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  • 汽車電工從入門到精通
  • 孫余凱 項(xiàng)綺明 孫靜等編著
  • 13567字
  • 2020-05-19 15:14:31

2.8 傳感器

使用在汽車電控裝置上的傳感器數(shù)量及種類較多。它能把物理量、電量及化學(xué)量等信息轉(zhuǎn)換成電子裝置(微電腦)能夠理解和接受的電信號(hào)。

2.8.1 傳感器的電路圖形符號(hào)

用于電控系統(tǒng)的傳感器通常有溫度傳感器(冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度等)、壓力傳感器、位置傳感器、速度傳感器、流量傳感器等。表2-23列出了汽車上使用的傳感器的電路圖形符號(hào)。

表2-23 傳感器的電路圖形符號(hào)

2.8.2 溫度傳感器的檢測(cè)

汽車上不同部位使用的溫度傳感器,其檢測(cè)的目的和檢測(cè)的范圍是不一樣的,使用的類型也不同。但它們的作用都是將檢測(cè)到的溫度信號(hào)提供給電控單元,作為相關(guān)功能控制的依據(jù)。

(1)溫度傳感器使用情況 目前,各種電控發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的溫度傳感器通常包括冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、燃油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器;空調(diào)系統(tǒng)使用的溫度傳感器通常包括車外溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器等。

(2)溫度傳感器的其他電路圖形符號(hào) 溫度傳感器的電路圖形符號(hào)除了上面介紹的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)外,世界各大汽車廠家還使用了如表2-24中所列的其他各種電路圖形符號(hào)。

表2-24 溫度傳感器的其他電路圖形符號(hào)

(3)溫度傳感器的檢測(cè)特點(diǎn)與思路 汽車上使用的溫度傳感器大都采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻方式,對(duì)它們的檢測(cè)思路基本相同,但在實(shí)際檢測(cè)時(shí),應(yīng)注意不同部位的溫度傳感器的溫度檢測(cè)范圍是不一樣的。下面以冷卻液溫度傳感器為例,來介紹汽車溫度傳感器的檢測(cè)方法。

(4)冷卻液溫度傳感器的類型與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 冷卻液溫度傳感器根據(jù)其引腳數(shù)量的不同分類,主要有單線型、雙線型和四線型三種,圖2-11(a)~(c)所示為它們的典型外形。單線型和雙線型冷卻液溫度傳感器應(yīng)用較多,四線型冷卻液溫度傳感器用量較少。無論是哪一種冷卻液溫度傳感器,它們均由熱敏電阻、殼體、金屬引線以及電源插座等構(gòu)成,如圖2-11(d)所示。

圖2-11 冷卻液溫度傳感器的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(5)冷卻液溫度傳感器的檢測(cè)

① 如圖2-12(a)所示,將冷卻液溫度傳感器放在盛有水的燒杯內(nèi)。用電熱器加熱燒杯中的水 ,并采用標(biāo)準(zhǔn)溫度表對(duì)水溫進(jìn)行檢測(cè)。

② 用萬用表電阻擋測(cè)量傳感器兩端子間的電阻,其電阻值隨著溫度變化的規(guī)律,應(yīng)符合其特性曲線[圖2-12(b)]。

③ 如果日常積累有冷卻液溫度傳感器溫度與其電阻值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù),則檢測(cè)后就可直接進(jìn)行對(duì)比判斷,亦即將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與被檢測(cè)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比,如果兩者相差較大,則說明傳感器不良或損壞。

圖2-12 冷卻液溫度傳感器的檢測(cè)

2.8.3 空氣流量傳感器的檢測(cè)

空氣流量傳感器又稱進(jìn)氣流量傳感器,是決定噴油量的重要元件。它通常安裝在空氣濾清器后的進(jìn)氣管前,用來檢測(cè)進(jìn)氣量。

(1)空氣流量傳感器的作用 空氣流量傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的大小,并把該信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU),由ECU來確定噴油量和點(diǎn)火正時(shí)。

(2)空氣流量傳感器的類型 空氣流量傳感器主要有質(zhì)量型與體積型兩大類。這兩大類型空氣流量傳感器的主要特點(diǎn)如下所述。

1)質(zhì)量型 該類空氣流量傳感器的特點(diǎn)是可直接檢測(cè)出吸入氣缸空氣的質(zhì)量,故其檢測(cè)精度較高,常見的有熱線式和熱膜式兩大類?,F(xiàn)在的新型車輛多采用熱膜式空氣流量傳感器。

2)體積型 該類空氣流量傳感器的特點(diǎn)是只能檢測(cè)出吸入氣缸空氣的體積,還需要根據(jù)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度信息,并通過發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)計(jì)算出吸入的氣體質(zhì)量,常見的有翼片式和量芯式以及卡爾曼渦流式幾種。

(3)應(yīng)用情況 由于翼片式空氣流量傳感器為機(jī)械電位計(jì)式,屬于早期產(chǎn)品,現(xiàn)在已較少采用;量芯式與卡爾曼渦流式空氣流量傳感器僅在日、韓的少量車型上使用?,F(xiàn)在使用較普遍的是熱線式與熱膜式空氣流量傳感器,熱膜式空氣流量傳感器是在熱線式空氣流量傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的工作原理基本相同,檢測(cè)思路與方法基本相同。下面以熱膜式空氣流量傳感器為例,來介紹空氣流量傳感器的檢測(cè)方法。

(4)熱膜式空氣流量傳感器的外形與結(jié)構(gòu) 圖2-13(a)所示為熱膜式空氣流量傳感器的實(shí)物,圖2-13(b)所示為其外部結(jié)構(gòu),圖2-13(c)所示為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。傳感器中的熱膜是固定在薄的樹脂膜上的金屬鉑,或者用厚膜工藝將熱線、冷線、精密電阻鍍?cè)谝粔K陶瓷片上,從而有效地降低了制造成本。

