21汽车发动机传感器的结构与工作原理

1、v第二节第二节 传感器的结构原理与检测传感器的结构原理与检测一、空气流量传感器（一、空气流量传感器（MAFMAF）安装安装位置位置: : 安装在安装在空气滤清器空气滤清器和和节节气门气门之间的进气管上之间的进气管上功用：功用： 测量进入发动机气缸的测量进入发动机气缸的所有空气流量，并转换成电所有空气流量，并转换成电压信号送给发动机控制单元压信号送给发动机控制单元ECUECU； 空气流量计信号是空气流量计信号是ECUECU决定决定和和的基的基本信号之一。本信号之一。1.1.安装位置和功用安装位置和功用&按按检测空气流量的参数检测空气流量的参数不同，可以分为体积流量型和质量流不同，可以分为

2、体积流量型和质量流量型；量型；&按按结构不同结构不同，可以分为叶片式、卡门涡旋式和热式，可以分为叶片式、卡门涡旋式和热式， 热式热式又可分为热线式（热丝式）和热膜式又可分为热线式（热丝式）和热膜式&叶片式和卡门涡旋式属于体积流量型传感器，要求得空气质叶片式和卡门涡旋式属于体积流量型传感器，要求得空气质量流量，还需量流量，还需同时检测进气温度同时检测进气温度；&热式属于质量流量型传感器，可直接测出空气质量流量，不热式属于质量流量型传感器，可直接测出空气质量流量，不需要检测进气温度需要检测进气温度; ;&现代轿车基本采用现代轿车基本采用热式热式空气流量传感器。空气流

3、量传感器。2.2.空气流量传感器的分类空气流量传感器的分类（1 1）结构）结构 如右图，空气流量计如右图，空气流量计主要由测量板、补偿板、主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通回位弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠气道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。进气温度传感器等。1 1）翼（叶）片式空气流量计）翼（叶）片式空气流量计下一页补偿挡板补偿挡板缓冲室缓冲室弹簧弹簧测量板测量板温温度度传传感感器器旁通气道旁通气道封口封口调节调节螺钉螺钉电位计电位计1、电位计滑臂、电位计滑臂 2、可变电阻、可变电阻 3、接进气管、接进气管4、测量叶片、测量

4、叶片 5、旁通空气道、旁通空气道 6、接空气滤清器、接空气滤清器（2 2）叶片式空气流量计工作原理）叶片式空气流量计工作原理如右图，来自空气滤如右图，来自空气滤清器的空气通过空气流量清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板计时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空打开一个角度，当吸入空气推开测量板的里与弹簧气推开测量板的里与弹簧变形后的回位力相平衡时，变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。与测量板叶片停止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号量转换成电压信号U US S送给送给ECUECU。 在气流通道中放一

5、个柱体，气体通过时在柱体后产生在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡流。许多涡流。 按检测分为：超声波检测法和反光镜检测法按检测分为：超声波检测法和反光镜检测法 2 2）卡门涡流式空气流量计）卡门涡流式空气流量计结构：由超声波信号发生结构：由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接受探头整流器、超声波接受探头和转换电路组成。和转换电路组成。原理：卡门涡旋造成空气原理：卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到号发生器发出的超声波到达接受器的时机或变早或达接受器的时

6、机或变早或变晚，变晚，测出其相位差测出其相位差，利，利用放大器使之形成矩形波，用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门涡矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。如右图旋的频率。如右图（见视频）（见视频） （1）超声波检测法）超声波检测法1、超声波信号发生器、超声波信号发生器 2、超声波发、超声波发射探头射探头 3、涡流稳定板、涡流稳定板4、涡流发生、涡流发生器器 5、整流器、整流器 6、旁通空气道、旁通空气道 7、超、超声波接收探头声波接收探头8、转换电路、转换电路1 1、反光镜、反光镜 2 2、发光二极管、发光二极管 3 3、钢板弹簧、钢板弹簧 4 4、光电管、光电管( (光光敏晶体敏晶体) )

7、 5 5、导压孔、导压孔 6 6、涡流发生器涡流发生器（2 2）反光镜检测法）反光镜检测法 检测部分结构：如左图，镜检测部分结构：如左图，镜片、发光二级管和光电晶体管片、发光二级管和光电晶体管组成。组成。原理：空气流经过发生器时，原理：空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，作用在反光镜上，使反光镜发使反光镜发生振动生振动，从而将发光二极管投，从而将发光二极管投射的的光发射给光电管射的的光发射给光电管( (光敏光敏晶体晶体) ) ，光敏晶体以簧片得振，光敏晶体以簧片得振动频率导通和截止，对反射光动频率导通和截止，对反射光进行检测。进行检测。3 3

8、）热式空气流量计）热式空气流量计下一页 热丝式空气流量计的检热丝式空气流量计的检测元件是测元件是铂金属丝铂金属丝，热膜式，热膜式空气流量计的检测元件是空气流量计的检测元件是铂铂金属膜金属膜。（1 1）热线式空气流量计）热线式空气流量计（见视频）（见视频）铂金属检测元件的优点铂金属检测元件的优点1.1.响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响( (气流脉气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显) )2.2.具有进气阻力小、无磨损部件

9、等优点。具有进气阻力小、无磨损部件等优点。 下一页这种流量计的热线和进气温度传感器都安装在主气道中的取这种流量计的热线和进气温度传感器都安装在主气道中的取样管内，故称为样管内，故称为主通式热线空气流量计。主通式热线空气流量计。另一种是将热线绕在陶瓷芯管上，并置于旁通气道内，另一种是将热线绕在陶瓷芯管上，并置于旁通气道内，称为称为旁通式热线空气流量计旁通式热线空气流量计。 （2 2）热膜式空气流量计）热膜式空气流量计控制电路控制电路热膜热膜温度传感器温度传感器防护网防护网 3. 3.空气流量计的检测内容空气流量计的检测内容v包括空气流量计的电源、信号和信号接地。包括空气流量计的电源、信号和信号接

