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1、JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业综合项目成果（2012 届）题 目 大 学 院 班 级 学 号 200931020020337 姓 名 陈广泛 指导教师 杨杭旭 2011 年 12 月 30 日毕业综合项目成果目 录摘要1引言11 汽车发动机常见传感器及工作原理11.1 空气流量计及工作原理11.2 冷却液温度传感器及工作原理31.3 氧传感器及工作原理31.4 爆震传感器及工作原理41.5 曲轴位置传感器及工作原理51.5.1 磁脉冲式曲轴位置传感器61.5.2 霍尔式曲轴位置传感器72 大众迈腾发动机主要传感器检修82.1 大众迈腾
2、氧传感器故障原因及检修82.2 大众迈腾发动机水温过高故障的原因及检修93 大众迈腾发动机主要传感器故障检修案例103.1 案例一103.2 案例二113.3 案例三114 现代汽车传感器的发展趋势125 结论12谢辞12参考文献13- 1 -修机电工程学院 汽车检测与维修技术 陈广泛摘要：本文对大众汽车和车用传感器中常用的传感器作了简介，并就大众车系中各系列轿车的传感器故障产生原因及对汽车发动机的影响，并提出了检测、维护方法。以及对现代汽车传感器的发展趋势作了介绍。关键字：大众迈腾；传感器；检测；维修。引言当前，我国经济正面临着加速发展、调整结构、提高效益的重大任务，需要全社会提高科技意识，
3、多方面增加科技投入，真正依靠科技进步。科技工作要面向经济建设主战场，在开发研究、高新技术及其产业、基础性研究这三个方面合理配置力量，确定各自攀登高峰的目标。落实科教兴国战略，大力发展科学技术，迅速提升创新能力，加速培养各类人才，有效支撑我国综合国力和国际竞争力的提高，在国际上树立竞争优势，对世界文明发展做出新的更大的贡献，是我国科技教育工作者的重大历史使命。传感器是汽车电子控制系统的重要部分。传感器被定义为“变换(或转换)的物理量，就像是压力或加速的(被称为可测量)输入输出信号(平常的电)那样输入服务控制系统。 ”不久以前汽车传感器主要是构成离散装置用来测量油压力，燃料等级，冷冻剂温度，等等。
4、1 汽车发动机常见传感器及工作原理1.1 空气流量计及工作原理空气流量计大体分为两种类型：质量型空气流量计和体积型空气流量计。两种类型包括各自不同的方式。（1）质量型空气流量计图 1为质量型空气流量计。- 2 -图 1 质量型空气流量计结构:质量型空气流量计是安装在进气道上的插入型，它使一部分气流进入检测区域。用作传感器的一条铂热线和热敏电阻被安放在检测区域。通过直接测量进气质量，检测精度可以提高，并且几乎没有进气阻力。而且，由于没有使用专门的机械，这种流量计有很好的耐久性。图示的空气流量计也有一个嵌入式进气温度传感器。工作原理:空气质量流量（MAF）传感器使用一组电热丝感知组件以判断进入发动
5、机的空气量。空气流过电热丝造成降温。电热丝保持在一定的温度，高于由冷却丝所测得的周围温度。保持电热丝温度所需的电流与空气质量的流量成正比。MAF 传感器然后输出一个与空气质量流量成正比的模拟电压信号到 ECM。图 2 质量型空气流量计内部电路（2）体积型空气流量计1）结构叶片式空气流量计由许多零件组成。当空气从空气滤清器流入空气流量计，气流推动计量板。当计量板压力与计量板回位弹簧力相等时，计量板就平衡在某一个位置。与计量板轴向连接的电位计将吸入空气量转化成可以发送给发动机 ECM的电压信号。2）工作原理- 3 -通过光电直接感应吸入空气量。这既简化了进气道的构造，也减少了吸入空气阻力。如果将一
6、个物体放在气流通道内，在物体进气口便产生一个或多个涡流(卡特曼涡流)。由于产生的卡特曼涡流的频率与空气流速成比例，气流容积就可通过测量涡流频率来计算。涡流是这样被检测的：通过把涡流的压力变化引向金属箔膜制成的反光镜表面，利用一对光敏付(发光二极管和光电晶体管)来检测反光镜的振动。如下图所示进气量(KS)信号是一个脉冲信号。当进气量低时，信号频率也低。当进气量大时，信号就有很高的频率。1.2 冷却液温度传感器及工作原理（1）信号作用发动机控制单元利用冷却液温度传感器信号，修正喷油量。同时与散热器出水口温度传感器 G83进行比较，控制冷却风扇转速。通过 CAN-BUS为仪表等控制单元提供信号。图
7、3 冷却液温度传感器-G62-和-G83-（2）工作原理容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出 开关的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出 开 的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了- 4 -热量的损失与事故的发生类型：严格的讲水温传感器分为两大类。无论是那种它的内部结构均为热敏电
