电控发动机4-2传感器

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②传感器自振频率与发动机固有频率相 同,爆震时会发生谐振,从而使传感器 输出最高信号电压。
③ECU根据输出电压最大时,判断发动机 爆震
2.压电式 1)压电式共振型爆燃传感器
(1)结构:
①压电片:紧密贴在震荡片上 ②震荡片:固定在传感器的基
座上
③基座:与发动机缸体连接
(2)工作原理:
发动机爆震时 的振动频率与震荡 片的固有频率“合 拍”,震荡片产生 共振,此时压电元 件将产生最大的电 压信号。
②混合气浓,排气中氧含量低,内外表面氧浓度 差大,信号电压高(0.7~0.9V)。
(以0.45V电压为界:大于0.45V——混合气浓 小于0.45V——混合气稀)
③输出信号强弱还与温度有关,应在300̊C以上 时才工作。(所以:在有些氧传感器内增加了 加热元件,使氧传感器能尽快进入工作状 态。)
(3)接线
接线:
(2)桑塔纳2000时代超人磁脉冲曲轴位置传感器
安装位置:机体一侧靠近飞轮处
结构: 电磁线圈和信号盘组成 盘上等分地布置着60个 轮齿。其中空缺两个齿, 作为1、4缸上止点信号
工作原理: 每转一齿,产生一个交变的电压信号。 缺齿处产生一个畸变的交变电压信号,作为
上止点信号(实为一四缸上止点前72)̊
(720̊/24=30̊) ECU把30̊转角均分为30等份,即产生1̊曲轴转角信号
2 G信号:辨别气缸及检测活塞上止点位置
位于分电器上方,1个凸齿,两个对称的感应线圈。 G1、G2分别检测六缸、一缸上止点信号。 (注意:由于设置位置关系,产生G1、G2信号时,实际 为上止点前10̊)
3 Ne、G1、G2三个信号关系
②该电压信号输出较平稳,所以不能根据信号电压 大小判断是否发生爆震, 而要设计一个滤波器, 来过滤是否有爆震频率来判断。
(3)两种压电式传感器比较
共振型无须滤波,易于测量,但传感器必须与发动机 配套使用,通用性差;非共振型通用性强,但检测复杂。
3)压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
➢ 安装在火花塞的垫圈 处,每缸一个。
3)举例
(1)丰田公司TCCS系统的磁脉冲式曲轴位置传感器
安装位置:分电器内 结构:上下两部分
上部产生G信号,一个信号盘,两个线圈G1、G2 下部产生Ne信号,一个信号盘,一个Ne线圈
工作原理
1 Ne信号:检测曲轴转角和发动机转速
转子24个齿,与分电器轴一起转动。凸轮轴转一圈, 产生24个脉冲,则两个脉冲之间相当于曲轴转角
(2)用于发动机怠速 和汽车加减速期 间的空燃比控
制。 (3)用于巡航控制和 限速断油控制。
类型: 舌簧开关式 光电耦合式。
1 舌簧开关式 (1)舌簧管原理
触头相吸而闭合
触头相斥而断开
(2)结构和原理
结构:安装在车速表内。 永久磁铁为4极,由 车速表的软轴驱动。 舌簧开关固定
原理:软轴转一圈,舌簧开关 的触点打开、闭合四次。
2)压电式非共振型爆燃传感器
(1)结构:
① 两个同极性想向对 接的压电元件和配 重块构成
② 与共振式相比,非 共振式内部无震荡 片,但设一个配重 块,以一定的预紧 压力压紧在压电元 件上。
(2)工作原理:
①机体震动时,配重受机体震动影响而产生加速度, 压电元件在加速度惯性力的作用下而产生电压信 号。
4接线
(二)进气温度传感器(IATS)
1作用:给ECU提供进气温度信号,作为燃油喷 射和点火正时控制的修正信号。
2安装位置: (1)空气滤清器壳体内 (2)进气总管内 (3)空气流量计内 (4)与进气压力传感器制成一体
3结构及原理 (1)结构
本质也是一个热敏电阻
外形结构
热敏电阻
电插头
内部结构
(2)原理: 与水温传感器相同
点火提前角的修正信号。
2空档起动开关信号:
在装有自动变速器(AT)的汽车 中,ECU用这个信号区别变速器是处于 “P”或“N”(停车或空档),还是 处于“L”、“2”、“D”或“R”状 态,此信号主要用于怠速系统的控 制。
3空调开关信号:检测空调压缩机是否工作。ECU根据 此信号控制怠速时的点火提前角、 怠速转速等。
(软轴转一周,输出20个脉冲,经分频后变
九 开关成信四号个脉冲送止电脑。)
