汽车传感器与检测技术电子教案：柴油机烟度传感器

《汽车传感器与检测技术》教案知识点柴油机烟度传感器学时0.5学时教学内容柴油机烟度传感器概述、功用、原理、故障、检测教学重点柴油机烟度传感器原理教学难点检测参考资料一、概述柴油机烟度传感器用于检测发动机排气中形成的烟炭或未燃烧的炭颗粒,并将其信号反馈给电子控制单元,电子控制装置发出指令,自动调节空气与燃油的供给,使柴油完全燃烧以减少排气中的黑烟。二、功用目前在柴油机电子控制系统中,广泛采用一种可以连续测量柴油机排烟的传感器,用它来检测发动机排放气体中形成的碳烟和未燃烧的碳粒,并把表示碳烟存在的电信号输人电子控制单元ECU,ECU根据烟度信号调节空气和柴油的供给量,以达到完全燃烧减少碳烟。该传感器头是由绝缘材料和两个贵金属电极组成,暴露在烟气中的电极周围涂有强化催化剂材料,使沉积在电极上的碳能迅速被氧化,保持电极清洁,满足连续测量的要求。感应头装在金属体中,通过中间体与接线盒连接,金属体下端的螺纹便于传感器安装在排气管上传感器感应头的结构:用氧化铝作成陶瓷体感应头本体;电极用金属铂或铂合金制成。为节省贵金属,电极也可采用两段组合结构,即用15mm长的铂丝和其他金属丝焊在一起。把两个电极放在感应头本体中,用氧化铝粉和粘盛应头本体合剂按比例调和后填实、阴干其他金属丝焊点铂丝并在烘箱中烘干,让暴露在烟气中的两个电极保持0.1mm左右的距离,在其周围涂上强催催化剂境隙度感的结化剂,再次烘干。图1柴油车烟度传感器结构图三、原理感应头电极上端连接到如图所示电路中,B为12V或24V共享文档直流电源,图中A为电流表,表盘上标有对应的烟度值,在电子控制系统中,A1、A2与ECU相连当感应头插人排气管中,若排气中的烟炭或炭颗粒时很少时,则电极之间的电阻极大,反之,缝隙中充满了碳烟,形成碳桥,电极之间的电阻就发生变化,碳烟少电阻大,碳烟多电阻小,因此电流表A的电流指示流原随碳烟的多少相应变化。传感头的电极涂有强催化剂,沉理电极积在电极上的碳烟能与烟气中的氧气图迅速氧化,不会因电极间碳烟堆积而使测量失效。图2烟度传感器工作原理图2.传感器的性能、质量取决于催化剂,如果没有催化剂,两电极相距仅0.1mm左右,很快会因积炭而失效。催化剂应具有良好的绝缘性能,又能促进碳烟迅速氧化。这样才能保证传感器的准确性和灵敏性。催化剂可采用Cr2O3、SnO2或Fe203,铂黑是一种较好的碳烟催化剂。铂黑与Al2O3的重量比为30%~35%的加粘合剂调匀后即可。如后表中为随柴油机负荷变化的排温、烟度和传感器电流值的变化情况(发动机转速保持在2000r/min,传感器用24V直流电源)。从表中数据可知,随着柴油机负荷的增加,排温、烟度和传感器电流值都相应增加,烟度与传感器电流间的关系,应满足下列关系式：即r=ki式中r—博世烟度;i传感器电流值;k—比例常数图3柴油机烟度传感器工作表四、故障(一）柴油机烟度传感器故障原因：1.传感器线路老化，造成短路故障。2.传感器插头电流过大引起损坏或插头松动导致接触不良。3.传感器本身出现故障。机油液位传感器故障表现：1.发动