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1、第三章 空气供给系统的故障与维修3.1 节气门体的故障与维修节气门是在进气的管道中,加入一组蝴蝶阀,利用阀片旋转角度不同、开口不同的方式,控制进气量,进一步控制引擎的动力。现在车辆多采用电子节气门设计,可由引擎控制模块进行精确的控制,让输出提高、油耗下降。新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进,下一个会碰到的就是节气门,也就是俗称的油门。这是整个引擎,唯一由驾驶人所控制的机构,在化油器引擎中,这个任务则由化油器担任;而在喷射供油引擎中,节气门阀体取代了化油器。在采用了喷射供油系统后,燃油直接在进气门前由喷射器射出,节气门阀体便少了使燃油与空气混合的任务。但为了能精确控制油气混合,节气门阀体

2、机构并不比化油器简单。一个典型的节流阀体,应具备主进气道及节流阀,而节流阀是由一弹簧控制,当驾驶者未踩下油门时,节流阀处于关闭状态,使大部分的空气被排除在阀门外;而当驾驶踏下油门踏板时,油门拉线便会拉动节流阀弹簧,使阀门打开让空气从主进气道进入引擎中。除此之外,还有一个节流阀感知器来把节流阀开度转成电子讯号,使得引擎监理系统 (ECU) 能依据油门开度来控制燃油喷量。节流阀体上还有一个怠速控制阀,是由一步进马达控制,引擎ECU会在冷车、启闭冷气、空档与D档变换等时机,控制怠速马达的作动,以调整引擎怠速之合适的进气量。传统的节流门 (油门) 是以油门拉线采机械方式驱动,然而为了全车控制的整体性,

3、许多新推出的车型已采用了电子控制的节流阀 (电子油门)。3.2空气流量计故障与维修电子控制燃油喷射系统的ECU有故障存储功能,它将各传感器及执行元件的工作情况汇总起来,并与电脑内存储的固定程序进行比较,如其误差超出规定范围即作为故障存储。维修人员可通过故障阅读器(检测仪)读到具体故障情况。这里存在一个相似故障的分辨问题,如空气流量计信号与氧传感器信号发生矛盾,电脑将怎样输出?下面举例说明。 故障1丰田LS400怠速不稳,部分负荷冒黑烟,有时换挡熄火。 检测过程:电脑内故障存储为空气流量计故障,但具体检测空气流量计电路时情况正常,更换空气流量计故障依旧,更换电脑后冷车正常,热车后故障依旧。这时(

4、用VAG1551故障诊断仪)再检测全车数据块,发现08数据组第7组第2区氧传感器电压变化频率慢。正常变化每分钟2030次,此时平均只有56次,说明氧传感器有故障。 维修结果:更换氧传感器,故障排除。 故障分析:此故障在于电脑内出现空气流量计信号与氧传感器信号矛盾,实际上是由于氧传感器失准,造成误调节,但从结果上看和空气流量计信号严重超差,造成氧传感器无法调整是一样的。这里电脑优先考虑重要信号即空气流量计信号,只要我们能正确理解电脑的故障提示,问题就不难解决。这个故障可理解为:从与空气流量计有关的故障,我们就很容易联想到氧传感器。这就需要我们对其原理多了解一些,去对应不同情况。 故障2 捷达20

5、V发动机怠速不稳、行驶无力并冒黑烟,做一次基本设定故障排除,但几天后又出现反复。 检测过程:电脑显示空气流量计临时性故障,更换空气流量计故障依旧,更换电脑故障依旧,用VAG1551故障诊断仪,再检测全车数据块正常,但具体检测空气流量计电路,发现空气流量计信号线电阻值偏大,正常值为0.5,而实际值达3.6。 分析原因是线路有虚接,处理线束插头,故障被排除。 故障分析:这种故障属于特别故障,但是在实际维修中却经常遇到,而且解决起来相对困难。是时我们可以发现一个问题:空气流量计信号线位于插头的转角处,在生产过程中容易产生位置故障,造成接触不良。在其他的插头中,相应位置也值得我们注意。另外,空气流量计