10、地。检测空气流量计的信号可用检测空气流量计的信号可用万用表万用表、诊断仪诊断仪和和示波器示波器。v空气流量计信号不正确不一定是空气流量计空气流量计信号不正确不一定是空气流量计本身的故障，本身的故障，空气滤清器堵塞空气滤清器堵塞、进气系统漏进气系统漏气气、发动机配气机构故障发动机配气机构故障、三元催化装置堵三元催化装置堵塞塞都会造成空气流量计信号过低。都会造成空气流量计信号过低。v1 1）通用别克君威车空气流量通用别克君威车空气流量计检测计检测v通用别克车采用通用别克车采用热丝型空气热丝型空气流量计，如下图所示，由于流量计，如下图所示，由于在空气流量计内部装置了一在空气流量计内部装置了一个个A/

11、DA/D转换器，所以其输出信转换器，所以其输出信号是数字频率信号。号是数字频率信号。v通用别克君威车空气流量计通用别克君威车空气流量计电路图如右图所示，用电路图如右图所示，用TECH TECH 2 2检测空气流量计数据如表所检测空气流量计数据如表所示：示：2 2）热膜式空气流量计检测热膜式空气流量计检测 从车上拆下空气流从车上拆下空气流量计，插接好线束连接量计，插接好线束连接器，并打开点火开关，器，并打开点火开关，测量传感器测量传感器信号端子信号端子5 5与与搭铁端子搭铁端子3 3之间的电压，之间的电压，正常应为正常应为1 12V2V；向空气；向空气流量计进气口吹风，同流量计进气口吹风，同时测

12、量信号端子时测量信号端子5 5与搭铁与搭铁端子端子3 3之间的电压，正常之间的电压，正常应升高到应升高到2 24V4V。 空气流量计电路空气流量计电路.swf.swf 空气流量计的测量空气流量计的测量.swf.swf信信号号搭搭铁铁5v12v099到此到此v大众车空气流量计的检测大众车空气流量计的检测v大众车上采用的空气流量计是热大众车上采用的空气流量计是热膜式空气流量计。以大众膜式空气流量计。以大众30003000热热膜式空气流量计为例，其电路见膜式空气流量计为例，其电路见图图2-112-11，输出信号是数字信号。，输出信号是数字信号。空气流量计连接器上有空气流量计连接器上有5 5个端子个端

13、子（见图（见图2-122-12），由电源继电器给），由电源继电器给空气流量计端子空气流量计端子2 2提供提供12V12V电源电源，端子端子1 1为进气温度传感器信号线为进气温度传感器信号线，3 3为搭铁端子为搭铁端子、 4 4为为5V5V电源端子电源端子、 5 5为信号端子为信号端子。用。用K81K81检测空气流检测空气流量计数据如表量计数据如表2-12-1所示：所示：v3）热式空气流量计的波形检测热式空气流量计的波形检测v热丝式空气流量计的信号是模拟信号，其信号波形如图所示热丝式空气流量计的信号是模拟信号，其信号波形如图所示, ,可用可用数数字万用表直流电压档测量，字万用表直流电压档测量，也

14、可用解码器检测显示直流信号电压。也可用解码器检测显示直流信号电压。v热膜式空气流量计信号是热膜式空气流量计信号是数字频率信号数字频率信号，其信号波形，其信号波形如图（如图（b b）所示，应使用解码器检测显示数字频率信）所示，应使用解码器检测显示数字频率信号，一般显示单位有号，一般显示单位有g/sg/s（克（克/ /秒）、秒）、hzhz（赫兹），也（赫兹），也可用示波器显示信号波形。可用示波器显示信号波形。热式空气流量计热式空气流量计反光镜检测法反光镜检测法超声波检测法超声波检测法 叶片式空气流量计叶片式空气流量计卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计质量流量型质量流量型 体积流量型体积流量型

15、 热膜式空气流量计热膜式空气流量计热线式空气流量计热线式空气流量计v二、曲轴位置传感器（二、曲轴位置传感器（CKPCKP）与凸轮轴位置传感器）与凸轮轴位置传感器(CMP)(CMP)v曲轴位置传感器又称为曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感发动机转速与曲轴转角传感器，器，v大众车称为发动机转速传感器大众车称为发动机转速传感器G28G28，v凸轮轴位置传感器又称为气缸识别传感器。凸轮轴位置传感器又称为气缸识别传感器。v大众车大众车G40 G40 v（1 1）功用与分类）功用与分类 v曲轴位置传感器安装在曲轴皮带轮后和发动机缸体曲轴位置传感器安装在曲轴皮带轮后和发动机缸体上。（安装在曲轴飞轮

16、旁上。（安装在曲轴飞轮旁) )v凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴前或后端，或分电凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴前或后端，或分电器内。（分电器内）器内。（分电器内）v在发动机电控单元在发动机电控单元ECUECU控制喷油器喷油和控制火花控制喷油器喷油和控制火花塞跳火时，首先需要知道究竟是哪一个气缸的活塞塞跳火时，首先需要知道究竟是哪一个气缸的活塞即将到达排气冲程上止点和压缩冲程上止点，然后即将到达排气冲程上止点和压缩冲程上止点，然后才能根据曲轴转角信号控制喷油提前角与点火提前才能根据曲轴转角信号控制喷油提前角与点火提前角。角。 v曲轴位置传感器曲轴位置传感器CKPCKP的功用是：采集发动机曲轴转的功用是

