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1、宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业论文 题目题目：发动机电控系统传感器故障诊断与检测发动机电控系统传感器故障诊断与检测 系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 汽车运用技术专业 班 级 汽车1092班 姓 名 杨 明 辉 学 号 200911661 指 导 教 师 赵 凯 20112011 年年 9 9 月月 2222 日日 发动机电控系统传感器故障诊断与检测 摘 要 发动机电控系统传感器在汽车上的运用越显突出，对汽车的性能有着重要 的影响。本文就十种常见的传感器的结构及工作原理进行了介绍与分析，并列 举出一些相关的数据作为参考，对部分常见传感器故障进行了故障诊断与分析， 并且介绍了一些检
2、测方法。通过对这些传感器的结构、工作原理和故障的分析， 总结出这些传感器在工作时是否需要加电、能量是如何转换的，以及寻找故障 的技巧和排除方法。 关键词：发动机；电控系统; 传感器; 故障诊断 The Engine Electricity Controls System to Spread the Feeling Machine Fault Diagnosis and Examination Abstract Author: Yang Ming-hui Tutor:Zhao Kai The engine electricity controls system to spread feeling
3、 machine to more show overhang in the usage on the autocar and have the important impact on the performance of autocar. This text carried on introduction and analysis for ten kinds of structures and operate priniple that familiarly spread a feeling machine and was juxtaposed to enumerate some relate
4、d datas as references and familiarly spread a feeling machine to carry on fault diagnosis and analysis to the fraction, and introduced some examination methods. Pass vs these structures that spread a feeling machine and work the analysis of priniple and fault, tally up these spread a feeling machine
5、 in the working hours whether needs to apply electricity, energy is how to convert, and look for the skill and removal method of fault. Keywords:Engine; The electricity controls system; Spread a feeling machine; The fault diagnoses 目目 录录 1 前言1 2 传感器的结构及工作原理.2 2.1 空气流量传感器2 2.2 进气（歧管绝对）压力传感器3 2.3 节气门位
6、置传感器4 2.4 曲轴和凸轮轴位置传感器6 2.5 进气温度传感器10 2.6 冷却液温度传感器11 2.7 氧传感器11 2.8 爆燃传感器13 2.9 光电式车速传感器14 3 发动机电控系统传感器检测方法.16 3.1 节气门位置传感器16 3.2 进气温度传感器17 3.3 冷却液温度传感器18 4 各类传感器的总结20 5 传感器故障案例分析21 5.1 故障案例一 桑塔纳 2000GSi 轿车发动机怠速不稳21 5.2 故障案例二 现代索纳塔汽车转速忽高忽低21 5.3 故障案例三 奥迪 100 2.6E 轿车冷车不易起动 .22 结论23 致谢24 参考文献.25 附录 1：学
7、术论文复印件26 1 前前 言言 现代汽车技术发展越来越多的部件采用电子控制。传感器有用来测定各种 流体温度和压力(如进气温度、气道压力、冷却水温和燃油喷射压力等)的传感 器；有用来确定各部分速度和位置的传感器(如车速、节气门开度、凸轮轴、曲 轴、排气再循环阀(EGR)的位置等)；还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及 废气中含氧量的传感器；在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、 路面高差的传感器。这些传感器向发动机的 电子控制单元(ECU)提供发动机的 工作状况信息，供 ECU 对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动 力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。 它们各司其职，
8、一旦某个 传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作。可见，传感器在汽车上 的作用是很重要的。 本文我就其中十种传感器进行了比较，对其种类、结构、及其工作原理进 行了介绍与分析，还收集了几个较好的案例，比较详细、具体的介绍了故障分 析方法和步骤，让读者对传感器有更深层次的理解。 2 2 传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 2.12.1 空气流量传感器空气流量传感器 （1）空气流量传感器类型 空气流量传感器有叶片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式。其中，叶片式、 卡门旋涡式空气流量传感器测量空气的体积量，为体积流量型。热膜式空气流 量传感器是对热线式空气流量传感器的改进，由电子元件对空