输入ECU的信号,除以上传感器输入的以外,还 有一些开关信号:起动信号、空档起动开关信号、空 调开关信号、动力转向开关信号、发电机负荷信号、 蓄电池电压信号、离合器开关信号、制动开关信号、 巡航(定速)控制开关信号
1起动信号: 起动时,向ECU提供一个起动信号,作为喷油量、
4动力转向开关信号:转向时,ECU根据此信号调整喷油 量和点火提前角。
5发电机负荷信号:当发电机负荷因开启用电量较大的电 器设备而增大时,ECU据此修正喷油 量和点火提前角。
6蓄电池电压信号:(1)蓄电池和电源系电压过低时, 修正喷油量
(2)起动时电压过低(9V或8V), 停止喷油。
7离合器开关信号:在离合器结合和分离过程中,由离合 器开关向ECU输入离合器工作状态信 号,作为喷油量和点火提前角控制的 修正信号。
无加热元件
带加热元件
2 氧化钛式氧传感器
(1)结构:两个二氧化钛元件
一个元件具有多孔性 用来感测氧含量
另一个元件为实心陶 瓷,作加热调节用
(2)原理:
①二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的 变化而变化,同时电阻与温度有关,应进 行温度补偿。
②工作温度:300~400̊C
Rc——温度补偿电阻 R——二氧化钛元件电阻 Uin——输入电压 Uout——输出电压
3结构及原理 (1)结构
热敏电阻
内部结构
电插头
外形结构
本质为一个热敏电阻
(2)原理
电阻值随水温的变化 而变化。电阻变化引起电 压变化,即为水温信号
在ECU中有一标准电阻与传感器 的热敏电阻串联,并由ECU提供标 准电压,E2端子通过E1端子搭铁。 当热敏电阻随冷却水温度变化时, ECU通过THW端子测得的分压值随之 变化,ECU根据此分压值判断冷却 水温度。
两部分组成 (3)工作原理
触发叶轮 霍尔信号发生器
霍尔集成电路 永久磁铁
①当叶片进入永久磁铁与霍尔元件 之间的空气间隙时,永久磁铁的 磁场被叶片旁路,霍尔元件上没 有磁场穿过,不产生霍尔电动 势。
②当叶片离开空隙时, 磁场作用在 霍尔元件上,产生霍尔电动势。
③随着叶轮的旋转,每个叶片都会
(4)优点:工作可靠,正时精度高,耐高温、耐潮湿、 耐油污等。被广泛应用。
第二节 传感器
传感器含义:
能测量各种物理量并把它转换成电信号的装 置与器件
传感器一般组成:
被 测 量
敏感元件 或单元
转换元件
信号处理 转换电路
电 量
辅助电源
敏感元件:能直接感受被测量部分。将被测量转换成 与被测量有确定关系的非电量或其他量。
转换元件: 将上述非电量转换成电参量。
测量电路:将转换元件输入的电参量经过处理转换成 电压、电流或频率等可测电量。
机体震动法常见爆震传感器类型:
1 磁致伸缩式
共振型 2 压电式 非共振型
火花塞座金属垫型
1 磁致伸缩式
(1)安装:发动机机体上
(2)结构:主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等 组成。
(3)工作原理:
①机体震动时,磁芯在传感器内产生轴向 震动,使通过线圈的磁通变化,从而在 线圈中产生感应电动势。(故又称为电 感式)
8制动开关信号:制动时,由制动开关向ECU提供此信号, 作为对喷油量、点火提前角、自动变速 器等的控制信号。
9巡航(定速)控制开关信号:当进入巡航控制状态时, 由巡航控制开关向ECU输入 巡航控制状态信号,由ECU 对车速进行自动控制。
常见传感器
1 空气流量计 3 曲轴位置传感器 5节气门位置传感器 7进气温度传感器 9 爆震传感器 11 大气压力传感器
极管上产生电压信号,经放大电路放大后输送给ECU。
(4)接线:
光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路
四 节气门位置传感器
(参见第二章第一节)
五 温度传感器
(一)冷却水温度传感器(ECTS)
1作 用:给ECU提供发动机冷却液温度信号,作为 燃油喷射和点火正时控制修正信号。
2安装位置:一般安装在气缸体水道上 或冷却水出口处
(5)接线
检测:点火开关转至“ON”位置,如图,检测A、C 之间的电压应为8V(或12V),B、C间输出的信号电压 应为5V到0V交替变化。
3 光电式
(1)安装位置:分电器内
(2)结构:
①信号发生器 两只发光二极管 两只光敏二极管 整形电路
②带光孔的信号盘
(3)工作原理:利用发光二极管作为信号源。随转子转 动,当透光孔与发光二极管对正时,光线照射到光敏二