6、作为一个至关重要的构件,其故障率是很低的,当电脑提示其故障时,我们要慎重对待。 故障3 一辆红旗CA7220E轿车在行驶中突然出现间断性熄火,继而完全熄火。对该车进行检查,发现该车能迅速起动,只是起动后无论踩下油门或松油门均很快熄火,但此时仪表板上的故障报警灯却不闪烁报警。用VAG1551故障诊断仪检查,故障诊断仪显示无故障码。 在检查时还发现,当拔下空气流量传感器接线插头时,发动机起动后却能运行,但怠速不稳,加速不良且仪表盘上的故障灯闪烁报警。 原来,该电喷系统的电脑自诊断功能只能识别空气流量传感器线路是否短路或断路故障,却不能识别空气流量传感器的错误信号,致使发动机起动后即熄火。当拔下传感

7、器接线插头时,由于电脑可识别此人为故障,电脑便自动用节气门位置信号代替空气流量信号,使系统进入自救回家的跛行状态。因此,发动机能运行,但运转性能不好,故障灯也报警。 红旗CA7220E采用热膜式空气流量传感器: 1空气流量传感器的性能测试 将点火开关置于“OFF”,拆下空气流量传感器,将传感器插头3号与12V蓄电池正极连接,4号与蓄电池负极连接,用数字万用表测量插头2号与1号端子间的电压(其读数就为0.03V)。用450 W电吹风紧靠传感器入口向传感器内吹风(用冷风挡),1号、2号端子之间的电压应为2.30.1V。将吹风机缓慢向后移动,以上电压值应逐渐减少。当吹风口距离与传感器入口相距200m

8、m时,电压应为1.50.1V。若测量的结果与上述值差距较大,应更换传感器。 2空气流量传感器的供电检测 将点火开关置于“ON”,传感器线路插座3号端子与1号端子间的电压读数应为蓄电池的供电电压。若无电压或读数偏差太大,应按电路图检查线路。检查线路时,将点火开关置“OFF”,拔下ECU插座,用万用表测量ECU插座14号端子与传感器2号端子、ECU插座26号端子与传感器插座4号端子间的电阻,均应小于1.50,而ECU插座14号端子与传感器插座4号端子与3号端子间的电阻值应为,否则应按电路查线。3.3怠速控制阀的故障检测1、怠速控制系统的就车检测方法有三种: (1)发动机怠速运转状况检测:在冷车状态

9、下起动发动机后,暖机过程开始时,发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速(通常为1500r/min);在发动机达到正常工作温度后,怠速转速应能恢复正常(通常为750r/min)。如果冷车起动后怠速不能按上述规律变化,则怠速控制系统有故障。发动机达到正常工作温度后,在打开空调开关时,发动机怠速转速应能上升到900r/min左右。若打开空调开关后发动机转速下降,则怠速控制系统有故障。在发动机怠速运转中,若对怠速调节螺钉作微量转动,发动机怠速转速应不会发生变化(转动后应使怠速调节螺钉恢复原来的位置)。若在转动中怠速转速发生变化,说明怠速控制系统不工作。(2)怠速控制阀的工作状况检查:对于脉冲线性电磁

10、阀式怠速控制阀,可在发动机怠速运转中拔下怠速控制阀线束连接器,观察发动机的转速是否有变化。如此时发动机转速有变化,则怠速控制阀工作正常。对于步进电动机式怠速控制阀,可在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制阀是否有“嗡嗡”的工作声音(此时步进电动机应工作,直到怠速控制阀完全开启,以利发动机再起动)。如怠速控制阀发出“嗡嗡”声,则怠速控制阀良好。为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况,也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀线束连接器,待发动机起动后再插上,观察发动机转速是否有变化。如果此时发动机转速发生变化,则怠速控制阀工作正常;否则,怠速控制阀或控制电路有故障。(3)ECU控制电压的检测:对于脉冲线性

11、电磁阀式怠速控制阀,应拔下怠速控制阀线束连接器,用万用表电压档测量其端子电压。如果在发动机运转过程中,怠速控制阀线束连接器端子有脉冲电压输出,ECU和怠速控制系统线路无故障。若无脉冲电压输出,可打开空调开关后再测试。若仍无脉冲电压输出,则怠速控制系统不工作,应检查ECU与怠速控制阀之间的线路(是否有接触不良或断路故障);如怠速系统的线路无故障,则ECU有故障,应更换ECU。对于步进电动机式怠速控制阀,将点火开关置于“ON”位置,然后测量ECU的端子ICS1、ICS2、ICS3、ICS4与端子E1间的电压值(应为9-14V),如无电压,则ECU有故障。2、怠速控制阀的检测旁通空气阀固定在步进电机

