发动机控制系统传感器结构原理与检修

量心式AFS工作原理
空气流量Q↑→气流压力P↑→量芯移动量d↑→滑臂转角β↑→电阻RCS ↓→信号电压US↓→US/UB↓ 空气流量Q↓→气流压力P↓→量芯移动量d↓→ 滑臂转角β↓→电阻RCS↑→信号电压US↑→US/UB↑
采用车型：
丰田凌志LS400型轿车
台湾进口日本皇冠3.0型轿车
日本三菱（Mitsubishi）吉普车
霍尔效应
霍尔式传感器结构原理
桑塔纳GLI/2000GLI霍尔式CPS
图3－38 桑塔纳、捷达霍尔式凸轮轴位置传感器CIS结构电路
七、霍尔式凸轮轴位置传感器
1－进气凸轮轴；2－凸轮轴位置传感器；3－固定螺钉； 4－定位螺栓与座圈；5－信号转子；6－发动机缸盖
桑塔纳、捷达霍尔式CIS输出信号
工作原理分析
空气流量Q↑→气流压力P↑→翼片转角α↑→滑臂转角β↑ →电阻RCS↓→信号电压US↓→US/UB↓
进气量的计算
翼片式AFS的检修
二、量心式空气流量传感器
采用车型： 马自达（MAZDA）929型轿车
量心式AFS结构
量 芯：形似炸弹头，进气道内可移动 电 位 计：镀膜电阻、滑臂（量芯带动） 接线插座：5端子插座 进气温度传感器IAT：负温度系数电阻
超声波检测涡流式AFS测量原理
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丰田涡流式AFS的检修
四、热丝式与热膜式AFS
采用车型 热线式： 通用别克（Buick） 尼桑千里马（MAXIMA） 尼桑风度（CEFIRO） 瑞典沃尔沃（VOLVO） 热膜式： 马自达（MAZDA）626 捷达都市先锋（GETTA AT） 新捷达王（GETTA GTX） 捷达前卫（GETTA GIX） 红旗CA7220E 桑塔纳时代超人（SANTANA 2000GSi）
三、光电式CPS/CIS
图3－25 光电式CPS/CIS结构 （a） 信号盘结构；（b） 传感器结构；（c） 信号发生器结构 1－线束插头； 2－上止点信号透光孔； 3－曲轴转角信号透光孔； 4－1缸上止点信号透光孔； 5－定位销；6、15－传感器轴； 7－传感器盖；8－分火头；9－防护盖； 10－信号发生器； 11－G信号（上止点信号）传感器； 12－Ne（转速与转角）信号传感器； 13－信号盘； 14－传感器壳体
热丝与热膜式AFS的电流变化
怠速v低→Q少→冷却程度小→RH减小少→IH小→图a 负荷↑→v↑→Q↑→冷却程度大→RH↓多→IH↑ →图b
热丝与热膜式AFS的测量原理
怠速v低→Q少→冷却程度小→RH减小少→IH小→US低 负荷↑→v↑→Q↑→冷却程度大→RH↓多→IH↑→US↑
捷达轿车热膜式AFS输出特性
卡尔曼涡街或卡尔曼涡流：这种现象首先被卡尔曼发现。
卡尔曼涡流测量原理
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涡流传感器测量原理
图3－10 光电检测涡流式流量传感器的结构
光电检测涡流式AFS结构
外形结构；（b） 内部结构 1－发光二极管；2－反光镜；3－张紧带；4－进气温度传感器；5－涡流；6－光敏三极管；7－导压孔；8－涡流发生器；9－整流网栅
检测部件结构
翼 片：检测翼片、缓冲翼片 转 轴 复位弹簧：电位计上
电位计与调整部件
滑 臂
电 位 计：镀膜电阻：印刷电路板上
调弹簧预紧力→传感器输出特性变化 CO调整螺钉：调整怠速时的CO 调空燃比A/F→怠速时的CO变化
调整部件：调整齿圈：调整输出特性
输出电压与空气流量之间近似于4次方根的关系
捷达轿车热膜式AFS检修
接通点火开关，电源电压U2E=11.5V 检测线束导线有无断路、短路： 端子3－12（ECU）、4－11、5－13
结构原理与检修
第二节 曲轴位置传感器
一、曲轴与凸轮轴位置传感器功用