17、：采集发动机曲轴转速与转角信号并输入速与转角信号并输入ECUECU，以便计算确定并控制，以便计算确定并控制喷喷油提前角油提前角与与点火提前角点火提前角。主控信号主控信号v凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器CMPCMP的功用是：采集配气凸轮轴的功用是：采集配气凸轮轴的位置信号并输入的位置信号并输入ECUECU，以便确定，以便确定活塞处于压缩活塞处于压缩( (或或排气排气) )冲程上止点的位置冲程上止点的位置。v曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器有曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器有v光电式光电式、磁感应式磁感应式和和霍尔式霍尔式三种类型。三种类型。v日产公爵王轿车、三菱与猎豹吉普车采用光电日产公爵王轿

18、车、三菱与猎豹吉普车采用光电式曲轴位置与凸轮轴位置传感器，式曲轴位置与凸轮轴位置传感器，v丰田系列丰田系列轿车通常采用磁感应式曲轴位置与凸轿车通常采用磁感应式曲轴位置与凸轮轴位置传感器轮轴位置传感器v大众车大众车采用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式采用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器；凸轮轴位置传感器；v别克车别克车有有2 2个曲轴位置传感器，个曲轴位置传感器，7X7X传感器采用磁传感器采用磁感应式，感应式，24X24X传感器采用霍尔式。传感器采用霍尔式。v红旗红旗CA7220ECA7220E型轿车型轿车和切诺基吉普车采用了霍和切诺基吉普车采用了霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器，且曲轴

19、位置传尔式曲轴与凸轮轴位置传感器，且曲轴位置传感器为差动霍尔式传感器。感器为差动霍尔式传感器。 磁感应式曲轴位置与凸轮轴位置传感器磁感应式曲轴位置与凸轮轴位置传感器磁力线穿过的路径为：磁力线穿过的路径为：永久磁铁永久磁铁NN极极定子与转子间的气隙定子与转子间的气隙转子凸齿转子凸齿信号转子信号转子转子凸齿与定子磁头间的气隙转子凸齿与定子磁头间的气隙磁头磁头导磁板导磁板( (磁轭磁轭)永永久磁铁久磁铁S S极。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性的极。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性的发生变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈发生变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随磁头的磁通量随之发之

20、发生周期性的变化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应生周期性的变化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。产生交变电动势。 2 2、电磁式凸轮轴、电磁式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器v信号转子信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就会产生一每转过一个凸齿，传感线圈中就会产生一个周期的交变电动势，即电动势出现一次最大值和个周期的交变电动势，即电动势出现一次最大值和一次最小值，传感线圈也就相应地输出一个交变电一次最小值，传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。压信号。 v磁感应式传感器磁感应式传感器不需要外加电源不需要外加电源，永久磁铁起着将，永久磁铁起着将机械能变换为电能的

21、作用，其磁能不会损失。当发机械能变换为电能的作用，其磁能不会损失。当发动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，铁芯中的磁通变化率也将随之发生变化。铁芯中的磁通变化率也将随之发生变化。v转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高电动势也就越高电磁感应原理电磁感应原理信号转子为信号转子为齿盘式齿盘式，在其圆周上间，在其圆周上间隔均匀地制作有隔均匀地制作有5858个凸齿、个凸齿、5757个小个小齿缺齿缺和和1 1个大齿缺个大齿缺。大齿缺输出基。大齿缺输出基准信号，对应于发动机准信号，对应于

22、发动机1 1缸或缸或4 4缸压缸压缩上止点前一定角度。大齿缺所占缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于的弧度相当于2 2个凸齿和个凸齿和3 3个小齿缺个小齿缺所占的弧度。所占的弧度。1)1)大众电磁式曲轴位置传感器大众电磁式曲轴位置传感器 （视频）（视频）信号转子外缘设制有信号转子外缘设制有24个凸齿个凸齿 。传感器轴每转一圈相当于发。传感器轴每转一圈相当于发动机曲轴旋转两圈，所以一个交变信号动机曲轴旋转两圈，所以一个交变信号(即一个信号周期即一个信号周期) 相当相当于曲轴旋转于曲轴旋转30(72024=30)、相当于信号转子旋转、相当于信号转子旋转15(302=15) 。 2 2）丰田汽

23、车磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器）丰田汽车磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 vG G信号发生器由信号发生器由No.1No.1信号转子、传感线圈信号转子、传感线圈G1G1、G2G2和磁头等组和磁头等组成成 。G1G1线圈产生的信号对应于发动机第六缸活塞压缩上止线圈产生的信号对应于发动机第六缸活塞压缩上止点前点前1010 ( BTDC 10 ( BTDC 10) )、G2G2线圈产生的信号对应于第一缸线圈产生的信号对应于第一缸活塞压缩上止点前活塞压缩上止点前1010 ( BTDC 10 ( BTDC 10) )。 检测：检查感应线圈的电阻，冷态下的检测：检查感应线圈的电阻，冷态下的G1G1和和G2G

24、2感应线圈电阻感应线圈电阻应为应为125125200200，NeNe感应线圈电阻应为感应线圈电阻应为155155250250。 电磁式凸轮轴曲轴位置传感器电路电磁式凸轮轴曲轴位置传感器电路 上一页v3 3）磁感应式曲轴位置传感器检测磁感应式曲轴位置传感器检测 磁感应式磁感应式曲轴位置传感器的检测包括曲轴位置传感器的检测包括线圈电阻线圈电阻和和输出输出信号检查。信号检查。v线圈电阻线圈电阻约几百欧姆至约几百欧姆至1 1千欧左右，千欧左右，v输出信号输出信号采用交流电压采用交流电压档测量，信号电压随档测量，信号电压随转速升高而升高。转速升高而升高。v磁感应式曲轴位置传感器若以电压表测量，磁感应式曲