9、气的质量进行检 测，是质量流量型，进气阻力小、精度高。 （2）空气流量传感器的作用 空气流量传感用来测量发动机的进气量，并将信号输入 ECU，作为燃油喷 射和点火控制的主控制信号。 （3）空气流量传感器的结构及工作原理 热线式空气流量传感器由感知空气流量的白金热线（铂金属线） 、根据进气 温度进行修正的温度补偿电阻、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以 及传感器的壳体等组成。 如图 2-1 所示，热线布置在一个支承环内，它的阻值随温度变化，是单臂 电 图图 2-12-1 热线式空气流量传感器内部电路图热线式空气流量传感器内部电路图 桥电路的一个臂，热线支承环前端的塑料护套内安装了一个白金薄
10、膜电阻器， 其阻值随进气温度变化，称为温度补偿电阻(Rk), 是单臂电桥电路的另一个臂。 热线温度由混合集成电路 A 保持其温度与吸入空气温度相差一定值，当空气流 量增大时，混合集成电路 A 就使热线通过的电流加大，反之就减小。这样就使 通过热线 RH 的电流是空气流量的单一函数，及热线电流 IH 随空气流量增大而 增大，或随其减小而减小。 通过对结构和工作原理的分析可知，热线式空气流量传感器在使用中需要 加电，通 5V 电压在端子 4 上，以便在电桥电路的电阻发生变化时提供电源，保 证电桥电路输出电压信号；端子 1 是一个空脚；端子 2 接燃油泵继电器，通 12V 电压；端子 3 是负信号线
11、；端子 5 是正信号线。 2.22.2 进气（歧管绝对）压力传感器进气（歧管绝对）压力传感器 （1）进气歧管压力传感器类型 进气歧管压力传感器有压敏电阻式、压敏电容式两种。 （2）进气歧管压力传感器的作用 进气歧管压力传感器用于 D 型燃油喷射系统。进气歧管压力传感器在燃油 喷射系统中起到的作用和空气流量传感器相似，是一种间接测量发动机进气量 的传感器。并将信号输入 ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。 （3）进气歧管压力传感器的结构及工作原理 半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器由硅膜片、集成电路、滤清器、真 空室、和壳体等组成。利用半导体的压阻效应制成的硅膜片是压力转换元件， 硅膜片
12、的一侧是真空室，另一侧是进气的受压室。 发动机工作时，从进气管来的空气经传感器的滤清器滤清后作用在硅膜片 上，硅膜片产生变形（由于进气量对应着相应的进气压力，故进气流量越大， 进气歧管压力就越高，硅膜片变形就越大，其变形量与压力成正比） 。硅膜片的 变形使扩散在硅膜片上电阻的阻值改变，从而导致混合集成电路的输出电压发 生变化。实际上，进气歧管压力传感器是测的进气歧管内绝对压力（真空度） 的变化，并转换成电压信号，输送给电控单元(ECU)，此信号成为 ECU 计算进入 气缸空气量的主要依据。 通过对结构和工作原理的分析可知，进气歧管压力传感器在使用中需要加 电，3 号端子作为 ECU 供电端子（
13、图 2-2 进气歧管压力传感器连接插头图） ，供 给一个较稳定的 5V 电压，当热敏电阻阻值发生变化时，端子 4（进气压力信号 端子）输出的信号电压就发生变化，输入电控单元 ECU，从而计算比较进气压 力 图图 2-22-2 进气歧管压力传感器连接插头图进气歧管压力传感器连接插头图 有无变化。其中端子 1 通过控制单元 ECU 接地，端子 2 为进气温度信号端子。 2.32.3 节气门位置传感器节气门位置传感器 （1）节气门位置传感器类型 节气门位置传感器有触点开关式、线性可变电阻式、组合式三种。 （2）节气门位置传感器作用 检测节气门的开度（发动机负荷） ，并且转换成电信号传输给 ECU，作
14、为 ECU 判定发动机运转工况的依据，不同的开度意味着不同的运转工况，ECU 以此 对燃油喷射及 EGR 废弃再循环等其他系统进行控制。 （3）节气门位置传感器的工作原理 线性可变电阻式节气门位置传感器是一种线性电位计，电位计的滑动触点 由节气门轴带动。不同的节气门开度，电位计的电阻值不同，从而将节气门的 开度转变为电阻或电压信号输送给微机。微机通过节气门位置传感器可获得表 示节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号，以及节气门开 度的变化速率，从而更精确地判定发动机的运行工况，提高控制精度和效果。 综合型节气门位置传感器有一个怠速触点。节气门全闭时，怠速输出触点接通， 传感器输出
15、怠速信号，这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。 桑塔纳 2000GSi AJR 发动机没有专门设置的节气门位置传感器，节气门电 位计 G69 和节气门控制器电位计 G88，这两个部件起着节气门位置传感器的作 用。节气门控制组件 J338 将节气门电位计 G69、节气门控制器电位计 G88、节 气门控制器 V60 及怠速开关 F60 合为一体，如图 2-3 所示。 图图 2-32-3 节气门控制组件电路图与连接插头节气门控制组件电路图与连接插头 节气门电位计 G69 直接与节气门轴相连接，当驾驶员踩动加速踏板时，节 气门轴转动，节气门电位计轴也同是转动，使其电阻发生变化，这个信号传至
16、 ECU 以告知节气门打开的位置。同时，节气门控制器电位计 G88 将怠速范围内 节气门控制器的位置情况告知 ECU。怠速开关 F60 用以向发动机 ECU 提供怠速 位置信号。节气门控制器 V60 起着控制怠速的作用，当怠速开关 F60 闭合时， 由节气门控制器 V60 来决定怠速时节气门的开度，所以 AJR 发动机没有怠速控 制阀。节气门控制组件由发动机控制单元 ECU 控制，控制单元收到怠速开关 F60、节气门电位计 G69 和节气门控制器电位计 G88 有关目前节气门位置的信号 后，控制节气门控制器 V60 动作，使发动机转速稳定在规定的怠速转速范围内。 2.42.4 曲轴和凸轮轴位置传感器曲轴和凸轮轴位置传感器 （1）曲轴和凸轮轴位置传感器功用与类型 曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor，简称 CPS）也称曲轴转 角传感器，用来检测曲轴转角和发动机转速信号， 输送给 ECU，以便确定燃 油喷射的时刻和最佳点火时刻。 凸轮轴位置传感器（Camsha