曲轴位置传感器CPS： Crankshaft Position Sensor 凸轮轴位置传感器CPS： Camshaft Position Sensor 判缸传感器CIS： Cylinder Identification Sensor CPS功用： 采集发动机转速和曲轴转角信号，并输入ECU，以便确定点火时刻和喷油时刻。 CIS功用：采集配气凸轮轴位置信号，输入ECU确定气缸上止点位置。
超声波检测涡流式AFS结构
图3－12 超声波检测涡流式流量传感器的结构 1－大气压力传感器；2－集成控制电路；3－涡流发生器；4－涡流稳定板；5－旋涡；6－超声波接收器；7－主空气道；8－旁通空气道；9－进气温度传感器；10－超声波发生器
超声波检测涡流式AFS原理电路
图3－13 超声波检测涡流式流量传感器原理电路 1－整流网栅；2－涡流发生器；3－超声波；4－超声波发射器；5－超声波接收器；6－信号处理电路
图3－20 热丝式与热膜式AFS电路原理 电路连接；（b） 电桥电路 RT－温度补偿电阻（进气温度传感器）；RH－发热元件（热丝或热膜）电阻；RS－信号取样电阻；R1、R2－精密电阻；UCC－电源电压；US－信号电压；A－控制电路
热丝与热膜式AFS的测量原理
电桥电压平衡时：控制电路IC供给RH的电流使其TH保持恒定（120℃左右）。 TH＝120℃（IH＝50～120 mA）
二、CPS、CIS类型
曲轴位置传感器CPS 霍尔式：桑塔纳GLi、2000GLi、Ford EEC-Ⅳ、 Cadillic 磁感应式：桑塔纳2000GSi、捷达AT、GTX型、奥迪200、丰田皇冠3.0 TCCS 光电式：猎豹、Mitsubishi、南韩现代、日产（早期）{CPS/CIS制成一体} 凸轮轴位置传感器CPS 霍尔式：桑塔纳2000GSi型、捷达AT、GTX型、红旗CA7220E型轿车、切诺基吉普车 磁感应式：丰田皇冠3.0 TCCS 光电式：猎豹、Mitsubishi、南韩现代、日产 （早期）{CPS/CIS制成一体}
桑塔纳、捷达霍尔式CIS检修
A
B
C
温补电阻：铂膜电阻－－－－－－－ RT
取样电阻：镀膜电阻 －－－－－－－ RS
控制电路：控制惠斯顿电桥平衡－－ R2
接线插座：5或6线插座
热膜式AFS的结构
图3－18 热膜式AFS的结构 1－接线插座；2－护套；3－铂金属膜；4－防护网
热丝与热膜式AFS的测量原理
捷达轿车磁感应式CPS检修
捷达系列轿车CPS安装位置与线束插头
安装位置；（b） 线束插头
检查线束导线：1－56、2－63、3－67 R≤1.5 为正常； R＝∝，导线断路。
五、霍尔式曲轴位置传感器CPS
桑塔纳Gli、2000GLi型轿车CPS线束插座及电路连接 线束插座端子位置；（b） 电路连接 1－搭铁端子；2－信号输出端子；3－电源端子（＋5V）
光电式CPS/CIS结构
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光电式CPS/CIS工作原理
工作原理－－光电效应 当透光孔转到LED与光电管之间时，信号盘透光，光电管导通（占曲轴转角1°） 当透光孔不在LED与光电管之间时，信号盘隔光，光电管截止（占曲轴转角1°）
光电式CPS/CIS输出信号
图3－28 磁感应式传感器工作原理
四、磁感应式CPS/CIS

磁感应式CPS/CIS基本原理
捷达轿车磁感应式CPS组成
图3－30 捷达轿车CPS的结构 1－缸体； 2－大齿缺 （基准标记）； 3－传感器磁头； 4－信号转子
捷达轿车磁感应式CPS结构
