发动机电控系统传感器故障诊断与检测_毕业论文(编辑修改稿)

发动机电控系统传感器故障诊断与检测_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

线圈、磁钢，其特征是：导磁铁芯与磁钢连接后置于感应线圈内，感应线圈的两输出端与屏蔽连接电缆相连接。 （ 3） 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器工作原理 图 24 磁感应式传感器工作原理 a) 接近 b) 对正 c) 离 开 1信号转子 2传感线圈 3永久磁铁 宜宾职业技术学院毕业论文 7 磁感应式传感器的工作原理如图 24所示，磁力线穿过的路径为永久磁铁 N极一定子与转子间的气隙一转子凸齿一转子凸齿与定子磁头间的气隙一磁头一导磁板一永久磁铁 S极。 当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性地发生变化，磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性变化。 根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。 磁感应式传感器工作时， 信号转子按顺时针方向旋转，转子凸齿与磁头间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量 φ 增多，当转子凸齿接近磁头边缘时，磁通量 φ 急剧 增多，磁通变化率最大 [△φ ／ △t=(△φ ／ △t)max ]，感应电动势 E最高 （ E=Emax）。 当 转子凸齿 离开 磁头边缘时 ,φ 急剧增 少， E最低（负向最大）。 即电动势出现一次最大值和一次最小值，传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。 磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源，永久磁铁起着将机械能变换为电能的作用，其磁能不会损失。 当发动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，铁心中的磁通变化率也将随之发生变化。 转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。 由于转子凸齿与磁头间的气隙直接影响磁路的 磁阻和传感线圈输出电压的高低，因此在使用中，转子凸齿与磁头间的气隙不能随意变动。 气隙如有变化，必须按规定进行调整，气隙一般设计在 ~ 范围内。 发动机在运行过程中，若没有收到凸轮轴位置传感器信号，发动机照常运行。 但重新起动时， ECU 无法判断 1缸压缩上止点位置，则需要重复几次，直到点火模块选择到恰当的点火线圈，此时的点火提前角和点火时间控制按曲轴位置传感器确定，并且是固定的点火提前角。 一般来说，凸轮轴位置传感器在汽车行驶中出现问题时，因为发动机性能不会受到影响，驾驶员是感觉不出来的。 （ 4） 霍尔 式 曲轴与凸轮轴位置传感器 1） 霍 尔 效应 半导体或金属薄片置于磁场中，当有电流（与磁场垂直的薄片平面方向）流过时，在垂直于磁场和电流的方向上产生电动势，这种现象称为霍 尔 效应。 宜宾职业技术学院毕业论文 8 2） 霍 尔传感器 元件 目前常用的霍 尔 材料锗 （ Ge） 、硅（ Si）、锑化铟（ InSb）、砷化铟（ InAs）等。 N 型锗容易加工制造，霍 尔 系数、温度性能、线性度较好； P 型硅的线性度最好，霍 尔 系数、温度性能同 N型锗，但电子迁移率较低，带负载能力较差，通常不作单个霍 尔 元件。 3） 捷达、桑塔纳轿车霍尔式凸轮轴位置传感器结构特点 图 25 霍尔式凸轮轴位置 传感器结构 1凸轮轴 2霍尔信号发生器 3传感器固定螺钉 4定位螺栓与座圈 5信号转子 6发动机缸盖 捷达 AT 和 GTx、 桑塔纳 2020GSi 型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端，结构如图 25所示。 它主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。 信号转子又称为触发叶轮，安装在进气凸轮轴上，用定位螺栓和座圈定位固定。 信号转子的隔板又称为叶片，在隔板上制有一个窗口，窗口对应产生的信号为低电平信号，隔板 (叶片 )对应产生的信号为高电平信号。 霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久 磁铁和导磁钢片等组成。 霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。 霍尔元件用硅半导体材料制成，与永久磁铁之间留有 ~ 的间隙，当信号转子随进气凸轮轴一同转动时，隔板和窗口便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。 宜宾职业技术学院毕业论文 9 如图 26所示 ， 该传感器接线插座上有三个引线端子，端子 1为传感器电源正极端子，与控制单元端子 62 连接：端子 2 为传感器信号输出端子，与控制单元端子 76 连接：端子 3 为传感器电源负极端子， 与控制单元端子 67 连接。 