25、轴位置传感器若以电压表测量，只能获得平均电压数值只能获得平均电压数值，而用示波器检测则，而用示波器检测则能得到感应波形。图能得到感应波形。图2-242-24所示是磁感应冲式所示是磁感应冲式曲轴位置传感器的波形。曲轴位置传感器的波形。099 091_3.14v图中显示发动机转速图中显示发动机转速88lr88lrminmin时，频率为时，频率为5 596Hz96Hz，峰值，峰值17173V3V，脉宽，脉宽158ms158ms。v良好的波形在良好的波形在0V0V上下的幅值应基本一致，且随发动机转速增上下的幅值应基本一致，且随发动机转速增加而增大，幅值、频率和形状在确定的条件加而增大，幅值、频率和形状

26、在确定的条件( (等转速等转速) )下是一下是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。致的、可重复的、有规律的和可预测的。v用双踪示波器，可在显示屏上同时显示被检测的曲轴位置传用双踪示波器，可在显示屏上同时显示被检测的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器两个波形，从而可检查凸轮轴与曲感器和凸轮轴位置传感器两个波形，从而可检查凸轮轴与曲轴之间的正时关系。轴之间的正时关系。霍尔效应：把一个通有电霍尔效应：把一个通有电流流I I的长方体形的长方体形白金导体白金导体垂垂直于磁力线放入磁感应强直于磁力线放入磁感应强度为度为B B的磁场中时，如图的磁场中时，如图2 2 - 45- 45所示，在白金导体的所示，在

27、白金导体的两个横向侧面上就会产生两个横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁一个垂直于电流方向和磁场方向的电压场方向的电压U UH H，当取消，当取消磁场时电压立即消失。该磁场时电压立即消失。该电压称为电压称为霍尔电压霍尔电压。 3 3、霍尔式凸轮轴、霍尔式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器霍尔效应霍尔效应.rm.rm凸轮轴位置传感器.swf组成：由转子、永久磁组成：由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器铁、霍尔晶体管和放大器组成。组成。永久磁铁永久磁铁霍尔元件霍尔元件触发轮触发轮v美国美国GMGM公司的霍尔式曲轴公司的霍尔式曲轴v位置传感器位置传感器安装在曲轴前端安装在曲轴前端，采用触发

28、叶片的结构，采用触发叶片的结构型式，在发动机的曲轴皮带轮前端固装着型式，在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个内外两个带触发叶片的信号轮带触发叶片的信号轮，与曲轴一起旋转。外信号轮，与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着外缘上均匀分布着1818个触发叶片和个触发叶片和1818个窗口，内信个窗口，内信号轮外缘上设有号轮外缘上设有3 3个触发叶片和个触发叶片和3 3个窗口，由于内个窗口，由于内信号轮外缘上设有信号轮外缘上设有3 3个触发叶片个触发叶片和和3 3个窗口，由于内信号轮的安个窗口，由于内信号轮的安装位置关系，装位置关系，宽度为宽度为100100弧长弧长的触发叶片的触发叶片前沿位于第前沿

29、位于第1 1缸和第缸和第4 4缸上止点（缸上止点（TDCTDC）前）前7575，9090弧长的触发叶片弧长的触发叶片前沿在第前沿在第6 6缸和缸和第第3 3缸上止点前缸上止点前7575，110110弧长的弧长的触发叶片触发叶片前沿在第前沿在第5 5缸和第缸和第2 2缸上缸上止点前止点前7575。 v3) 3) 霍尔式曲轴位置传感器霍尔式曲轴位置传感器检测检测v 霍尔式曲轴位置传感器的霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同的特点，检测方法有一个共同的特点，v即主要通过即主要通过测量有无输出脉测量有无输出脉冲信号来冲信号来判断其工作性能是判断其工作性能是否良好。否良好。v以别克君威的霍尔式曲轴位

30、以别克君威的霍尔式曲轴位置传感器为例。置传感器为例。v曲轴位置传感器的控制电路。曲轴位置传感器的控制电路。v三端子分别为：电源、信号三端子分别为：电源、信号和搭铁。和搭铁。v当飞轮齿槽通过传感器时，当飞轮齿槽通过传感器时，霍尔传感器输出脉冲信号，霍尔传感器输出脉冲信号，高电位为高电位为12V12V，低电位为，低电位为0.3V0.3V。v霍尔式曲轴位置传感器检测霍尔式曲轴位置传感器检测端子端子测试条件测试条件测试值测试值A-CA-C点火开关点火开关置置ON”ON”12V12VB-CB-C发动机运发动机运转转O.3O.312V12V之间变化之间变化A-BA-BA-CA-C拔下传感拔下传感器上插头器

31、上插头点火开关点火开关置置“OFF”OFF”R=R=v霍尔式曲轴位置传感器的信号波形霍尔式曲轴位置传感器的信号波形 奥迪奥迪 v4）快速起动识别功能快速起动识别功能v有些发动机利用曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感有些发动机利用曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器有快速起动识别功能，利用发动机转速传感器的器有快速起动识别功能，利用发动机转速传感器的信号识别发动机转速和各相关缸确切的曲轴位置，信号识别发动机转速和各相关缸确切的曲轴位置，利用来自霍尔传感器的信号识别各缸，下面以宝来利用来自霍尔传感器的信号识别各缸，下面以宝来柴油轿车为例。柴油轿车为例。v起动发动机时，发动机控制单元必须知道哪缸起动发动机时