圖2-13 熱膜式空氣流量傳感器的外形與結(jié)構(gòu)

(5)熱膜式空氣流量傳感器的特點(diǎn) 由于熱膜式空氣流量傳感器不采用價(jià)格昂貴的鉑絲,且使發(fā)熱體不直接承受空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的作用力,從而提高了發(fā)熱體的強(qiáng)度和工作可靠性,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用壽命長(zhǎng),不易受塵埃污染。不足之處是空氣流速不均勻,對(duì)檢測(cè)精度有一定的影響。

(6)熱膜式空氣流量傳感器的連接電路與端子功能說明 圖2-14(a)所示為熱膜式空氣流量傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)之間的連接電路。這類傳感器通常有5個(gè)端子,各端子功能如下:1為搭鐵端(也就是接地端);2為12V蓄電池電壓輸入端,該電壓屬于受控電源;3為負(fù)信號(hào)端;4為5V電源輸入端,該電壓是由發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)內(nèi)部提供的;5為正信號(hào)端。

采用熱膜式空氣流量傳感器的車型很多,例如大眾車系中,奧迪A6系列、帕薩特系列、寶來系列、桑塔納2000系列、捷達(dá)系列等,均采用熱膜式空氣流量傳感器。

(7)熱膜式空氣流量傳感器的檢測(cè) 無論是不同廠家、不同車型的哪一種型號(hào)的熱膜式空氣流量傳感器,對(duì)其檢測(cè)思路與方法基本上是通用的。

1)電源電壓的檢測(cè)

① 拔下熱膜式空氣流量傳感器的插頭,接通點(diǎn)火開關(guān),啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

② 將萬用表置于直流電壓擋,如圖2-14(b)所示,采用兩表筆檢測(cè)插頭端子2與搭鐵之間的12V電壓是否正常,檢測(cè)端子4與搭鐵之間的5V電壓是否正常。

圖2-14 熱膜式空氣流量傳感器的連接電路與檢測(cè)方法

2)信號(hào)電壓的檢測(cè)

① 插好傳感器插頭,拆下空氣濾清器后,接通點(diǎn)火開關(guān)(ON位置),但不要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),萬用表置于直流電壓擋,檢測(cè)熱膜式空氣流量傳感器插頭5(紅表筆接該端子)與3(黑表筆接該端子)兩端子之間的電壓,該電壓正常值在2~4V之間(車型不同有一定的差異,應(yīng)根據(jù)實(shí)際車型確定)。

② 在上述狀態(tài)下,采用電吹風(fēng)的冷風(fēng)擋向流量傳感器空氣入口吹氣,觀察信號(hào)電壓的變化情況。如該信號(hào)電壓不變化,則被檢測(cè)的傳感器損壞或不良。

3)連接導(dǎo)線的檢測(cè) 斷開點(diǎn)火開關(guān),采用萬用表電阻擋,拔下熱膜式空氣流量傳感器與ECU兩端的連接插接件,采用萬用表檢測(cè)傳感器端子4與A1端、端子3與A2端、端子5與A3端之間導(dǎo)線的導(dǎo)通情況,所有導(dǎo)線的導(dǎo)通電阻值均應(yīng)小于1Ω。

4)導(dǎo)線之間絕緣的檢測(cè) 在斷開熱膜式空氣流量傳感器與ECU兩端的連接插接件的情況下,采用萬用表檢測(cè)A1、A2、A3導(dǎo)線相互之間以及它們與搭鐵之間的電阻值,正常情況下均應(yīng)為∞。如發(fā)現(xiàn)有電阻值存在或電阻值為0Ω,則說明有漏電或短路現(xiàn)象存在。

2.8.4 機(jī)油壓力傳感器的檢測(cè)

圖2-15(a)與(b)所示為機(jī)油壓力傳感器的外形,該傳感器一般安裝在機(jī)油冷卻器后的主油道中。

(1)機(jī)油壓力傳感器的作用 機(jī)油壓力傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力,ECU根據(jù)機(jī)油壓力的高低采取控制措施保護(hù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī),并通過儀表板上的機(jī)油壓力報(bào)警燈進(jìn)行報(bào)警。

(2)機(jī)油壓力傳感器的檢測(cè) 把傳感器裝在一臺(tái)小型手搖式油壓機(jī)上,如圖2-15(c)所示,并串聯(lián)一塊標(biāo)準(zhǔn)油壓表,然后按表2-25所列的壓力對(duì)傳感器進(jìn)行加壓,并檢測(cè)其輸出信號(hào)電壓值(不同的發(fā)動(dòng)機(jī)該數(shù)據(jù)有一定的差異,應(yīng)以實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)值為準(zhǔn)),如果檢測(cè)的數(shù)據(jù)相差較大,則說明被檢測(cè)的傳感器有問題,應(yīng)更換。

(3)需要說明的問題 有的車型采用了一種將機(jī)油壓力傳感器與機(jī)油溫度傳感器組合在一起的集成式傳感器,如圖2-15(b)所示,對(duì)這類傳感器的檢測(cè)可分別進(jìn)行,也就是采用檢測(cè)冷卻液溫度傳感器的方法來檢測(cè)該傳感器中的機(jī)油溫度傳感器,而對(duì)該傳感器內(nèi)的機(jī)油壓力傳感器的檢測(cè),則可以按照上述方法進(jìn)行。

圖2-15 機(jī)油壓力傳感器的外形與檢測(cè)方法

表2-25 機(jī)油壓力傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)參考值

2.8.5 燃油液位傳感器的檢測(cè)