传感器：永久磁铁、磁头、传感线圈 信号盘：58个凸齿－－转速转角信号－－1个凸齿占3°（曲轴转角） 57小齿缺－－1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺－－1、4缸上止点信号－－大齿缺占15°（曲轴转角） 大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，线圈产生58个信号输入ECU
热丝式AFS的结构
图3－17 热丝式AFS的结构 1－传感器密封盖；2－印刷电路板； 3－卡环；4－防护网；5－温度补偿电阻丝（冷丝）；6－铂金丝（热丝）；7－取样管；8－CO调节螺钉；9－防护塞；10－接线插座
热丝式AFS的结构
取 样 管：护套，空气通道中央
热丝电阻：铂金丝，直径70微米 －－ RH
一、翼片式空气流量传感器
翼片式AFS结构
翼片式AFS组成
（1）检测部件：翼 片：检测翼片、缓冲翼片 转 轴 复位弹簧：电位计上 （2）电 位 计： 镀膜电阻：印刷电路板上 滑 臂 （3）调整部件：调整齿圈：调整输出特性 CO调整螺钉：调整怠速时的CO 调弹簧预紧力→传感器输出特性变化 调空燃比A/F→怠速时的CO变化 （4）接线插座：7端子插座：带油泵控制触点 5端子插座：不带油泵控制触点 （5）进气温度传感器IAT：负温度系数电阻
传感器：永久磁铁、霍尔电路 信号盘：58个凸齿－－转速转角信号－－1个凸齿占3°（曲轴转角） 57小齿缺－－1个小齿缺占3°（曲轴转角） 1个大齿缺－－1、4缸上止点信号－－大齿缺占15°（曲轴转角） 大齿缺的弧度＝2个凸齿＋3个小齿缺弧度 信号转子转一转，传感器产生58个信号输入ECU
中国长风猎豹吉普车
韩国现代（HYUNDAI）轿车
三、涡流式空气流量传感器
卡尔曼涡流产生原理
03
产生原理： 在流体中放置一个柱状物体（称为涡流发生器）后，在其下游流体中就会形成两列平行状旋涡，并且左右交替出现，如图3—9所示。
测量原理：测量旋涡出现的频率来测量流体的流量。
涡街：由于旋涡与街道两旁的路灯类似，故称为“ 涡街”。
光电检测涡流式AFS内部结构
图3－11 光电检测涡流式传感器剖视图
光电检测涡流式AFS内部结构
导压管：将发生器前后压力变化引向反光镜 反光镜：薄金属片，振动反射LED光线 发光二极管：发射光线 光电三极管：接受光线，转换成电信号
光电检测涡流式AFS测量原理
振动检测原理：检测气流压力变化来检测旋涡频率 气流压力变化，振动频率变化，旋涡频率变化 n（r/min）700 1000 2000 3000 4000 5000 6000 f （Hz） 28 42 72 130 218 261 436
线束插座与温度传感器
接线插座：7端子插座：带油泵控制触点 5端子插座：不带油泵控制触点 进气温度传感器IAT：负温度系数电阻
原理电路
图3－3 翼片式AFS原理电路 模拟控制系统采用；（b）数字控制系统采用 1－油泵触点；2－电位计；3－限流电阻；4－进气温度传感器；UB＝12V；UC＝5V
结构原理与检修
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第二章 发动机控制系统传感器
第一节 空气流量传感器AFS
CONTENTS
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名称：
01
空气流量传感器AFS功用
检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元（ECU），以供ECU计算确定喷油时间（即喷油量）和点火时间。
空气流量传感器AFS种类
CONTENTS
量心式AFS
02
涡流式AFS
03
热丝式AFS
04
热膜式AFS
05
翼片式AFS
01
空气流量传感器AFS分类
单击添加副标题
01
02
03
04
皇 冠2.8(5M-E)、
佳 美CARMY
子弹头PREVIA
采用车型：
05
马自达（MAZDA）MPV多用途汽车