汽车传感器培训教材

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1、 金奔腾金奔腾 汽车维修高级技术座汽车维修高级技术座汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义ME7-Motronic 发动机管理系统构成汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义控制指令控制指令电控单元电控单元发动机发动机Motronic发动机管理系统简化构成数据采集数据采集功能诊断功能诊断功能诊断功能诊断传感器传感器执行器执行器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义热膜式空气流量传感器热膜式空气流量传感器 HFM-5HFM-5主要传感器介绍主要传感器介绍进气歧管压力传感器进气歧管压力传感器 DS-SDS-S与与 DS-S-TFDS-S-TF温度传感器温度传

2、感器 TF-WTF-W与与 TF-FTF-F转速传感器转速传感器 DG6DG6凸轮轴相位传感器凸轮轴相位传感器 PG-1PG-1氧传感器氧传感器爆震传感器爆震传感器 KS-1KS-1加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述概述空气流量传感器负 责测量发动机进气空 气质量流量。通过测量该流量， 可以对发动机的排放 和输出功率的工作点 进行优化。热膜式空气流量传感器 HFM-5 (1/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理原理 在空气质量流量计工作时，若无气流通过 ，加热区域两侧温度梯度呈对称分布，两个 测量点温度一致。 当

3、气流单向流过时，由于气流通过中心的 加热区时被加热，从而与两侧热膜的热交换 情况不同，使流量计中的两个传感元件测量 点温度发生不同变化，产生温差。温度差随 着流量增大而增大。温度差的大小和正负反 映了空气质量流的流量和方向。 内置的评估电路响应地将温差转化为电压 信号输出。热膜式空气流量传感器 HFM-5 (2/5)1无流量时温度分布，2有流量时温度分布，3传感元件，4加热 区， 5无流量时温度分布热膜，6带测量外套管的HFM5， 7空气流。M1、M2测量点，T1、T2对应点的温度， T用以产生信号的两点间温度差。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义结构结构热膜式空气流量传感器

4、 HFM-5 (3/5)1电气接头 ， 2电气接头 内 部引出端 ， 3评估电路 ， 4空气进口 ， 5传感元件 ， 6空气出口 ， 7外壳。1测量通道外 套， 2传感元件， 3安装平面， 4电路外套， 5混合评估电 路， 6引出端， 7O形圈， 8辅助的温度 传感器。HFM5插入型传感器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚引脚 传感器HFM-5有5只引脚： 1附加温度传感器(部分车型悬空不用)； 2+12V加热电源； 3接地； 4+5V参考电压； 5信号输出。特点特点 系统误差低； 可以进行气流方向的辨识； 反应时间短； 吸收功率小、重量轻。特性曲线特性曲线热膜式空气流量

5、传感器 HFM-5 (4/5)反向气流 正向气流空气质量流 量信号电压HFM5 信号电压与空气质量流量 关系汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义注意注意 空气流量传感器须安装在空气滤清器之后，应保证滤清器在其寿 命范围内效率达到99%，以减少污染。 安装时，连接进出空气管前摸上油脂以利于密封和润滑，油脂不 能涂在保护栅上，以免被吸入将传感部分覆盖。 安装时，内部插入件接口应斜向上，避免空气冷凝水进入电路部 分； 流量计是精密传感器件，应尽量远离电磁阀、点火线圈、分电器 等电磁元件，以减少对电路部分的干扰。检测提示检测提示 空气流量计正常工作时，借助转接器用万用表测量输出电压应为

6、 一个0 5V范围内的连续变化的值。 利用一个电吹风向空气流量计吹风，通过由远及近或由近及远地 移动电吹风改变通过流量计的风量，应观察到输出电压由小到大或由大 到小的变化。热膜式空气流量传感器 HFM-5 (5/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述概述本传感器可用于 向电子控制器提供 发动机的爆震信息 ，进行爆震控制。供货产品可根据 客户需求选择插头 型和电缆型连接方 式。爆震传感器 KS-1 (1/6)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理原理这是一种宽频带的振动加速度传感 器，装在发动机气缸体上。其传感元 件的工作是基于陶瓷的压电特性。发动机气缸体

7、的振动产生的压力通 过传感器内的质量块传递到压电晶体 上。压电晶体由于受质量块振动产生的 压力，在两个极面上产生交变电压信 号输出。爆震传感器 KS-1 (2/6)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义爆震传感器 KS-1 (3/6)爆震传感器在四缸机的安装位置1-爆震传感器位于第2和第3缸之 间， 2-如果安装两个传感器，则分别 位于第1和第2缸、第3和第4缸之间 。说明说明爆震传感器监测的最佳位置是通过 发动机机体的模态分析与发动机实验 来确定的。通常，在四缸发动机中爆震传感器 安装在第2和第3缸之间；如果安装两 个传感器，则分别位于第1和第2缸、 第3和第4缸之间。在三缸机