12、的电枢轴上,在步进电机驱动下,可在限定的90度转角范围内转动,以改变旁通空气道开启面积的大小来增减旁通进气量。步进电机的磁极用永久磁铁制成,两块磁极用U型钢丝弹性固定在电机壳体内壁上。电枢由电枢铁心、两个线圈、换向器和电枢轴组成。换向器由三块钢片围合而成,分别与三只电刷接触,电刷引线连接到控制阀的接线插座上,三线插座通过线束与ECU连接。1)车上检查:当发动机熄火时,怠速控制阀会发出“咔嗒”的响声。使阀门开度退到最大位置。如听不到复位时的响声,应对怠速控制阀进行检查。2) 怠速控制阀线圈电阻的检测:断开点火开关,拔下怠速控制阀连接器插头。拆下怠速控制阀,用万用表档测量怠速控制阀线圈的电阻值。永

13、磁磁极步进电机式怠速控制阀有2组线圈,各组线圈的阻值约10-15欧姆,脉冲线性电磁阀式怠速控制阀只有一组线圈,其电阻值为10-15步进电动机式怠速控制阀通常有2-4组线圈,各组线圈的电阻值为10-30。如线圈电阻值不在上述范围内,应更换怠速控制阀。3)检查步进电机工作情况:从节气门体上拆下怠速控制阀,用导线将瑞子2连接蓄电池正极,然后依次将端子l、3与蓄电池负极连接,阀芯应当顺时或逆时转动,如阀芯不能转动,说明步进电机失效,应予更换新品。4)步进电动机的动作检查:将蓄电池电源以一定顺序输送给步进电动机各线圈,就可使步进电动机转动。各种步进电动机的线圈形式和接线端的布置形式都不同。这里以皇冠3.

14、0轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀步进电动机为例说明其检查方法。首先,将步进电动机连接器端子B1和B2与蓄电池正极相连,然后将端子S1、S2、S3、S4依次(S1-S2-S3-S4)与蓄电池负极相接,此时步进电动机应转动,阀芯向外伸去,若将端子S1、S2、S3、S4按相反的顺序(S4-S3-S2-S1)与蓄电池负极相接,步进电动机应朝相反方向转动,阀芯向内缩入。3.4 进气温度传感器的检测进气温度传感器安装在进气管路中,其功用是检测进气温度,并将温度信号变换为电信号传送给ECU,进气温度信号是各种控制功能的修正信号。如果进气温度传感器信号中断,就会导致热起动困难、废气排放量增大。下图3-1为

15、温度传感器工作电路,传感器的两个电极用导线与ECU插冲连接。ECU内部串联一只分压电阻,ECU向热敏电阻和分压电阻组成的分压电路提供个稳定的电压(一般为5v),传感器输入ECU的信号等于热敏电阻上的分压值。对于结构一定的NTC型热敏电阻式温度传感器,由图3-2和表3-1可见,NTC型热敏电阻具有温度升高阻值减小;温度降低阻值增大的特性,而且呈明显的非线性关系。 图3-1 温度传感器工作电路 图3-2 NTC型温度传感器特性 1)检测电源电压与信号电压检修进气温度传感器时,可用高阻抗数字式万用表检测传感器的电源电压和信号电压。检测电源电压时,拔下进气温度传感器插头,接通点火开关,检测传感路线束插

16、头上两端子间的电源电压应为5V左右,检测信号电压时,插上传感器插头,接通点火开关当,当发动机工作时,温度传感器的检测结果应当符合规定。温度高时电压低;温度低时电压高。如电压偏差过大,应当更换传感器。2) 检测热敏电阻阻值检测温度传感器阻值时,断开点火开关,拔下温度传感器插头,拆下温度传感器,将传感器和温度表放人烧杯或加热容器中,如图3-4所示。在不同温度下,用万用表电阻档检测传感器插座上两端子间的电阻值,然后再与标准阻值进行比较。如果阻值偏差过大、过小或为无穷大,说明传感器失效,应予更换。 图3-4 温度传感器的检测方法3.5节气门位置传感器检修节气门位置传感器的作用:是将节气门打开角度转变成

