气门打开至一定角度丰田1GEU车为55）的位置时，全负荷触点开始闭合，向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号，ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。丰田1GEU发动机电子控制系统用的开关量输出型节气门位置传感器。2开关量输出型节气门位置传感器的检查调整丰田1SE和2SE。就车检查端子间的导通性点火开关置于“OFF”位置，拔下节气门位置传感器连接器，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规；用万用表档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。当节气门全闭时，怠速触点IDL应导通；当节气门全开或接近全开时，全负荷触点PSW应导通；在其他开度下，两触点均应不导通。具体情况如表1所示。否则，应调整或更换节气门位置传感器。汽车发动机节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转。不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。为了使喷油量满足不同工况的要求，电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU，作为ECU判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。214氧传感器图4氧传感器工作原理在一定条件下高温和铂催化，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压0。61V，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近1471的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。氧传感器一般故障有积碳、铅中毒、硅中毒、机油污染等。检测方法1氧传感器加热器电阻的检查。拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为440参考具体车型说明书。如不符合标准，应更换氧传感器。2氧传感器反馈电压的测量。测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压。对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用具有低量程通常为2V和高阻抗内阻大于10M的指针型万用表。具体的检测方法如下1将发动机热车至正常工作温度或起动后以2500R/MIN的转速运转2MIN2将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的E1或蓄电池负极，正表笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔，或接氧传感器线束插头上的号|出线3让发动机以2500R/MIN左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在01V之间来回摆动，记下10S内电压表指针摆动的次数。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在045V上下不断变化，10S内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，其原因可能是氧传感器表面有积碳，使灵敏度降低所致。对此，应让发动机以2500R/MIN的转速运转约2MIN，以清除氧传感器表面的积碳，然后再检查反馈电压。如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢，则说明氧传感器损坏，或电脑反馈控制电路有故障。4检查氧传感器有无损坏。拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与电脑连接，反馈控制系统处于开环控制状态。将万用表电压档的正表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱连接，负表笔良好搭铁。在发动机运转中测量反馈电压，先脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为地形成稀混合气，同时观看电压表，其指针读数应下降。然后接上脱开的管路，再拔下水温传感器接头，用一个48K的电阻代替水温传感器，人为地形成浓混合气，同时观看电压表，其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度，在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升突然松开加速踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。如果氧传感器的反馈电压无上述变化，表明氧传感器已损坏。另外，氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时，若是良好的氧传感器，输出端的电压应以25V为中心上下波动。否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若电阻值很大，说明传感器是好的，否则应更换传感器。5氧传感器外观颜色的检查。从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障淡灰色顶尖这是氧传感器的正常颜色白色顶尖由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器棕色顶尖由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器黑色顶尖由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。215曲轴位置传感器工作原理曲轴位置传感器CRANKSHAFTPOSITIONSENSOR，CPS又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单元ECU，以便确定点火时刻和喷油时刻。曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。图51磁脉冲式曲轴位置传感器曲轴位置传感器的一般故障有最大故障，信号超过正常范围的上限。最小故障，信号超过正常范围的下限。信号故障，无信号。不合理故障，有信号，但信号不合理。曲轴位置传感器是发动机中非常重要的一个传感器，如果出现故障最常见的表现应该是不能启动检测方法1供电检测。