32、，发动机控制单元必须知道哪缸处于处于压缩冲程压缩冲程，以便激活相应的泵喷嘴。发动机控制单，以便激活相应的泵喷嘴。发动机控制单元计算由霍尔传感器产生的信号，该信号监测凸轮元计算由霍尔传感器产生的信号，该信号监测凸轮轴传感器上凸齿并确定凸轮轴位置，从而识别各缸。轴传感器上凸齿并确定凸轮轴位置，从而识别各缸。v因为每一个工作循环凸轮轴旋转因为每一个工作循环凸轮轴旋转360360，在，在传感器传感器轮上有四个凸齿轮上有四个凸齿分别代表四个缸的位置，它们相隔分别代表四个缸的位置，它们相隔9090。为了能识别出各缸，。为了能识别出各缸，传感器轮上另外传感器轮上另外3 3个相个相距角度不同的凸齿来代表距角度

33、不同的凸齿来代表1 1、2 2和和3 3缸缸 v凸齿每次经过霍尔传感器时，都会产生一个霍尔电压，凸齿每次经过霍尔传感器时，都会产生一个霍尔电压，并传送给发动机控制单元。因为凸齿相隔间距不同，霍并传送给发动机控制单元。因为凸齿相隔间距不同，霍尔电压产生的时间间隔也不同。据此，尔电压产生的时间间隔也不同。据此，发动机控制单元发动机控制单元可识别出各缸并控制相应的喷嘴电磁阀。可识别出各缸并控制相应的喷嘴电磁阀。v发动机转速传感器轮如图发动机转速传感器轮如图2-302-30所示，在其圆周上有所示，在其圆周上有5656（60-2-260-2-2）个齿和两个齿的齿缺，齿缺相距）个齿和两个齿的齿缺，齿缺相距

34、180180，并，并作为确定曲轴位置的参考标记作为确定曲轴位置的参考标记。v发动机控制单元利用来自霍尔传感器的信号识别各缸，发动机控制单元利用来自霍尔传感器的信号识别各缸，霍尔传感器监测凸轮轴传感器轮。因为曲轴传感器轮上霍尔传感器监测凸轮轴传感器轮。因为曲轴传感器轮上的的2 2个齿缺，个齿缺，当曲轴仅转过半圈时当曲轴仅转过半圈时，发动机控制单元就，发动机控制单元就会获得一个相关信号。通过此方式，发动机控制单元在会获得一个相关信号。通过此方式，发动机控制单元在初期就可识别各相关缸的曲轴位置并激活相应的电磁阀初期就可识别各相关缸的曲轴位置并激活相应的电磁阀来进行喷射循环。霍尔传感器和发动机转速传感

35、器波形来进行喷射循环。霍尔传感器和发动机转速传感器波形组成：由组成：由信号盘信号盘、发光二极管发光二极管、光敏二、光敏二极管和放大器组成。极管和放大器组成。原理：原理：如图如图，利用，利用发光二极管作为信号发光二极管作为信号源。随转子转动，当源。随转子转动，当透光孔与发光二极管透光孔与发光二极管对正时，光线照射到对正时，光线照射到光敏二极管上产生电光敏二极管上产生电压信号，经放大电路压信号，经放大电路放大后输送给放大后输送给ECUECU。4 4、光电式凸轮轴、光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器外圈制作有外圈制作有360360个长方个长方形透光孔形透光孔( (缝隙缝隙) ) ，间，间

36、隔弧度为隔弧度为1 1( (透光孔占透光孔占0.50.5 ，遮光部分占，遮光部分占0.50.5) ) ，用于产生曲，用于产生曲轴转角与转速信号；内轴转角与转速信号；内圈制作有圈制作有6 6个透光孔个透光孔( (长长方形孔方形孔) ) ，间隔弧度为，间隔弧度为6060 ，用于产生各个，用于产生各个气缸的上止点位置信号，气缸的上止点位置信号，其中有其中有1 1个长方形宽边个长方形宽边稍长的透光孔，用于产稍长的透光孔，用于产生第一缸上止点位置信生第一缸上止点位置信号。号。 1、密封圈、密封圈 2、分火头、分火头 3、发光二级管、发光二级管 4、光敏二极管、光敏二极管 5、放大电路、放大电路 6、转子

37、、转子光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 上一页光电式传感器光电式传感器.rm转速、转角信号转速、转角信号上止点信号上止点信号v3 3）光电感应式曲轴光电感应式曲轴位置传感器检测位置传感器检测v用万用表用万用表直流电压直流电压档档检测传感器信号电压，检测传感器信号电压，起动发动机起动发动机时的电压时的电压应为应为0.20.21.2V1.2V。起。起动后动后怠速运转怠速运转期间，期间，信号电压应为信号电压应为1.81.82.5V2.5V。否则应更换曲否则应更换曲轴位置传感器。轴位置传感器。v光电感应式曲轴位置光电感应式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置传感

38、器信号波形如图传感器信号波形如图2-172-17所示。所示。电位计式节气门位置传感器电位计式节气门位置传感器触点式节气门位置传感器触点式节气门位置传感器综合式节气门位置传感器综合式节气门位置传感器 三、三、节气门位置传感器（节气门位置传感器（TPS ） 安装在节气门体旁，与节气门轴联动安装在节气门体旁，与节气门轴联动功用：功用：1.1.将节气门开度转变成为电信号输入发动机将节气门开度转变成为电信号输入发动机ECUECU，以，以修正空燃比适合发动机工况的变化。修正空燃比适合发动机工况的变化。2.2.在装备电子控制自动变速器的汽车上，与车速信号，一同在装备电子控制自动变速器的汽车上，与车速信号，一