17、电压信号传输到ECU。ECU根据此信号决定控制方式及对喷油时间进行修正;及作为AT的换档切换点的依据;并当MAF、MAP有故障时,可由节气门位置传感器与发动机转速计算进气量(即备用控制喷油)。节气门位置传感器的安装位置:一般在节气门体上。节气门位置传感器分为:开关触点式和线性式。1)开关触点式节气门位置传感器 (IDL、PSW)怠速开关(IDL)的作用: 发动机在怠速或突然减速时,怠速触点闭合,ECU根据此信号对怠速时的混合气进行控制,并修正点火提前角,切断循环系统;汽车在减速断油时,此开关若闭合还会令电脑暂时切断供油。全负荷开关PSW 的作用:当节气门开度超过一定角度时(80度),全负荷触点

18、闭合,ECU据此信号加浓混合气,提高发动机输出功率。同时也用AT强制降档信号。.2)线性式节气门位置传感器VTA它的信号VTA输出电压值与节气门开度程线性变化,ECU根据此信号控制发动机的喷油量。 一)操作步骤及要点:1、例丰田5S-EF发动机节气门位置传感器的调整a起动发动机怠速运转或在熄火状态下打开电门对节气门强制开启装置施以负压。 b用万用表测节气门位置传感器IDL信号线电压。c当节气门止动螺丝和挡杆之间间隙小于0.35mm时(节气门开度3度),IDL信号线电压应为12V。e若不符合以上要求,则松开传感器两个固定螺丝,慢慢转动传感器给于调节。直至IDL电压符合c、d要求,并紧固传感器固定

19、螺丝。注:有一些车没有怠速开关IDL,节气门位置传感器的调整方法是:在节气门完全关闭时,调整节气门传感器位置使其VTA电压值小于0.8V即可。2、节气门位置传感器的检修(1)怠速开关IDL断路及调整不当,会引起电脑误认为发动机已处于中速(不在怠速范围),所以会起发动机怠速过高,怠速不稳等现象。检查方法如下:a 在发现怠速过高、怠速不稳时或用汽车专用解码器读取数据流,在怠速开关这项目栏中,观察节气门打开与关闭时IDL信号电压是否有反应迟钝或信号电压不变化现象。b发现转动节气门IDL 信号反应迟钝或信号电压在0-12V之间不变化时,先应调整节气门传感器位置,若调整后IDL信号电压若能符合技术要求,

20、说明传感器及线路正常,原车故障是调整不当引起。c 在调整节气门传感器位置时,若IDL信号一直处12V时就说明IDL信号线已断路或怠速开关IDL已开路而损坏。d 拆下节气门位置传感器插头,测量传感器中的IDL接柱与传感器地线E1接柱之间电阻,当节气门关闭为导通,节气门打开为截止,符合以上要求则是传感器好得,则是线路坏。(2)怠速开关IDL断路及调整不当,会引起电脑误认为发动机一直处于怠速工作范围,所以会起汽车在中速时(发动机转速超过2000转/分)会出现断油,游车现象。a 检查方法如下:b在发现断油、游车现象时,或用汽车专用解码器读取数据流时,观察怠速开关这项目栏中,在节气门打开与关闭时IDL信

21、号电压是否有反应迟钝或信号电压0-12V之间不变化现象。c 发现转动节气门IDL信号反应迟钝或信号电压在0-12V之间不变化时,先应调整节气门传感器位置,若调整后IDL信号电压若能符合技术要求, 说明传感器及线路正常,原车故障是调整不当引起。d在调整节气门传感器位置时,若IDL信号一直处0V时就说明IDL信号线已短路搭铁或怠速开关IDL已烧而损坏。e拆下节气门位置传感器插头,测量传感器中的IDL接柱与传感器地线E1接柱之间电阻,当节气门关闭为导通,节气门打开为截止,符合上 要求则传感器是好得,否则是线路坏。(3)线性式节气门位置传感器VTA断路:f 此信号断路会引起发动机加速不良,AT换档点不

22、准,等现象,信号断路时电脑会有故障码,所以会比较好检查。g 检查方法如下:h若读出41码,一般就说明线性式节气门位置传感器VTA及线路有故障。j在电门锁打开时,用万用表测量VTA接柱的电压,是否随节气门开度变化而变,若不变就说明线性式节气门位置传感器VTA,及线路一定有故障。k先测量电脑输向传感器VC-E2电压是否是5V,若没有5V电压则说明,VC、E2线路故障及电脑电源系统出故障。l传感器VC-E2电压输入正常前提下,测VTA电压应随节气门开度变化电压在0.5-4.5之间变化。否则说明线性式节气门位置传感器VTA坏,及线路VTA断路。具体 操作你可先测VTA线电阻的通断,若电阻正常,一般故障