拔下传感器的插座,点火开关置于ON档。用万用表测量插座第1与第3端子间、插座第2与第3端子之间的电压值,均应大于9V。如果测量的结果符合上述要求,更换传感器如果结果不符合上述要求,进行线路检测。2线路检测。点火开关置于“OFF”档。拆下右前轮柱下护板,拉出ECU插接器的固定锁架,拔下ECU插座。将ECU插座安装到VAGL598/L8检测箱相对应的插头上。用万用表测量传感器插座第1端子与检测箱第68检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第67检测孔、传感器插座第3端子与检测箱第L6检测孔之间的电阻值,均应小于15传感器插座第1端子与检测箱第67检测孔、传感器插座第1端子与检测箱第16检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第16检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第68检测孔之间的电阻值,均应为。图52曲轴位置传感器若上述线路检测的结果完全符合要求,则更换ECU若不符合上述各项要求,按电路图检查线路,排除故障重新检测216凸轮轴位置传感器图61凸轮轴位置传感器工作原理凸轮轴位置传感器CAMSHAFTPOSITIONSENSOR，CPS又称为气缸识别传感器CYLINDERIDENTIFICATIONSENSOR，CIS，为了区别于曲轴位置传感器CPS，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。凸轮轴位置传感器的一般故障有部件老化、静电击穿、电压不稳烧了、部件本身的质量问题。图62凸轮轴位置传感器检测方法L供电检测。拔下传感器插座,点火开关置于“ON”档。如图所示用万用表测量传感器插座第2与第3端子、传感器插座第1与第2端子之间的电压值,均应大于10V。若测试结果符合上述要求,更换分电器内的凸轮轴位置传感器霍尔传感器若测试结果不符合上述耍求,进行线路检测。2线路检测。点火开关置于“OFF”档。拆下右前轮柱下护板,拉出ECU插接器的固定锁架,拔下ECU插座。将ECU插座安装到VAG1598/18检测箱相对应的插头上。用万用表测量传感器插座第1端子与检测箱第35检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第44检测孔、传感器插座第3端子与检测箱第45检测孔之间的电阻值,均应小于15O传感器插座第1端子与检测箱第35检测孔、传感器插座第滤端子与检测箱第35检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第35检测孔之间的电阻值,均应为。若测试结果不符合上述要求,按电路图检查线路,排除故障后重新检测若测试结果符合上述要求,更换ECU电控单元。217空气流量传感器图7空气流量传感器工作原理空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元ECU,作为决定喷油的基本信号之一。是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算控制喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为叶片翼板式、量芯式、热线式、热膜式。空气流量传感器的一般故障有无信号、不着车、怠速不稳、抖动、加速熄火等。检测方法翼片式用万用表欧姆档测VSE2端子,推动翼片转动,测阻值或点火开关ON测电压,应随开增大阻值或电压连续变化、跳动，同时翼片应摆动平顺、无卡滞、松框、弹力过弱卡门旋涡式用数字式万用表HZ档测量频率或测直流电压发动机工作或用点吹风对流量计进气口吹气热线式检测以尼桑VG30E为例，万用表直流电压档测量正常1605V怠速,电吹风对进气口吹风,电压24V热膜式以红旗为例,万用表直流电压档测量正常003V；电吹风对进气口吹风,电压2301V；距流量计20厘米处吹风电压值为1501。3维修故障实例故障实例一辆上海帕萨特B518T（涡轮增压发动机）轿车，怠速抖动。该车曾经在两家修理厂进行过维修，更换过两个空气流量传感器。故障现象帕萨特怠速抖动。故障原因分析1点火线圈故障首先用汽车专用故障诊断仪检测，读得两个故障代码一个为第1缸不工作；另一个为空气流量传感器信号不良。经过断缸试验，发现第1缸不明显，为了进一步确认是否为点火线圈故障，将1缸和2缸的点火线圈进行互换，结果为2缸不工作，由此判定故障确实在点火线圈上。更换一个新的点火线圈后，清除故障代码，起动发动机，发动机怠速运转平稳，发动机加速有力。再次读取故障代码，发现空气流量传感器信号不良的故障代码却始终存在，无法清除。2空气流量传感器故障由此看来空气流量传感器可能存在问题。在发动机怠速运转时，利用故障检测仪的数据流功能，查看空气流量传感器的数据，发现故障检测仪上显示的空气流量传感器信号为0；踩下加速踏板进行发动机加速，空气流量传感器信号仍然为0，说明无气流通过，发动机在正常运转，无气流通过是不可能的，唯一的可能性就是空气流量传感器或其线路出现故障。为此，拔下空气流量传感器的导线插头，打开点火开关，用万用表检测导线侧插头的第2号脚有5V电压，起动发动机，其第4号脚上也有12V电压，3号脚接地，根据检测结果说明发动机电脑送出的点回路是正常的。将空气流量传感器导线插头插上，重新起动发动机，在发动机怠速运转下测量其信号电压（5号脚）为003V，发动机加速时该信号不变化。将发动机熄火后再测量5号脚对地的电阻，发现该电阻较大，说明该信号线没有搭铁，故障应该在空气流量传感器本身。但是一提要更换空气流量传感器，车主就说，车上的空气流量传感器已经是更换的第2个空气流量传感器，都没有用，非让检查是否发动机电脑坏了。3排除电脑故障为了慎重起见，有重新检测了一遍，为了排除发动机电脑原因，将空气流量传感器通往发动机电脑的信号线切断，起动发动机，再次测量发现空气流量传感器信号仍然为0，从而确认故障就是空气流量传感器本身的问题。通过对比可以发现，上海帕萨特B518L轿车和上海帕萨特B518T轿车的空气流量传感器是不可以互换的，它们的根本区别在于其供电引脚相反。如果将它们2号脚、4号脚互换，应该是可行的。为此用一个上海桑塔纳2000GSI（时代超人）的空气流量传感器代之（同上海帕萨特B518L轿车），只是对空气流量传感器芯进行更换。将该车（上海帕萨特B518T轿车）的空气流量传感器插头的2号脚、4号脚调换，装上试车发现车辆一切正常。再次测量其信号电压，发动机怠速运转时信号电压为13V，加速到5000R/MIN，信号电压可达3V左右，用故障检测仪读取空气流量传感器的空气流量数据为3G/S（怠速下）。通过上述试验更加确认原车空气流量传感器损坏，同时也可以解释先前更换的两个空气流量传感器也是好的，很可能其他厂家在更换空气流量传感器时没有注意空气流量传感器的型号，更换的是上海帕萨特B518L轿车的空气流