39、同控制控制换挡时机和变矩器锁止换挡时机和变矩器锁止。3.3.无空气流量计信号时，与发动机转速信号一起计算进气量无空气流量计信号时，与发动机转速信号一起计算进气量1、可变电阻式、可变电阻式 节气门位置传感器节气门位置传感器利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。线形输出电压，可知节气门开度。全关时全关时电压信号应约为电压信号应约为0.5V，随随节气门增大，信号电压增强，节气门增大，信号电压增强，全开全开时时约为约为4.5V。 （见视频）（见视频）1、节气门位置传感器、节气门位置传感器 2、怠速触点、

40、怠速触点 3、全开、全开触点触点4、滑动触点、滑动触点 5、节气门轴、节气门轴由滑动触点和两个固定触点由滑动触点和两个固定触点（功率触点和怠速触点）组成。（功率触点和怠速触点）组成。节气门全关闭时，可动触点节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度与怠速触点接触，当节气门开度达达50以上时，可动触点与怠速以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状触点接触，检测节气门大开度状态。如右图态。如右图2、触点式节气门位置传感器、触点式节气门位置传感器滑动触点滑动触点E1怠速触点怠速触点IDL全开触点全开触点PSW限位螺钉和限位杆之间的间隙端子IDL-E1PSW-E1IDL-PSW0.

41、5mm导通不导通不导通0.9mm不导通不导通不导通节气门全开不导通导通不导通3、综合式节气门位置传感器、综合式节气门位置传感器由一个电位计和一个怠速触点组成，工由一个电位计和一个怠速触点组成，工作原理和前两种相同。作原理和前两种相同。 如下图如下图端子条件标准电压IDL-E2节气门全关4.05.5VVc-E2无4.05.5VVTA-E2节气门全闭0.3O.8V节气门全开3.24.9V桑桑塔塔纳纳2 20 00 00 0节气节气门定门定位电位电位计位计节气节气门电门电位计位计怠速怠速开关开关节气节气门定门定位器位器帕帕萨萨特特 节节气气门门位位置置传传感感器器G187 信号随节气门开大电压值增大

42、6-1 电阻 增加G188 信号随节气门开大电压值减小6-4 电阻 减小091_3.21 四、进气歧管绝对压力传感器（四、进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）1.安装位置安装位置进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器简称简称进气压力传感器进气压力传感器安装在进气歧管上。传感器的取样压力应从压力安装在进气歧管上。传感器的取样压力应从压力波动较小的部位选取。波动较小的部位选取。大众车将传感器安装在进气稳压箱上，进气口直大众车将传感器安装在进气稳压箱上，进气口直接伸入稳压箱内，所以传感器上没有连接软管。接伸入稳压箱内，所以传感器上没有连接软管。 2.2.功用功用进气歧管绝对压力传感器的主要功

43、用是依据发动机的负荷状进气歧管绝对压力传感器的主要功用是依据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力的变化，并转换成电压信号与态测出进气歧管内绝对压力的变化，并转换成电压信号与发动发动机转速信号机转速信号一起输送到一起输送到ECUECU，推算出吸入发动机的空气量推算出吸入发动机的空气量，它，它决决定喷油器基本喷油量和点火时刻的依据；定喷油器基本喷油量和点火时刻的依据；有的别克车上装用空气流量计检测进气量，同时安装有的别克车上装用空气流量计检测进气量，同时安装MAPMAP用于用于确定当确定当EGREGR流量测试诊断运行时的歧管压力变化，流量测试诊断运行时的歧管压力变化，为某些其他诊为某些其他诊断确

44、定发动机真空度，并确定大气压力（气压计）；断确定发动机真空度，并确定大气压力（气压计）；有的发动机控制单元将实际测量值与废气涡轮增压压力图上有的发动机控制单元将实际测量值与废气涡轮增压压力图上的设定值进行比较。若实际值偏离设定值，发动机控制单元通的设定值进行比较。若实际值偏离设定值，发动机控制单元通过电磁阀调整废气涡轮增压压力，过电磁阀调整废气涡轮增压压力，实现废气涡轮增压压力控制实现废气涡轮增压压力控制。 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）1.1.膜盒式进气歧管绝对压力传感器膜盒式进气歧管绝对压力传感器 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（

45、MAPMAP） 物体在承受应力作用而变形时，长度发生变化，电阻也会物体在承受应力作用而变形时，长度发生变化，电阻也会随着变化，应变仪随着变化，应变仪式进气歧管绝对压式进气歧管绝对压力传感器是根据此力传感器是根据此原理设计的。原理设计的。 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）2.2.应变仪式进气歧管绝对压力传感器应变仪式进气歧管绝对压力传感器 2.2.应变仪式进气歧管绝对压力传感器应变仪式进气歧管绝对压力传感器 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP） 1绝对真空室绝对真空室2硅片硅片 3IC放大电路放大电路 压电晶体式压电晶体式 进气

46、压力进气压力传感器传感器视屏视屏3.3.进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器 检测检测1 1）检查真空软管的连接情况）检查真空软管的连接情况 仔细检查传感器的仔细检查传感器的真空软管真空软管与与节气门体节气门体的连接情况，如连的连接情况，如连接不良或漏气接不良或漏气2 2）传感器参考电压的检测（）传感器参考电压的检测（万用表检测万用表检测直流电压档直流电压档）进气歧管绝对压力传感器根据接脚一般可分为三线式和四线式。进气歧管绝对压力传感器根据接脚一般可分为三线式和四线式。 三线式传感器的接脚分别为三线式传感器的接脚分别为5V5V电源线、搭铁线和信号线电源线、搭铁线和信号线；四线式进气歧管