燃油液位傳感器多為可變電阻式,燃油指示儀表與浮子可變電阻式液位傳感器采用串聯(lián)連接方式。

(1)燃油液位傳感器的結(jié)構(gòu) 如圖2-16(a)所示,燃油液位傳感器為一塑料或金屬外殼的密封件,由可動(dòng)浮子桿連接浮子。厚膜電阻的一端接地,另一端接燃油表。厚膜電阻的下部有一浮子桿的轉(zhuǎn)軸,軸的內(nèi)端固裝著滑動(dòng)觸點(diǎn),該觸點(diǎn)可與電阻滑動(dòng)接觸,軸的外端裝有與滑動(dòng)觸點(diǎn)成一個(gè)角度的浮子桿,桿端固定著浮子,浮子通常為塑料或薄金屬空筒,插入油箱內(nèi)并隨油面一起升降。

(2)燃油液位傳感器的檢測(cè) 對(duì)于浮子可變電阻式液位傳感器的檢測(cè),既可以采用模擬檢測(cè)方式,也可以采用加注燃油的方式來對(duì)其進(jìn)行判斷。

模擬檢測(cè)方式就是將浮子可變電阻式液位傳感器從油箱中取出,采用模擬浮子上、下擺動(dòng)的方法,檢測(cè)可變電阻值是否發(fā)生改變,以此來判斷傳感器的好壞。具體操作方法如下所述。

將萬用表置于R×1k擋,如圖2-16(b)所示,將萬用表的表筆與傳感器插接件兩端子相連接,觀察萬用表是否有一定的電阻值指示。

如果檢測(cè)到的電阻值為∞,則為傳感器的電阻器出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象,應(yīng)更換新的配件。如果有一定的電阻值存在,再按圖2-16(b)所示方法上下擺動(dòng)浮子,看萬用表指示的電阻值是否也會(huì)隨之不斷地發(fā)生變化:如果萬用表指針有連續(xù)的電阻值變化,則說明燃油傳感器本身是好的;如果萬用表指針沒有明顯的電阻值變化,或電阻值有斷續(xù)現(xiàn)象,均說明傳感器本身不良或損壞。

圖2-16 燃油液位傳感器的結(jié)構(gòu)與檢測(cè)方法

2.8.6 氧傳感器的檢測(cè)

圖2-17(a)所示為氧傳感器外形;圖2-17(b)所示為氧傳感器與插接件總成;圖2-17(c)所示為寬頻氧傳感器外形。寬頻氧傳感器又稱全范圍空燃比傳感器,其主要作用就是用來檢測(cè)混合氣從過濃狀態(tài)到理論空燃比再到稀薄狀態(tài)整個(gè)過程。

圖2-17 氧傳感器

(1)氧傳感器的作用 目前,三元催化方式在降低汽車排放技術(shù)中處于主導(dǎo)地位。為了使廢氣中的CO、HC、NOx三種成分在各種工況下都能得到很高的凈化率,發(fā)動(dòng)機(jī)就必須在各種工況下一直把空燃比控制在理論值附近。為此,利用氧傳感器檢測(cè)排放氣體中的氧濃度及微機(jī)反饋控制來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比,成為必不可少的手段,而氧傳感器是使該系統(tǒng)最有效地發(fā)揮作用必不可少的部件。

氧傳感器通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上,用于檢測(cè)廢氣中氧的含量,確定可燃混合氣過濃還是過稀,空燃比是否偏離了理論值(14.7︰1),并輸出一個(gè)反饋信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU),隨時(shí)修正噴油量的大小,從而使混合氣空燃比保持在理論值附近,以保證汽車尾氣的有害氣體含量不超過環(huán)保要求。

(2)氧傳感器的其他電路圖形符號(hào) 氧傳感器除了上面介紹過的標(biāo)準(zhǔn)電路圖形符號(hào)外,世界各大汽車生產(chǎn)廠家還使用了表2-26中所列的各種電路圖形符號(hào)。

表2-26 氧傳感器的其他電路圖形符號(hào)

(3)氧傳感器的類型 氧傳感器根據(jù)使用材料的不同,主要有氧化鋯(ZrO2)與氧化鈦(TiO2)兩大類,前者又分為非加熱型氧傳感器與加熱型氧傳感器兩大類。

(4)二氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu) 二氧化鋯氧傳感器常見的有非加熱型與加熱型兩大類。后者應(yīng)用較廣泛,它是在前者的基礎(chǔ)上增加了加熱器后形成的,故下面主要介紹加熱型二氧化鋯氧傳感器的檢測(cè)。

1)加熱型二氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 圖2-18(a)所示為加熱型二氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu),該傳感器將陶瓷加熱器置于鋯管內(nèi)側(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),由電控單元控制加熱器工作,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小、排氣溫度低時(shí),加熱器通電,以保證氧傳感器正常的工作溫度。這類傳感器可以安裝在離發(fā)動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)的排氣管路上,且可承受長(zhǎng)時(shí)間全負(fù)荷運(yùn)行而不損壞。

2)加熱型二氧化鋯氧傳感器的端子數(shù)量 加熱型二氧化鋯氧傳感器主要有三線制與四線制兩大類。它們是在非加熱型二氧化鋯氧傳感器的一線制與兩線制的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)電阻后得到的。加熱電阻的兩根引出線,一根直接與控制繼電器或主繼電器控制觸點(diǎn)輸出的約12V供電端子相連接,另一根由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制搭鐵,以此來對(duì)加熱時(shí)間進(jìn)行控制。

3)加熱型二氧化鋯氧傳感器連接電路與端子功能說明 圖2-18(b)所示為加熱型二氧化鋯氧傳感器連接電路,這是一種四端子加熱型二氧化鋯氧傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)之間的連接方式。這四個(gè)端子中的端子4為加熱器供電電壓輸入端,該電壓為受點(diǎn)火開關(guān)控制的蓄電池電壓;端子3為受ECU輸出信號(hào)控制的端子;端子2為信號(hào)輸出端,輸出的信號(hào)提供給ECU;端子1為搭鐵端。