8、阻，它的阻值是在 275欧姆至 6500欧姆之间。而且是温度越低阻值越高，温度越高阻值越低。1.3 氧传感器及工作原理（1）结构氧传感器是完成混合气闭环控制的重要组件，它又称 传感器，其外侧电极面暴露在废气流中，而其内侧电极面与外界空气相接触。该传感器由一个特殊陶瓷体（ZiO2 或 TiO2）构成，在它的表面涂有透气性好的铂电极。混合气通过氧传感器闭环调节后，能将空燃比控制在 =0.981.02 之间范围内，从而得到一个最佳的混合气浓度，同时也使废气中的有害物排放量大大减少。1-保护套管 2-内表面铂电极层 3-氧化锆陶瓷体 4-外表面铂电极层 5-多孔氧化锆保护层 6-线束接头图 4 氧化锆
9、式氧传感器图 5 氧传感器的输出电压特性(2)工作原理在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个- 5 -高电压(0。61V)，这个电压信号被送到 ECU 放大处理，ECU 把高电压信号看作浓混合气，把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1 的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。1.4 爆震传感器及工作原理（1）结构爆震传感器是检测发动机缸体振动情况，以供电子控制器用来识别发动机爆
10、震工况。震传感器是一种振动加速度传感器，它装在发动机气缸体上。传感器的敏感元件为一压电晶体，发动机爆震时，发动机振动通过传感器内的质块传递到晶体上。压电晶体由于受质块振动产生的压力，在两个极面上产生电压，把振动转化为电压信号。传递给发动机控制单元 ECU。ECU 根据爆震传感器传递来的信号，对点火提前角进行修正，从而使点火提前角的值始终处于最佳状态。当爆震传感器发生故障，发动机控制单元在一定条件下能够检测到，并能使发动机转入故障应急状态下。图 6 爆震传感器（2）工作原理爆震传感器采用压电晶体原理，将发动机爆振时产生的特定的机械振动信号经过压电晶体电路处理和放大进而转变为相应的电压信号。 现代
11、汽车工业的发展使得电子控制电路被设计到其核心发动机电子控制模块之上，进而使得滤波处理过程由发动机电子控制模块（ECM）直接完成。这项技术使得平特性频率响应式爆震传感器得到广泛应用：一种传感器可以被用于各种不同排量和材料结构、不同类型的发动机。1.5 曲轴位置传感器及工作原理（1）结构曲轴位置传感器的作用是检测曲轴及发动机转速，提供给 ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号。是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，- 6 -图 7 曲轴位置传感器电路图曲轴位置传感器即曲轴位置和转角传感器，它是电喷发动机的重要传感器之一，主要用于检测发动上止点位置，以便于发动机控制装置发出点火及喷油指令，提供
12、最佳的点火时刻及最合理的燃油供给，济性及排放的环保性。除此之外，曲轴位置传感器还承担着发动机转速的信号检测功能。根据传感器产曲轴位置传感器类型大致可分为磁脉冲式、霍尔式两种类型。1.5.1 磁脉冲式曲轴位置传感器 （1）结构 磁脉冲式曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮之后或分电器中，其主要构成部件有号转子和信号发生器两大部分。信号转子或与曲轴皮带轮一起安装于曲上，与曲轴同步运转；或安装于分电器的转子轴上，与转子轴同步运转。信号转子的外缘沿圆周方向开有若干个齿，每齿之间的间隔角度均相同（车型不同齿数也不尽相同） 。信号发生器装于信号转子的边缘，由永久磁铁和线圈构成。图 8 磁脉冲式曲轴位置传感器
13、的结构对于安装在分电器内的磁脉冲式曲轴- 7 -位置传感器而言，往往包含上下两个信号转子，它们分别产生曲轴位置信号（及活塞上止点位置信号）和曲轴转角信号（即曲轴转速信号） 。图 9 安装在分电器内的磁脉冲式曲轴位置传感器（2）工作原理当发动机运转时，信号转子便随发动机的转动而转动，信号转子上的轮齿与齿隙便相继通过信号发生器的永久磁铁部分，当轮齿通过时，缠绕于磁铁上的感应线圈中，即感应出电动势；齿隙通过时，该电动势由于磁通量的减小而减弱。于是随发动机的转动感应线圈中就产生交变的电动势， 经过信号发生器的集成电路滤波及整形后，变为脉冲电压信号输送至电子控制装置，用以计算发动机转速、确认活塞上止点位
14、置，进而控制发动机的点火及喷油时刻。 传感器的检测： 查阻值：拔下传感器插头，用万用表检测传感器线圈的阻值，一般情况下传感器线圈阻值在 1K 左右（不同车型阻值不尽相同） ，否则为传感器故障。 查传感器：将传感器插头接好，点火开关置于“ON”位，利用探针检测信号线电压，用手转动信号转子时，万用表上应有交变电压信号出现，否则为传感器故障。 查间隙：传感器与信号转子的间隙约为 0.30.5mm，且信号转子的轮齿应无缺。图 10 磁脉冲式曲轴位置传感器的工作原理1.5.2 霍尔式曲轴位置传感器 （1）结构- 8 -霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应原理实现其工作的。通常有触发叶轮式和触发齿轮式两种形式。触发叶轮式曲轴位置传感器一般安装于曲轴前端。图 11 大众轿车曲轴位置传感器大众轿车曲轴位置传感器由信号转子及霍尔信号发生器构成。带有触发叶片的信号转子与发动机曲