③混和气浓→含氧少→阻值低→Uout 高 混和气稀→含氧多→阻值高→Uout 低
④输出电压在0.1~0.9V间变化。电压高,表 示混和气浓;电压低,表示混和气稀。
七 爆震传感器
功能:检测发动机有无爆震现象,并将信号送入 发动机微机控制装置
爆震的检测方法:(1)气缸压力 (2)发动机机体震动 (3)燃烧噪声
2 进气压力传感器 4 凸轮轴位置传感器 6冷却水温度传感器 8 氧传感器 10 车速传感器
1 转子上凸齿接近铁心,形成磁路并产生磁通 2 转子离开铁心时,铁心与凸齿气隙增大,磁阻也随之增
4接线
六 氧传感器
加装氧传感器的必要性:在使用三元催化转换器降低排 放污染的发动机上,氧传感器是必不可少的。空燃 比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO HC和NOx 的净化能力急剧下降。故在排气管中插入氧传感
器。 氧传感器的作用:根据排气中的氧浓度测定空然比,向
ECU发出反馈信号,以控制空然比收敛 于理论值。实现闭环控制。
①闭合:输入ECU电压为0V ②打开:输入ECU电压为5V ③四个脉冲表示转一周,ECU
可计算出转速,从而计算出 车速。
2 光电耦合式
(1)结构:
安装在组合以表内。 ①带切槽的转子 ②光电耦合器
(2)原理: 带切槽的转子由转(车)速表软轴驱动,
当带切槽的转子转动时,盘齿间断地遮挡发光 二极管光源,使光敏晶体管的输出电压发生 化。
1.曲轴位置传感器: (1)曲轴前端(2)曲轴后端 (3) 分电器内 (4) 飞轮
2.凸轮轴位置传感器:(1)凸轮轴前端(2)凸轮轴前端 (3) 分电器内
(三)类型
1 磁脉冲式 根据工作原理不同 2 霍尔式
3 光电式
1 磁脉冲式 1)基本组成:转子(信号盘) 永久磁铁 感应线圈 2)基本原理: 每转过信号盘上的一个凸齿,就在 线圈中产生一个交流电动势
接线: 常见有两种接线方式
2 霍尔式
Leabharlann Baidu
基本原理:利用霍尔效应原理,产生与曲轴转角相 对应的电压脉冲信号。
(1)霍尔效应
把一个半导体基片
(霍尔元件)放在磁场
中,在与磁场垂直方向
通以电流,则在与磁场
和电流相垂直的另一横
向侧面上就会产生电压
的现象。
霍尔元件
总结:条件 磁场
电流
结果---霍尔电压
(2)霍尔传感器结构 (凸轮轴上)(分电器内)
常见传感器 一 空气流量计
(参见第二章第二节)
二 进气压力传感器
(参见第二章第三节)
三 曲轴位置/凸轮轴位置传感器
(一)作用
1曲轴位置传感器:曲轴转角位置及发动机转速信号
源。
检测并输入ECU:
(1)活塞上止点信号
(2)曲轴转角信号
2凸轮轴位置传感器:输出1#缸压缩上止点信号(或称
(二)安装位置
同步信号)
(2)原理
基本原理: 当温度较高时,若
陶瓷体内(大气)、 外(废气)两侧含氧 量不同时,氧气发生 电离产生氧离子,氧 离子从大气侧向废气 侧扩散,在锆管两铂 电极间产生电压。
(即:一定温度条件下, 当锆管内外表面氧含量 不等时,则内外表面间 产生电压。)
氧传感器工作原理:
①混合气稀,排气中氧含量高,内外表面氧浓度 差小,信号电压低(0.1~0.3V)。
➢ 根据各缸的燃烧压力 直接检测各缸的爆燃 信息,并转换成电信 号输送给ECU。
3 爆燃传感器的接线及检测
接线: KS
信号
屏蔽线 ECU
搭铁
E 检测:
用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感 器壳体之间电阻,应不导通(电阻为无穷大), 否则说明内部短路,应更换传感器 。
八 车速传感器(VSS)
功用:(1)检测汽车行驶速 度,给ECU提供车 速信号。
常见氧传感器类型: 1 氧化锆(ZrO2)式 2 氧化钛(TiO2)式
1 氧化锆式氧传感器
(1)结构
基本元件是专用陶瓷体,即氧化锆,固体电解 质。 制成试管状,又称锆管。
大气 内外表面覆盖着一层多孔性的
铂膜作为电极
锆管外表面的铂膜上覆盖着一层多孔性陶瓷层 锆管外面防护钢套上开有槽口或圆孔,废气通过槽口或圆孔与锆 管外表面接触。接线端有一金属护套,其上开一个孔,使锆管内 表面与大气相通。
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