圖2-18 加熱型二氧化鋯氧傳感器的結(jié)構(gòu)與連接電路

(5)二氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu) 二氧化鈦氧傳感器是利用高純度的半導(dǎo)體二氧化鈦(TiO2)制成的,和二氧化鋯氧傳感器在監(jiān)測(cè)氧氣濃度的原理上有很大的差別。圖2-19(a)所示為二氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu),該傳感器主要由二氧化鈦傳感元件(鈦管)、加熱元件、傳感器護(hù)管、護(hù)套、鋼質(zhì)殼體以及接線端子等組成。

1)二氧化鈦氧傳感器的類型 從應(yīng)用情況來看,較常見的二氧化鈦氧傳感器主要有三大類,分別為采用芯片方式組成的二氧化鈦氧傳感器(該類傳感器是將鉑金屬線埋入二氧化鈦芯片中,金屬鉑兼作催化劑用)、采用厚膜方式組成的二氧化鈦氧傳感器(這類傳感器是采用半導(dǎo)體封裝工藝中的氧化鋁層壓板工藝制成的)以及具有熱敏電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)亩趸佈鮽鞲衅鳌?/p>

2)二氧化鈦氧傳感器的連接電路與端子功能說明 圖2-19(b)所示為一種四端子加熱型二氧化鈦氧傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)之間的連接方式。四端子加熱型二氧化鈦氧傳感器的端子A為加熱元件供電電壓輸入端,該電壓為受燃油泵繼電器控制的蓄電池電壓;端子B為加熱元件搭鐵端;端子C為傳感器信號(hào)輸出端,輸出的信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU);端子D為傳感器搭鐵端,通過ECU內(nèi)部搭鐵。

圖2-19 二氧化鈦氧傳感器的結(jié)構(gòu)與連接電路

(6)幾種快速判斷氧傳感器故障的簡(jiǎn)便方法 氧傳感器異常時(shí),不僅會(huì)使汽車尾氣中的有害氣體含量超標(biāo),而且還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗增加。判斷氧傳感器故障的方法較多,下面介紹幾種簡(jiǎn)便而有效的方法。

1)觀察氧傳感器外觀顏色判斷氧傳感器故障

① 外部破損的檢查。從排氣管上拆下氧傳感器,直觀檢查氧傳感器外殼上的通風(fēng)孔是否被堵塞,陶瓷芯是否破損。如有破損,則應(yīng)更換新的氧傳感器。

② 觀察氧傳感器顏色。通過觀察氧傳感器頂尖的顏色,可以大致判斷出故障的原因。如果發(fā)現(xiàn)氧傳感器頂尖顏色發(fā)生變化,則預(yù)示著氧傳感器存在故障或故障隱患。故通過觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障原因。具體情況如表2-27中所列。

表2-27 觀察氧傳感器頂尖部位的顏色判斷故障原因

2)氧傳感器性能的檢測(cè)

① 氧氣濃度與電壓間的關(guān)系。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)使用的氧傳感器,用來監(jiān)測(cè)車輛排放氣體中氧氣的濃度,并將監(jiān)測(cè)到的氧氣濃度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU),以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否按理論空燃比進(jìn)行燃燒。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的氧氣濃度較濃時(shí),提供給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)的電壓較高;監(jiān)測(cè)到的氧氣濃度較稀時(shí),提供給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)的電壓較低。

② 氧傳感器正常工作時(shí)的典型特征。正常情況下,車輛的排氣濃時(shí),氧傳感器輸出電壓為0.8~0.9V,排氣稀時(shí)輸出電壓為0.1~0.2V。當(dāng)氧傳感器工作溫度低于360℃時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)處于開環(huán)工作狀態(tài)),氧傳感器處于開路狀態(tài),無電壓輸出。

③ 檢測(cè)。首先拆下氧傳感器線束,用一跨接線將此線束與氧傳感器相連接,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),使其在2500r/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)約90s左右,用于對(duì)氧傳感器進(jìn)行預(yù)熱,使其工作溫度達(dá)到360℃以上。

a.檢測(cè)操作方法。將汽車數(shù)字式萬用表功能選擇開關(guān)置于直流(DC)mV擋,黑表筆搭鐵,紅表筆與氧傳感器輸出端相連,用來測(cè)量氧傳感器信號(hào)輸出端與搭鐵之間的直流電壓。正常情況下,在10s內(nèi),表的示值應(yīng)在100~900mV內(nèi)跳變8次以上。否則,說明被檢測(cè)的氧傳感器不良或損壞。

b.可以判斷的故障。通過對(duì)氧傳感器工作性能的檢測(cè),可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)是在閉環(huán)工作,還是在開環(huán)工作,或氧傳感器是否失效。

2.8.7 爆震傳感器的檢測(cè)

在發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)中,爆震傳感器的作用是把爆震時(shí)傳到缸體上的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào),輸送給ECU,作為發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)推遲點(diǎn)火提前角的依據(jù),改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

(1)爆震的含義 爆震俗稱敲缸,是一種不理想的燃燒方式,它是自發(fā)地和隨機(jī)地產(chǎn)生的,是由于氣缸壓力和溫度異常升高,造成部分混合氣不等火焰?zhèn)鞑ゾ妥孕邪l(fā)火燃燒的現(xiàn)象。