23、出在传感器坏。(4)线性式节气门位置传感器VTA信号不良:线性式节气门位置传感器VTA信号不良会引发动机加速不良,或节气门在某一区域内动力性突然变差,若用万用表检测这类间歇性的动态故障比较困难,所以用示波器检测则比较容易。3.6进气压力传感器的检测例 5S-FE所采用的歧管压力传感器安装位置及其电路连接。(1)检查真空软管连接情况。仔细检查MAP的真空软管与节气门体的连接情况,如连接不良或漏气,就会影响传感器性能并立接影响发动机工作,可视情节修理或更换真空软管。(2)检测传感器电源电压。当点火开关接通时,检测传感器C端子上的电压应为1.5-5.5V。如电压为零,再检测ECU线束插头“6”端子上

24、的电压,如电压为4.5-5.5V,说明传感器电源线断路或插头松动。(3)检测传感器信号电压c传感器输出构信号电压可用高阻抗数字式万用表直流电压进行检测。传感器插座上有A、B、C三个端子,当点火开关接通、发动机未起动时,检测输出端子“B”上的电压应为45V,当发动机热机怠速运转时,B端子电压下降到1.5-2.1V;当节气门开度增大时,B端子电压应逐渐升高。如检测ECU线束插头“1”端子上的电压,则应与B端子电压相同。如检测结果不符规定,说明传感器信号线断路、插头松动或传感器内部有故障。(4)检测传感器负极导线连接情况。用万用表电阻0HM x200欧姆表检测传感器A,端子与发动机缸体之间的电阻值应

25、当小于0.5欧姆。如阻值过大,说明传感器负极导线断路或ECU插头连接不良。第四章 空气供给系统的养护与发展4.1空气供给系统的养护所谓汽车保养是指保持和恢复汽车的技术性能,保证汽车具有良好的使用性和可靠性。及时正确的保养会使汽车的使用寿命延长,安全性能提高,既省钱又免去许多修车的烦恼。我们平时所说的汽车保养,主要是从保持汽车良好的技术状态,延长汽车的使用寿命方面进行的工作。电控系统的主要功用就是根据各种传感器的信号,由计算机进行综合分析和处理,通过执行装置控制喷油量等使发动机油最佳性能。空气供给系统一旦出现故障就会严重影响发动机的工作性能,致使发动机达不到理想的空燃比,影响发动机的动力性和排放

26、性。所以对空气供给系统的保养很重要,尤其对于敏感的传感器的保养概括起来讲,传感器的保养是车内保养。车内保养是为了使车永葆青春,车内保养的目的则是让汽车行驶几十万公里无大修,保证汽车处在最佳 技术状态。根据保养期限来看,汽车保养分为定期保养和非定期保养两大类。定期保养的目的:一部车是由上万种的零件所组成的。随着使用,功能性组件(包括润滑油)的性能由于磨损、老化、腐蚀等因素而逐渐降低。在车辆正常行驶下,此种变化逐渐发生在许多零件上。因为没有一部车的使用情况完全相同,因此无法预料每零件都有相同的磨损与老化。因此,工厂规定了一定的检查周期,针对那些可以预料到随着时间或使用会产生变化的零组件进行调整与更

27、换,这就是“定期保养”。其目的就是恢复车辆的性能到最佳状况,防止小问题变成大问题,确保车辆的安全性,以及较佳的经济性与较长的使用寿命。非定期保养有:磨合期保养和季节性保养。一方面要严格按照说明书上的时间规定,定期到特约维修服务站去补充或更换,另一方面也要自己检查观察,一般可以在汽车加油时顺便检查一下,看看各个储液罐的机油是否在上、下两个刻度线之间,如果低于下刻度线就要及时补充,如果油面下降较快,说明系统有渗漏,需立刻检查出渗漏部位,及时修复。这里千万要留意的一点是添加的机油一定要和原有的是同样的规格牌号,燃油的标号必须符合该发动机的规格要求。微、轿车发动机的压缩比高,如使用的燃油标号低,则易发