47、绝对压力传感器的另一个接脚为四线式进气歧管绝对压力传感器的另一个接脚为进气温度传进气温度传感器信号线。感器信号线。 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）3.3.进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器 检测检测接通点火开关接通点火开关电源线的开路电压约电源线的开路电压约5V5V。怠速时，端子怠速时，端子B B信号电压约信号电压约1.25V1.25V节气门全开时略低于节气门全开时略低于5V5V全减速时接近全减速时接近0V0V。 四、四、进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器（MAPMAP）普桑普桑POLO宝马宝马6系系099-2100.4.1下一页电阻值

48、随温度升高而减小的电阻值随温度升高而减小的称为称为负温度系数负温度系数NTCNTC热敏电阻；热敏电阻；电阻值随温度升高而增大的电阻值随温度升高而增大的称为称为正温度系数正温度系数PTCPTC热敏电阻；热敏电阻；有一类热敏电阻的阻值以某有一类热敏电阻的阻值以某一温度一温度( (称为临界温度称为临界温度) )为界，为界，高于此温度时阻值为一水平，高于此温度时阻值为一水平，低于此温度时阻值为另一水平，低于此温度时阻值为另一水平，这类热敏电阻称为这类热敏电阻称为临界温度热临界温度热敏电阻敏电阻CTRCTR，三种热敏电阻的温度特性曲线三种热敏电阻的温度特性曲线如图如图2 - 612 - 61所示。所示。

49、五、温度传感器五、温度传感器功用：功用：给给ECU提供进气温度信号，提供进气温度信号，作为作为燃油喷射和点火正时控制的修正燃油喷射和点火正时控制的修正信号。信号。 D型安装在空气滤清器或进气管内，型安装在空气滤清器或进气管内，L型安装在进气管或空气流量计内。结型安装在进气管或空气流量计内。结构如图构如图1.1.进气温度传感器（进气温度传感器（ACTACT、IATSIATS）五、温度传感器五、温度传感器功用：给功用：给ECUECU提供发提供发动机冷却液温度信号，动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。正时控制修正信号。一般安装在一般安装在气缸体水气缸体水道上或冷

50、却水出口处道上或冷却水出口处。其工作原理与进气温其工作原理与进气温度传感器相同。度传感器相同。2.2.冷却液温度传感器（冷却液温度传感器（ECTECT、CTSCTS）五、温度传感器五、温度传感器热敏电阻热敏电阻电插头电插头普桑普桑POLO帕萨特帕萨特2.8V63.3.温度传感器的检修温度传感器的检修就车检测就车检测点火开关点火开关0FF0FF，拔下传感器上的电插，打开点火开关拔下传感器上的电插，打开点火开关, ,用数字式用数字式高阻抗万用表检测传感器电插两端子间的电压值应为高阻抗万用表检测传感器电插两端子间的电压值应为5V5V左右。左右。3.3.温度传感器的检修温度传感器的检修车下检测车下检测

51、从发动机上拆下传感器，从发动机上拆下传感器，将其置于烧杯内的水中，将其置于烧杯内的水中，加热杯中的水，同时用万加热杯中的水，同时用万用表用表档测量在不同水温档测量在不同水温条件下，传感器两端子间条件下，传感器两端子间的电阻值。将测得的值与的电阻值。将测得的值与标准值相比较。若不符合标准值相比较。若不符合标准，则应更换水温传感标准，则应更换水温传感器。器。099-4-8六、爆震传感器六、爆震传感器 （KSKS）功用：功用：爆震传感器（爆震传感器（KSKS）作为）作为点火正时控制的反馈点火正时控制的反馈元件用来检元件用来检测发动机的爆燃强度，借以实现测发动机的爆燃强度，借以实现点火正时的闭环控制点

52、火正时的闭环控制，以便有，以便有效地抑制发动机爆燃的发生。效地抑制发动机爆燃的发生。安装位置：安装位置：爆震传感爆震传感器安装在发动机的机器安装在发动机的机体上体上 七、爆震传感器七、爆震传感器 1.1.磁致伸缩式爆震传感器磁致伸缩式爆震传感器 输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，当传感器输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，当传感器固有振荡频率与设定爆震强度时发动机的振动频率产生谐振时，固有振荡频率与设定爆震强度时发动机的振动频率产生谐振时，传感器将输出最大电压信号传感器将输出最大电压信号( (如图如图371371所示所示) )。2.2.压电晶体式压电晶体式 爆震传感器爆震传感器

53、压电晶体式爆震传感器是压电晶体式爆震传感器是利用压电晶体的压电效应利用压电晶体的压电效应制成的制成的爆震传感器。爆震传感器。 该类型传感器把爆震传到缸体上的该类型传感器把爆震传到缸体上的机械振动机械振动转变成转变成电信号电信号，电子控制单元根据此信号判别发动机爆震是否发生。电子控制单元根据此信号判别发动机爆震是否发生。帕帕萨萨特特2.8V6桑桑塔塔纳纳20002)2)爆震传感器输出信号的检查。爆震传感器输出信号的检查。 拔下爆震传感器上的电插，在发动机怠速时用万用表电压拔下爆震传感器上的电插，在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的接线端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压档检查爆震传感器的接线