(2)爆震的產(chǎn)生 發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)混合氣正常燃燒時(shí),火焰從離火花塞近的可燃混合氣以30~40m/s的速度,向四周未燃燒的混合氣區(qū)傳播,使混合氣循序燃燒,直到結(jié)束。在發(fā)生爆震的情況下,點(diǎn)火后剛開始燃燒的傳播是正常的,在火焰?zhèn)鞑ミ^程中,遠(yuǎn)離火花塞的未燃燒混合氣,因受到燃燒后氣體膨脹所造成的壓縮作用,使其體積縮小、溫度和壓力升高,超過燃料的自燃溫度,在正?;鹧?zhèn)鞑サ竭_(dá)以前先行發(fā)火燃燒?;鹧嬉?00~1000m/s的速度迅速向外傳播,當(dāng)正常燃燒和異常燃燒兩個(gè)方向相反的燃燒壓力波相遇時(shí),會(huì)產(chǎn)生劇烈的氣體振動(dòng),并發(fā)出特有的金屬撞擊聲,故稱其為爆震。

(3)爆震的危害 爆震是汽油機(jī)運(yùn)行中最有害的一種故障現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)工作如果持續(xù)產(chǎn)生爆震,火花塞電極或活塞就可能產(chǎn)生過熱、熔損等現(xiàn)象,造成嚴(yán)重故障,甚至?xí)s短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,因此必須防止爆震的產(chǎn)生。

(4)爆震傳感器的類型與特點(diǎn) 根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體振動(dòng)頻率檢測(cè)方式的不同,爆震傳感器通常分為非共振型與共振型兩大類,非共振型主要為壓電式,共振型又分為磁致伸縮式與壓電式兩種。圖2-20(a)所示為爆震傳感器的外形。

1)共振型爆震傳感器 如圖2-20(b)所示,共振型爆震傳感器由與爆震幾乎具有共振頻率的振子和能夠檢測(cè)振子振動(dòng)壓力并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的壓電元件構(gòu)成。由于共振型傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)輸出電壓較高,故不需要使用濾波器就可判斷出是否有爆震產(chǎn)生?,F(xiàn)在的車輛多采用共振型壓電式爆震傳感器,其輸出電壓的大小,直接表示了爆震的強(qiáng)度。

2)非共振型爆震傳感器 如圖2-20(c)所示,非共振型爆震傳感器用壓電元件來檢測(cè)爆震信息,但需要經(jīng)過濾波器檢測(cè)出爆震的信號(hào),并將振動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。

3)火花塞金屬墊式爆震傳感器 圖2-20(d)所示為火花塞金屬墊式爆震傳感器的結(jié)構(gòu),該傳感器是在火花塞的墊圈部位裝上壓電元件,根據(jù)燃燒壓力直接檢測(cè)爆震信息,并將振動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。這類爆震傳感器一般每缸火花塞都安裝一個(gè)。

圖2-20 爆震傳感器外形與結(jié)構(gòu)

(5)爆震傳感器的其他電路圖形符號(hào) 爆震傳感器的電路圖形符號(hào)除了上面介紹過的標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)外,各大汽車廠家還使用了圖2-21(a)所示的電路幾種圖形符號(hào)。

(6)爆震傳感器電阻和電壓的檢測(cè)

① 檢測(cè)電阻。斷開點(diǎn)火開關(guān),拔開爆震傳感器導(dǎo)線插頭,用萬用表的電阻擋檢測(cè)爆震傳感器的接線端子與外殼間的電阻,正常應(yīng)為∞,否則更換爆震傳感器。

② 檢測(cè)電壓。拔開爆震傳感器導(dǎo)線插頭,在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)用萬用表的電壓擋檢測(cè)爆震傳感器的接線端子與搭鐵間的電壓,正常應(yīng)有脈沖信號(hào)輸出。

(7)爆震傳感器的單體檢測(cè) 取下爆震傳感器,把萬用表置于電壓擋,兩表筆連接在爆震傳感器兩端子之間,如圖2-21(b)所示,然后用木錘敲擊其外殼,萬用表應(yīng)有電壓數(shù)值顯示,否則應(yīng)更換新的爆震傳感器。

圖2-21 爆震傳感器的其他電路圖形符號(hào)與檢測(cè)方法

2.8.8 加速踏板位置傳感器的檢測(cè)

加速踏板位置傳感器(APPS,Accelerator Pedal Position Sensor)在電路中往往僅用前三個(gè)大寫字母APP。

(1)加速踏板位置傳感器的功用 采用電控高壓共軌的電噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)通常都使用了電子油門,圖2-22(a)所示為電子油門踏板實(shí)物,與電子油門配合的加速踏板位置傳感器[外形如圖2-22(b)所示]用于檢測(cè)電子油門踏板的運(yùn)動(dòng)行程,向發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)反映駕駛員意圖的信息,也就是說,汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的加速踏板傳感器用于檢測(cè)電子油門的開度,并將檢測(cè)到的電子油門踏板角度變化轉(zhuǎn)換為電壓后提供給ECU,以確定基本噴油量和轉(zhuǎn)矩需求。圖2-22(c)所示為電子油門踏板總成外形。

圖2-22 電子油門踏板實(shí)物、加速踏板位置傳感器外形與總成外形

(2)加速踏板位置傳感器的類型 加速踏板位置傳感器常見的主要有電位計(jì)式與雙霍爾式兩大類,它們各自的特點(diǎn)如下。

1)電位計(jì)式 這類加速踏板位置傳感器由兩路類似于普通收音機(jī)上使用的電位器組合而成,故其特性曲線類似于線性,根據(jù)該特性,對(duì)其檢測(cè)就可以按照檢測(cè)收音機(jī)上使用的電位器的方法來進(jìn)行。

2)雙霍爾式 這類加速踏板位置傳感器是由兩路非接觸式的霍爾傳感器組成,沒有怠速開關(guān)。ECU通過比較兩路傳感器輸出信號(hào)的數(shù)值來確定加速踏板的開度。

(3)電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的外形、安裝位置 電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的外形、安裝位置如圖2-23(a)所示,通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),通過一根拉索連接在加速踏板上。用于檢測(cè)加速踏板的運(yùn)動(dòng)行程,向發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)反映駕駛員意圖的信息。