28、生爆燃,引起烧穿活塞顶或活塞环岸等异常故障。使用合格机油对减少磨损、延长发动机使用寿命至关重要。现代高性能发动机、转速高、负荷大、工作条件苛刻,对机油的要求特别严格。不仅要求粘度适当、粘温性能良好,而且必须具有清净分散性能,能抑制氧化胶状物和积炭生成,并使胶状物等易被过滤。机油还须具有良好的氧化稳定性、抗腐蚀和抗磨等性能。只要按规定的行驶里程进行保养和换油,就可以确定发动机良好的技术状况。换油时注意,不同产地机油不宜混合使用,换油放净后方可注人新油。以免不同的机油混合在一起引起化学反应,反而使机油变质,弄巧成拙。空气流量计是EFI系统中最重要的传感器,在检测和维修的时候应该特别注意,切忌碰撞,

29、不要让污物进入流量计内,也不能随意将手或工具伸入流量计内,以免造成流量计损坏,影响其测量精度。对于空气滤清器过脏会引起发动机工作不良、油耗过大,损坏发动机等,检查空气滤清器时,若发现灰尘较少,堵塞较轻,可用高压空气从内向外吹净,继续使用。过脏的空气滤清器应及时更换。做好“三清”工作,防止发动机的磨料磨损,空气及燃、机油滤清器的“三清”作业是必不可少的例行保养作业。“三清”质量如何,直接影响发动机摩擦副的使用寿命。特别是气缸与活塞组件的磨损,车辆行驶在多尘道路上,发动机的磨损量40%60%是由于尘土中的二氧化硅、石英、三氧化二铝等随空气、燃、机油进人发动机引起的。所以要严格维修工艺规范,以确保装

30、配质量。更换活塞环对恢复气缸压力、排除发动机窜机油是有效的。但其效果是否显著,取决于气缸的磨损量和活塞是否正常。一般气缸的磨损在0.10左右,活塞的环槽、裙部以及活塞销孔等的磨损还在使用尺寸范围之内,没有超过修理极限,则更换一组活塞环,可明显恢复发动机的气缸压力,并排除发动机窜机油现象。但如果气缸、活塞和环的磨损超过修理极限,则应镗磨气缸,更换活塞和活塞环。考虑车辆使用维修的经济性,在使用中,当发动机的技术状况尚未严重恶化,气缸的磨损尚未超过0.100mm时,此时更换活塞环时机最佳。这样,既可节约材料和维修费用,又能保持发动机良好的技术状况,一般车辆仍可行驶五5000以上。此外,装配时必须注意

31、零配件的清洁度,切实做到“三清不落地”,严格按照厂家提供的技术维修数据,保持正确的间隙量或过盈量,防止零部件的异常变形,确保装配质量。此外遵守操作规程,提高驾驶水平也是一个重要方面。4.2空气供给系统的发展在20世纪60年代,汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器,它们与仪表或指示灯连接。进入70年代后,为了治理排放,又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统,因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年代,防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性。今天,传感器已是无处不大。在动力系统中,有用来测定各种流体温度和压力(如进气温度、气道

32、压力、冷却水温和燃油喷射压力等)的传感器;有用来确定各部分速度和位置的传感器(如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速器的角度和速度、排气再循环阀(EGR)的位置等);还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器;确定座椅位置的传感器;在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、路面高差和轮胎气压的传感器;保护前排乘员的气囊,不仅需要较多的碰撞传感器和加速度传感器,还需要乘员位置、体重等传感器来保证其及时和准确的工作。面对制造商提供的侧量、顶置式气囊以及更精巧的侧置头部气囊,还要增加传感器。随着研究人员用防撞传感器(测距雷达或其他测距传感器)来判断和控制汽车的侧向加速度、每个车轮的

33、瞬时速度及所需的转矩,使制动系统成为汽车稳定性控制系统的一个组成部分。总之,老式的油压传感器和水温传感器是彼此独立的,由于有着明确的最大值或最小值的限定,其中一些传感器的实际作用就相当于开关。随着传感器向电子化和数字化方向发展,它们的输出值将得到更多的相关利用。为此,制造商们正在开发和生产更好的传感器。下面介绍一些一些这方面的新产品。 离子检测系统:三菱(Mitsubishi电子公司)正在开发一种车用离子检测系统。这个系统能够通过检测离子来监控发动机每个气缸的燃烧情况。当可燃混合气持续燃烧时,在燃烧峰面附近就会发生电离现象。把一个带偏压的测头放入气缸,就可以测出与电离状况相关的离子流。这个能反