54、端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压输出。否则，应更换爆震传感器。输出。否则，应更换爆震传感器。3.3.爆震传感器的检测爆震传感器的检测 1)1)爆震传感器电阻的检测爆震传感器电阻的检测 将点火开关置于将点火开关置于“OFF”OFF”，拔下爆震传感器上的电插，用，拔下爆震传感器上的电插，用万用表万用表档检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻，应为档检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻，应为(不导通不导通) )；否则须更换爆震传感器。；否则须更换爆震传感器。3)3)爆震传感器的示波器检测爆震传感器的示波器检测 当发动机产生敲缸、振当发动机产生敲缸、振动、爆震时，爆震传感器输动、爆震时，爆震传感器输

55、出波形的峰值电压和频率将出波形的峰值电压和频率将会突然增加，爆震波形。会突然增加，爆震波形。爆震波形爆震波形爆震传感器波形爆震传感器波形 量程量程5-15Hz5-15Hz PCM PCM将延迟点火时刻，将延迟点火时刻，以阻止继续爆震以阻止继续爆震 轻击缸体时爆震传感器波形轻击缸体时爆震传感器波形 4.安装注意安装注意安装爆震传感器时，必须保证按规定力矩拧紧：安装爆震传感器时，必须保证按规定力矩拧紧：如果安装力矩太大，可能造成传感器破裂或传感器如果安装力矩太大，可能造成传感器破裂或传感器反应过于灵敏（点火延迟）；反应过于灵敏（点火延迟）；力矩太小，则爆震反应不灵敏。力矩太小，则爆震反应不灵敏。标

56、准拧紧力矩为标准拧紧力矩为20 N.m。严重的撞击可能导致爆震传严重的撞击可能导致爆震传感器损坏，因此不要采用跌落感器损坏，因此不要采用跌落过的爆震传感器。过的爆震传感器。八、氧传感器八、氧传感器功用：功用： 氧传感器实际上是用来探测空燃比是比理论空燃比浓，氧传感器实际上是用来探测空燃比是比理论空燃比浓，还是比理论空燃比稀，以获得上次喷油时间是过长或是过还是比理论空燃比稀，以获得上次喷油时间是过长或是过短，并将该信息变成电信号送入发动机电子控制单元短，并将该信息变成电信号送入发动机电子控制单元(ECU)(ECU)，用来对喷油时间进行修正，以达到混合气的空燃，用来对喷油时间进行修正，以达到混合气

57、的空燃比保持在理论值附近的一个狭小范围内。比保持在理论值附近的一个狭小范围内。氧化锆氧化锆(Zr02)(Zr02)氧化钛氧化钛( Ti02)( Ti02)加热型加热型非加热型非加热型一般都为加热型传感器一般都为加热型传感器类型：类型：091-4-11(一)氧化锆式氧传感器（一）氧化锆式氧传感器的结构及特点（一）氧化锆式氧传感器的结构及特点1.1.加热型氧传感器加热型氧传感器 LSHLSH特点：特点：在较低的排气温度下在较低的排气温度下( (如怠速如怠速) )仍能保持工作；从而有效地实现仍能保持工作；从而有效地实现闭环控制；更加灵活的安装位置；更快地进入工作状态；更灵闭环控制；更加灵活的安装位置

58、；更快地进入工作状态；更灵敏的动态响应能力；更强的抗污染能力；更长的使用寿命，敏的动态响应能力；更强的抗污染能力；更长的使用寿命，160,000km160,000km。 2氧化锆式氧传感器的工作原理 氧传感器产生的信号电压在过量空气系数=1时产生突变。当1(混合气稀)时，氧传感器输出信号电压几乎为零(小于100 mV)；当1(混合气浓)时，氧传感器输出信号电压接近1V(8001 000 mV)，如图360所示。 氧传感器产生的电信号输入电子控制单元氧传感器产生的电信号输入电子控制单元(ECU)(ECU)后，在后，在ECUECU输入电路中，氧传感器信号电压与基准电压输入电路中，氧传感器信号电压与

59、基准电压( (一般为一般为450 mV)450 mV)进进行比较。当信号电压比基准电压高时，判定为混合气过浓；行比较。当信号电压比基准电压高时，判定为混合气过浓；当信号电压比基准电压低时，判定为混合气过稀。当信号电压比基准电压低时，判定为混合气过稀。 电子控制单元借此可修正喷油时间，以使空燃比保持在理电子控制单元借此可修正喷油时间，以使空燃比保持在理论值附近的一个狭小范围内。论值附近的一个狭小范围内。 氧化锆式氧传感器必须满足：氧化锆式氧传感器必须满足：发动机温度高于发动机温度高于6060；氧传；氧传感器自身温度高于感器自身温度高于300300；发动机工作在怠速工况和部分负荷；发动机工作在怠速

60、工况和部分负荷工况三个条件，才能正常调节混合气浓度。工况三个条件，才能正常调节混合气浓度。099-4-153氧氧传传感感器器与与电电子子控控制制单单元元的的连连接接电电路路( (二二) )氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器 1.1.特点特点 氧化钛式氧传感器的优点是结构简单，造价便宜，抗腐蚀氧化钛式氧传感器的优点是结构简单，造价便宜，抗腐蚀抗污染能力强，经久耐用，可靠性高。抗污染能力强，经久耐用，可靠性高。 二氧化钛二氧化钛( Ti02)( Ti02)属于属于N N型半导体材料，型半导体材料，其阻值大小取决于其阻值大小取决于材料温度材料温度以及以及周围环境中氧离子的浓度周围环境中氧离子的浓度，因此可以用来检测排，因此可以用来检测排