(4)電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的檢測(cè) 對(duì)電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的檢測(cè),主要是檢測(cè)其電阻、電壓等以判斷好壞。

1)電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的連接方式 電位計(jì)式加速踏板位置傳感器與電控單元(ECU)之間的連接方式如圖2-23(b)所示。

圖2-23 電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的外形、安裝位置與連接方式

2)電位計(jì)式加速踏板位置傳感器的檢測(cè)方法

a.電阻的檢測(cè)。在點(diǎn)火開關(guān)斷開的情況下,斷開電位計(jì)式加速踏板位置傳感器連接插接件,采用萬用表電阻擋單獨(dú)檢測(cè)傳感器各端子之間的電阻值,并與表2-28中所列的正常值進(jìn)行對(duì)比,如差別較大,則說明其不良或損壞。

表2-28 電位計(jì)式加速踏板位置傳感器各端子之間的正常電阻參考值

b.電壓的檢測(cè)。在斷開電位計(jì)式加速踏板位置傳感器連接插接件的情況下,接通點(diǎn)火開關(guān),采用萬用表直流電壓擋,檢測(cè)傳感器線束側(cè)端子3與搭鐵、端子8與搭鐵之間的電壓,該電壓均應(yīng)在4.9~5.2V之間,端子4與搭鐵之間的電壓應(yīng)大于4V。

c.輸出信號(hào)初始電壓的檢測(cè)。在連接好電位計(jì)式加速踏板位置傳感器連接插接件的情況下,接通點(diǎn)火開關(guān),采用萬用表直流電壓擋,檢測(cè)傳感器線束側(cè)端子2與搭鐵、端子7與搭鐵之間的電壓,該電壓正常值應(yīng)在0.8~1.2V之間。

(5)雙霍爾式加速踏板位置傳感器連接方式與連續(xù)電壓的檢測(cè) 見表2-29。

表2-29 雙霍爾式加速踏板位置傳感器連接方式與連續(xù)電壓的檢測(cè)

(6)雙霍爾式加速踏板位置傳感器輸出電壓、供電電壓的檢測(cè) 見表2-30。

表2-30 雙霍爾式加速踏板位置傳感器輸出電壓、供電電壓的檢測(cè)

注:判斷雙霍爾式加速踏板位置傳感器的好壞,也可采用解碼器調(diào)出ECU中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)流,看其電壓數(shù)據(jù)是否可以隨加速踏板的踩下而同步變大。如果變化不同步或中間有斷點(diǎn),則說明被檢測(cè)傳感器或其連接線路不良或損壞。

表2-31 霍爾式加速踏板位置傳感器輸出電壓參考值

2.8.9 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè)

節(jié)氣門位置傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的傳感器,它是怠速控制、起步加速控制、急加速控制、急減速控制、斷油控制、點(diǎn)火提前角控制、汽油蒸氣回收控制以及自動(dòng)變速器換擋控制的主要信號(hào)。圖2-24(a)所示為節(jié)氣門位置傳感器外形。

(1)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器類型與作用 節(jié)氣門位置傳感器一般有線性輸出型與開關(guān)觸點(diǎn)型、編碼式等幾種,它們的作用基本相同,用于將發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后輸送到ECU,用以感知發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小以及其加速或減速時(shí)的工作情況。

(2)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與端子功能說明 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器又稱為可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器或電位計(jì)(滑動(dòng)電阻)式節(jié)氣門位置傳感器。

圖2-24(b)所示為線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)。該傳感器通常有4個(gè)端子,各端子功能在電路圖中往往采用字母來表示,具體情況如下:輸入端(+5V)采用VCC表示;輸出端采用VTA表示;怠速開關(guān)輸出采用IDL表示;搭鐵采用E1表示。在圖2-24(b)中,有兩對(duì)活動(dòng)觸點(diǎn),第一對(duì)活動(dòng)觸點(diǎn)已經(jīng)注明(見圖中上部),第二對(duì)活動(dòng)觸點(diǎn)就是圖中下部注明的“加速時(shí)信號(hào)輸出”(IDL信號(hào)觸點(diǎn))。

圖2-24 節(jié)氣門位置傳感器外形與線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)

(3)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的特點(diǎn) 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器由一個(gè)線性電位器和一個(gè)怠速開關(guān)組成。電位器采用炭精鍍膜電阻或陶瓷薄膜電阻制成,滑動(dòng)觸點(diǎn)用復(fù)位彈簧控制,與節(jié)氣門同軸轉(zhuǎn)動(dòng),其上有兩對(duì)(活動(dòng))觸點(diǎn),其中一對(duì)作為主電位器,另一對(duì)作為節(jié)氣門關(guān)閉位置指示的微型開關(guān)。其活動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)為滑動(dòng)觸點(diǎn),與節(jié)氣門同軸。當(dāng)活動(dòng)觸點(diǎn)隨節(jié)氣門打開而改變電位器的電阻值時(shí),其輸出電壓與節(jié)氣門的開度成比例增大。節(jié)氣門微型開關(guān)還具有發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)加濃混合氣功能。

(4)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的連接電路與輸出特性 圖2-25(a)所示為線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)的連接電路。節(jié)氣門開度信號(hào)滑動(dòng)觸點(diǎn)可在電阻體上滑動(dòng),利用變化的電阻值,測(cè)得與節(jié)氣門開度成正比的線性輸出電壓(VTA)信號(hào)。根據(jù)輸出電壓值,ECU就可知道節(jié)氣門開度及節(jié)氣門開度的變化率,從而精確地判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況,提高控制精度和效果。怠速信號(hào)使用的滑動(dòng)觸點(diǎn)屬于常開式,只有在節(jié)氣門全關(guān)閉時(shí)才與怠速觸點(diǎn)IDL閉合,產(chǎn)生IDL信號(hào),主要用于怠速控制、斷油控制和點(diǎn)火提前角的修正。節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性曲線如圖2-25(b)所示。