34、映发动机各种燃烧状况的信息控制系统由带测头的火花塞、装有测试附件的点火线圈及一套处理离子流信号的电子模块构成,它可以判别每个缸的点火、燃烧及爆震情况。进一步的功能将是对发动机的混合气状况加以监控,即根据离子流所显示的燃烧情况来控制每个缸的空燃比。 快速起动的氧传感器:冷车运转时的发动机所排放的CO和HC是最多的,这就要求氧传感器尽快起动进入闭环控制状态。NGK火花塞有限公司研制出一种新型氧传感器,它能在15s内达到闭环控制。通过缩小加热区和降低阻抗,改进了传感器的加热装置。由于采用新材料和新的温控系统,使加热器的寿命与现有类型相近,改善了低温特性。 侧滑传感器:博世公司开发一种双向传感器,它是

35、由采用压电晶体的线性加速度计组合而成。这样的组合更有利于传感器的设置、信号处理和封装。这种传感器有两个经过显微加工的信号发生器并各自对应着所测加速度方向的基准面,对应于某个基准面的独立信号就能测出相应的作用力。而很高的品质因数Q值使传感器的封装可以在常压下进行。 压电谐振式角速度传感器:三菱电子公司开发的这种传感器为玻璃一硅一玻璃结构,其谐振部分是一个用浸蚀法制成的硅梁。通过外置振荡器激发,其谐振频率约为4KHz。梁的厚度与硅片相同,它的宽度和长度通过浸蚀加工来决定。硅梁和玻璃支架的连接采用了真空下的阳极焊接工艺,以确保其固有频率变化很小。角速度的变化可根据硅梁振动频率变化引起的梁两侧玻璃支架

36、上金属电极间的电容变化值测出。传感器电路由电容电压(CV)转换器和同步解调器构成。CV转换器是一个转换电容的比较器(ASIC)。当测量范围在200/s时,非线性为1%。 高压传感器:Denso公司开发一种浸入式高压传感器。这些传感器可用来检测机油、液压系统、汽油以及空调制冷剂的压力,如制动器的液压控制系统、怠速下的空调机压缩器和动力转向泵、燃油控制系统、悬架控制系统以及自动变速器中的液压换挡系统。这些系统的压力变化在220MPa,而传感器可耐压38MPa。这种传感器使用一种树脂胶而不是通常使用的金属和玻璃来封装,以形成足够大的油分子通道,实现了外型和元件间封尺寸的优化设计。包括压力感应元件和放

37、大电路在内的所有元件都集中在一块芯片上。 直热式检测装置:GM研发中心正在试验使用一种直热式检测系统来抑制后排末成年人座椅(RFIS)处的侧量气囊展开。将乘员席表面的温度与驾驶员座椅表现温度加以对比,若两者不同且与预定值差异较大,则气囊的展开就会受到抑制。乘员席的温度由安置在座椅表面的热敏电阻来测定,可采用直热式或非直热式热敏电阻。实际上这种抑制系统可采用多种检测方式,当直热式探测器的工作不够可靠时,可采用其他方式来提高该系统的可靠性。曾有人建议配置别的传感器,如测量体重、电容、振动,使用超声波、微波、光学及红外线等。还有人建议为一个抑制系统配置多种检测装置,使其工作更加可靠。 机油粘度传感器

38、:何时更换机油一般是根据厂家规定的时间或里程来进行。少数厂家采用了更先进的方式,通过记录发动机转速和温度来计算换油间隔。LucasVarity公司正在研制一种压电振动式粘度传感器,其工作原理与振动式粘度计相近振子(球型、片状或棒式)在受到粘滞阻尼时其振频会发生衰变。因此,依靠不同形状的振子,就可以测出粘度和密度的一些参数。有一种振动式粘度计的振子是石英棒,它能被激发扭振,通过测量与液体粘度相对应的振幅和谐振频宽,就可以确定粘度(准确地说应是粘度和密度的综合值)。可见,振动式粘度计是通过测量液体所传递的切变波形来确定粘度的一种装置。然而,由于传感元件与液体的接触处切变波形会产生畸变而导致测试值与液体的对应关系较差。粘度传感器设置了一种界面来改善传感元件与液体之间的接触关系,其原理与我们熟知的应用于生物医学和海洋船舶上的超声波换能器相似。传感器的核心是一个压电转换器,在它两侧

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