图 26 霍尔式凸轮轴位置传 感器 端子接线 a) 接线 b) 端子 4） 霍尔式 凸轮轴位置 传感器 工作原理 霍尔式传感器工作 时 ，当隔板 (叶片 )进入气隙 (即在气隙内 )时，霍尔元件不产生电压，传感器输出高电平 （ 5V） 信号；当隔板 (叶片 )离开气隙 (即窗口进入气隙 )时，霍尔元件产生电压。 传感器输出低电平信号 （ ）。 发动机曲轴每转两圈 （ 720176。 ） ，霍尔式传感器信号转子就转过一圈 （ 360176。 ） ，对应产生一个低电平信号和一个高电平信号，其中低电平信号对应于气缸 1 压缩上止点前一定角度。 发动机工作时，磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器产生的信 号电压不断输入电子控制单元 （ ECU）。 当 ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平 （ 15176。 ） 信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时，便可识别出此时为气缸 1活塞处于压缩行程、气缸 4活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。 电子控制单元识别出气缸1压缩上止点位置后，便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。 如果发动机产生了爆燃，电子控制单元还能根据爆燃传感器输入的信号判别出是哪一个缸产生了爆燃，从而减小点火提前角，以便消除爆燃。 宜宾职业技术学院毕业论文 10 进气温度传感器 （ 1） 进气温 度传感 器的结构及原理 进气温度传感器的安装位置有 3种：在 D型 EFI系统中，它安装在空气滤清器之后的进气软管上。 在 L型 EFI系统中，它安装在空气流量传感器上。 有的进气温度传感器安装在进气压力传感器内。 进气温度传感器的内部是一个具有负温度电阻系数（ NTC）的半导体热敏电阻 （ 如图 27a 所示 ） ，外部用环氧树脂密封， 安装在进气管上或空气流量计内。 图 27 进气温度传感 a) 结构 b) 电阻值与温度的关系 电阻值与温度的高低成反比，温度越低则电阻越大，温度越高则电阻越小 （ 如图27b 所示）。 进气温度传感 器的两根导线都和电控单元 ECU相连，其中一根为地线，另一根的对地电压随热敏电阻阻值的变化而变化，是信号输出线。 （ 2） 进气温度传感 的功 用 进气温度传感器 用来 检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电压信号输入给 ECU 做为喷油修正的信号。 在冷车时，进气温度传感器的信号与发动机水温传感器信号基本相同，在热车时，其信号电压大约是水温传感器的 2~3倍。 宜宾职业技术学院毕业论文 11 冷却液温度传感器 （ 1） 冷却液温度传感器的结构原理 如图 28 所示，冷却液温度传感器的内部也是一个负温度电阻系数（ NTC）的半导体热敏电阻，其结构原理与进气温度传感器基本相同。 它 一般安装在气缸体水道或冷却水出口处。 图 28 冷却液温度传感器 图 29 冷却液温度传感器电路图 （ 2） 冷却液温度传感器的功 用 冷却液温度传感器给 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。 冷却液温度传感器内的热敏电阻随着冷却液温度变化时， ECU 通过 THW 端子测得的分压值随之变化， ECU 根据分压值来判断冷却液温度。 冷却液温度传感器与 ECU的连接电路如 上 图 29所示。 氧传感器 （ 1） 氧传感器的组成 氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ ECU）电脑控制，当空气进量小（排气温度低）电流流向加热棒加热传感器，使 之 能精确检测氧气浓度。 在试管状态化锆元素的内外两侧，设置有白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电极外侧 （如上图 210所示） ，内侧输入氧浓度高于大气，外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。 宜宾职业技术学院毕业论文 12 图 210 氧传感器 应当指出采用三元催化器后，必须使用无铅汽油，否则三元催化器和氧传感器会很快失效。 再注意，氧传感器在油门稳 定，配制标准混合时较为重要的作用，而在频繁加浓或变稀混合时，（ ECU）电脑将忽略氧传感器的信息，氧传感器就不能起作用。 现有的氧传感器分为片式和管式两种。 （ 2） 氧传感器的作用 电喷车为获得高排气净化率，降低排气中（ CO）一氧化碳、（ HC）碳氢化合物和（ NOx）氮氧化合物成份，必须利用 三元催化器。 但为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。 催化器通 常装在排气歧管与消声器之间。 氧 传感器 具有一种特性，在理论空燃比 (:1)附近它输出的电压有突变。 这种特。