8、中则安装 在第2缸的中央。尽管如此，同样为三缸或四缸机， 不同发动机的爆震传感器安装位置依 然可能不同。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性参数特性参数频率范围：322kHz 5kHz时灵敏度: 268mV/g 315kHz之间的线形度：5kHz值的 15% 主谐振频率：20kHz 共振时的线性度：1539mV/g 电 阻：1M 电 容：1200400 pF 灵敏度的温度系数： 0.06mV/(g.) 工作温度范围： -40130 其中g=9.8m/s2(重力加速度) 爆震传感器 KS-1 (4/6)特性曲线特性曲线频率 f汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲

9、义引脚引脚爆震传感器有3个引脚： 1,2信号输出，接ECU； 3接屏蔽。爆震传感器 KS-1 (5/6)特点特点 监测元件少，更便于安装； 特性曲线兼容性好； 测量灵敏度高； 结构紧凑、牢固。注意注意 传感器安装金属表面须与测量部位直接接触，不能使用任何类型 的垫圈； 应按规定的扭矩(205Nm)拧紧螺栓； 不要让机油、冷却液、制动液、水等液体长时间接触传感器； 传感器电缆布线时应注意不让电缆发生共振，以免断裂； 避免在传感器1、2引脚间接通高压电，以免损坏压电元件。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义爆震传感器 KS-1 (6/6)检测提示检测提示 爆震传感器正常工作时，通过

10、转接器引出信号，利用示波器观察 输出波形应是一个快速交变的曲线；由于受发动机管理系统的控制，其 信号输出可能不明显。 当用一定的力量敲击缸体时，应观察到明显的交变信号曲线。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述概述该传感器用于监测进气歧管的压力 (或压力与温度)，ECU利用其输出信 号结合转速信号确定进气空气密度与 质量。DS-S-TF为进气压力与温度传感器 ，同时可监测进气温度。进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (1/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理原理进气歧管压力传感 元件由一个厚度仅几 个微米的硅芯片组成 。硅芯片上蚀刻出一 片

11、含有4个压电电阻的 压力膜片，这4个压电 电阻组成惠斯顿电桥 。 硅芯片的一侧为一 个封闭的接近真空的 参考空间，背面承受 着通过接管引入的进 气歧管绝对压力。进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (2/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义进气歧管绝对压力使硅芯片连同 压电电阻发生机械变形，使其阻值 改变，惠斯顿电桥失去平衡。 经硅芯片上的电路处理后，形成 与压力成线性的电压信号输出。 DS-S-TF则另集成了一个负温度 系数电阻，作为温度传感器。进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF 1-压敏电阻， 2-膜片， 3-基准压力室 ， 4-陶瓷基片。 P-压

12、力。(3/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性曲特性曲 线线进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (4/7)绝对压力 P压力传感器特性输出电压 UA温度传感器特性温度 T电阻值汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚引脚 DS-S有3个引脚，分别为+5V输入、地和信号输出。 DS-S-TF则增加了一组NTC温度电阻引脚。特性参数特性参数 压力范围：20115kPa（对涡轮发动机最高至250kPa） 供电电压：5.00.5V 重 量:约18g或27g 抗震稳定性:谐波250m/s2，峰值600m/s2 吸收电流：典型值9mA 20时电阻：2.5K

13、5% 工作温度范围：-40+125 响应时间：典型值0.2ms 测量精度：1.5%进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (5/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特点特点 采用微型机械式结构，测量灵敏度高，成本低廉； 外壳坚固，重量轻巧，安装方便； 对进气歧管空间占用小，便于布置； 处理电路与传感元件在同一基底上确保信号可靠地传送； 处理电路具有信号放大、温度补偿及特性曲线调节等功能。注意注意 安装时，先摸上润滑油轻轻压入，再按规定要求拧紧螺钉。 对螺钉扭矩有较高要求，应小心操作。 长期使用由于进气中尘垢的堵塞或污燃可能引起传感器失效，应经常注意检查空气滤清器工作

14、是否正常。 压力接管应向下倾斜安装，与竖直方向的夹角为060，以确保 冷凝水不会进入压敏元件。进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (6/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义检测提示检测提示 进气歧管压力传感器正常工作时，通过转接器引出信号，利用万 用表测量其信号输出应为05V范围内连续变化的电压。进气歧管压力传感器 DS-S与 DS-S-TF (7/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述概述本传感器可用于提供发 动机冷却液(TF-W型) 或 进气歧管(TF-F型)温度信 息。前者代表了发动机的负 荷情况，而后者可帮助电 子控制器确定进气空气

15、的 质量。温度传感器 TF-W与 TF-F (1/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理原理温度传感器的核心部 件是一个封装在铜制导 热保护套中的负温度系 数(NTC)电阻。如果由于外部热量使 其温度升高，它的电阻 值会明显下降，导致输 入电压恒定时电流迅速 上升，这一特性可用来 进行温度测量。温度传感器 TF-W与 TF-F (2/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性参数特性参数（TF-WTF-W）测量范围：- 30+130 通过传感器的最大测量电流：5mA 20时名义电阻： 2.5k5% 23静水，T=1k时最大能量损失 15mW 名义工作电压：5V 抗振性 ：600m/s2 水中响应时间：约15s特性曲线特性曲线 如右图。温度传感器 TF-W与 TF-F (3/5)汽