圖2-25 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的連接電路與輸出特性

(5)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè) 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器主要由電位器、微動(dòng)開關(guān)和外殼等組成。電位器包括電阻片、芯軸和裝在芯軸上的電刷;微動(dòng)開關(guān)包括觸點(diǎn)、觸點(diǎn)臂等。

1)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的故障典型特征與線束導(dǎo)通性檢測(cè) 見表2-32。

表2-32 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的故障典型特征與線束導(dǎo)通性檢測(cè)

2)線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的開路與在路檢測(cè) 見表2-33。

表2-33 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的開路與在路檢測(cè)

表2-34 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器正常開路電阻參考值

表2-35 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器正常工作電壓參考值

2.8.10 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè)

開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器也稱開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器或開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器。這類傳感器為兩極型,屬于雙觸點(diǎn)開關(guān)。節(jié)氣門軸隨加速踏板行程大小而變化轉(zhuǎn)動(dòng)。

(1)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與端子功能 圖2-26(a)所示為開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu),主要由節(jié)氣門體軸、功率觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)、導(dǎo)向凸輪與連接裝置等組成。

開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器有三個(gè)端子:靠下邊的端子為功率觸點(diǎn)端子,通常采用字母PSW表示;中間端子為可動(dòng)觸點(diǎn)端子,通常采用字母TL表示;靠上邊的端子為怠速端子,通常用字母IDL表示。

(2)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的初步檢測(cè)與供電檢測(cè) 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)與功率觸點(diǎn)輸出的均是高(“1”)、低(“0”)的電平信號(hào)[開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性如圖2-26(b)所示],檢測(cè)就是根據(jù)這一特性來進(jìn)行的。

圖2-26 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與輸出特性

1)初步檢測(cè) 對(duì)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器進(jìn)行開路檢查時(shí),其怠速觸點(diǎn)可通過間隙檢查,功率觸點(diǎn)可通過角度檢查來確認(rèn)其好壞。

檢測(cè)時(shí),首先拔下節(jié)氣門位置傳感器的接線,用萬用表和塞尺配合進(jìn)行檢測(cè),然后與表2-36中所列的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照,檢測(cè)結(jié)果與表中數(shù)據(jù)相符合的,一般即可判斷其為正常,否則應(yīng)查找原因。

表2-36 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器正常開路檢測(cè)數(shù)據(jù)

2)供電檢測(cè) 拔下開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器的連接插頭,用萬用表電壓擋檢測(cè)線束插接件中TL端子上的12V電壓是否正常。如電壓異常,應(yīng)檢查連接導(dǎo)線是否有斷路處。

(3)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)的檢測(cè) 先拔下開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器連接插接件,然后如圖2-27(a)所示,采用指針式萬用表電阻擋檢測(cè)傳感器怠速觸點(diǎn)(IDL)與可動(dòng)觸點(diǎn)(TL)之間的電阻值,該電阻值近于0,而轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)氣門軸約40°以下時(shí),其電阻值應(yīng)為∞。

(4)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器功率觸點(diǎn)的檢測(cè) 先拔下開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器連接插接件,然后如圖2-27(b)所示,采用指針式萬用表電阻擋檢測(cè)傳感器功率觸點(diǎn)(PSW)與可動(dòng)觸點(diǎn)(TL)之間的電阻值,該電阻值近于∞,而轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)氣門軸約55°以上時(shí),其電阻值應(yīng)為0。

圖2-27 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)與功率觸點(diǎn)的檢測(cè)

(5)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器輸出信號(hào)電壓的檢測(cè) 表2-37。

表2-37 開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器輸出信號(hào)電壓的檢測(cè)

(6)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù) 表2-38中列出了在各種不同的檢測(cè)條件下,采用指針式萬用表檢測(cè)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器相應(yīng)端子之間的電壓、電阻時(shí)的參考值。表2-38中的“E”為接地端。

表2-38 萬用表檢測(cè)開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器相應(yīng)端子之間的電壓、電阻時(shí)的參考值

2.8.11 曲軸位置傳感器的檢測(cè)

曲軸位置傳感器一旦出現(xiàn)問題,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和加速性能均會(huì)受到很大的影響,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)。

(1)曲軸位置傳感器的作用 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)根據(jù)曲軸位置傳感器提供的信號(hào),確定曲軸所處的位置,保證噴油正時(shí)與點(diǎn)火正時(shí)的準(zhǔn)確;同時(shí),曲軸位置傳感器中的1°信號(hào)也為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào),發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)根據(jù)空氣流量計(jì)信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)確定基本噴油量。

(2)曲軸位置傳感器的外形與電路圖形符號(hào) 常見的曲軸位置傳感器主要有磁感應(yīng)式、霍爾式與光電式三大類,表2-39中列出了曲軸位置傳感器的外形和幾種不同類型曲軸位置傳感器的電路圖形符號(hào)。

表2-39 曲軸位置傳感器的外形與電路圖形符號(hào)

(3)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的檢測(cè)

1)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的外形、基本結(jié)構(gòu)、端子功能與位置 圖2-28(a)所示為磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的外形。圖2-28(b)所示為其基本結(jié)構(gòu)。磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器主要由信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)盤組成。信號(hào)發(fā)生器由永久磁鐵和電磁線圈組成;信號(hào)盤是一種能夠?qū)Т诺霓D(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子上有齒。磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器通常主要由帶齒、凸起的信號(hào)轉(zhuǎn)子和裝有3個(gè)磁頭(傳感頭)的信號(hào)發(fā)生器組成。圖2-28(c)所示為使用在日產(chǎn)轎車上的三磁頭磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的外形,該組件有4個(gè)端子,可以產(chǎn)生120°與1°的信號(hào),各端子功能在圖中注明。

磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器又稱磁脈沖式或磁電式曲軸位置傳感器,對(duì)這類傳感器主要進(jìn)行電阻、電壓以及間隙的檢測(cè)。

圖2-28 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的外形、基本結(jié)構(gòu)

2)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的直觀檢查與電阻檢測(cè) 見表2-40。

表2-40 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的直觀檢查與電阻檢測(cè)

3)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的連接電路 圖2-29(a)所示為磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器與電控單元(ECU)之間的連接方式,這是一種單磁頭傳感器的連接電路。

圖2-29 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的連接電路、間隙檢查與調(diào)整示意圖

4)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的在路檢測(cè) 見表2-41。

表2-41 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的在路檢測(cè)

5)磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器間隙檢查與調(diào)整 見表2-42。

表2-42 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器間隙的檢查與調(diào)整

(4)霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè) 霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理制成的,傳感器輸出的是脈沖信號(hào),具有陡峭的前沿和后沿。由于霍爾式曲軸位置傳感器輸出的脈沖信號(hào)既不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響,也不受溫度、濕度等的影響,故其控制精度及可靠性較高,故障率較低,應(yīng)用范圍較廣。

1)霍爾式曲軸位置傳感器的實(shí)物與結(jié)構(gòu) 圖2-30(a)所示為霍爾式曲軸位置傳感器的實(shí)物,圖2-30(b)所示為其基本結(jié)構(gòu)?;魻柺角S位置傳感器主要由霍爾發(fā)生器與信號(hào)盤組成?;魻柊l(fā)生器由霍爾元件和永久磁鐵構(gòu)成;信號(hào)盤一般由鐵片制成,有缺口,處于霍爾元件與永久磁鐵之間?;魻杺鞲衅饔?個(gè)接線端:A、B分別為電流Ig的輸出端和輸入端;C、D分別為霍爾電壓EH兩輸出端。在制成傳感器時(shí),A、B與C、D兩組端子中有兩個(gè)端子連接在一起作為接地線,故實(shí)際的傳感器一般為三端方式。

圖2-30 霍爾式曲軸位置傳感器的實(shí)物、基本結(jié)構(gòu)與連接電路

2)觸發(fā)翼片式霍爾式曲軸位置傳感器的工作原理 見表2-43。

表2-43 觸發(fā)翼片式霍爾式曲軸位置傳感器的工作原理

3)霍爾式曲軸位置傳感器連接電路與端子功能 圖2-30(c)為霍爾式曲軸位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)之間的連接電路。該傳感器通常有3個(gè)端子,一個(gè)端子為霍爾元件提供5V的工作電源,另一個(gè)端子為搭鐵端,還有一個(gè)端子就是信號(hào)輸出端。從圖2-30(c)中可以看出,當(dāng)霍爾電壓產(chǎn)生時(shí),三極管導(dǎo)通,信號(hào)電壓OUT為0;當(dāng)霍爾電壓消失時(shí),信號(hào)電壓OUT為12V。采用示波器可以檢測(cè)出0~12V的方波信號(hào)。

4)霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè) 在對(duì)霍爾式曲軸位置傳感器進(jìn)行檢測(cè)之前,應(yīng)先檢查其連接導(dǎo)線是否牢固,尤其是導(dǎo)線的插接件較易灌入泥水等而導(dǎo)致接觸不良或短路。表2-44列出了霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法。

表2-44 霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法

(5)光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè) 光電式曲軸位置傳感器是指該傳感器是利用光電轉(zhuǎn)換的原理來檢測(cè)1°信號(hào)、上止點(diǎn)信號(hào)和判缸信號(hào)的。

1)光電式曲軸位置傳感器的安裝位置與信號(hào)盤結(jié)構(gòu) 光電式曲軸位置傳感器多安裝在分電器內(nèi),沒有分電器的則安裝在凸輪軸左前部[如圖2-31(a)所示]。圖2-31(b)所示的信號(hào)盤安裝在分電器軸上,其外緣內(nèi)側(cè)開有360條透光槽(窄縫),用來產(chǎn)生1°信號(hào),供發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元計(jì)算曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。緊靠360條透光槽(窄縫)的內(nèi)側(cè)開有6個(gè)透光槽(方孔),用來產(chǎn)生120°信號(hào),供發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元確認(rèn)活塞上止點(diǎn)位置。在這6個(gè)間隔60°的透光槽中,有1個(gè)孔口較寬的槽(大方孔),它產(chǎn)生的是供發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元確認(rèn)1缸上止點(diǎn)位置的120°信號(hào)。

2)光電式曲軸位置傳感器的工作原理 光電式曲軸位置傳感器的信號(hào)盤隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),信號(hào)盤上由于有光孔,所以發(fā)光二極管產(chǎn)生的光線將間斷地投射在光敏三極管上。當(dāng)光線投射在光敏三極管上時(shí),三極管導(dǎo)通;當(dāng)信號(hào)盤遮住了光線時(shí),三極管截止。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中光敏三極管處于導(dǎo)通和截止的交替狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快,交替的頻率就越大。

3)光電式曲軸位置傳感器的連接電路與輸出波形 圖2-31(c)所示為光電式曲軸位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)之間的連接電路。可以看出,當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí),信號(hào)電壓OUT為0;當(dāng)三極管截止時(shí),信號(hào)電壓OUT為5V。采用示波器可以檢測(cè)出0~5V的方波信號(hào),如圖2-31(c)所示。

圖2-31 光電式曲軸位置傳感器的安裝位置、信號(hào)盤結(jié)構(gòu)及連接電路與輸出波形

4)光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè) 對(duì)光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè),通常也從連接線束、電源電壓、信號(hào)電壓幾個(gè)方面入手。表2-45列出了光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法。

表2-45 光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法

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