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1、汽车传感器的设计和制造技术卢建阳2015年03月E-mail: Page 2 议 程1.传感器在汽车上的应用2.电喷发动机管理系统原理图3.传感器产品技术和制造概览 4.传感器制造主要设备及投资估算5.用于传感器研发、认证测试的主要设备Page 3 1. 传感器在汽车上的应用Page 4 曲轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器进气(温度)压力传感器爆震传感器冷却液温度传感器进气温度传感器氧传感器节气门位置传感器机油压力传感器空气流量传感器。排气温度传感器废气再循环温度传感器颗粒捕集器压力传感器废气再循环压力传感器排气背压传感器自动/手动变速箱压力传感器双离合变速箱压力传感器无级变速器压力传感器变速
2、器速度传感器档位位置传感器ABS轮速传感器乘员重量传感器转向角度传感器真空助力器压力 气刹压力刹车片磨损程度传感器。转向压力传感器悬架压力传感器悬架加速度传感器车身高度传感器空调系统压力传感器车内温度传感器日照度传感器空气质量传感器车内湿度。高端汽车上传感器数量不断增加 甚至到60多个以上1. 传感器在汽车上的应用排气/尾气控制车内舒适度控制安全控制发动机控制底盘控制变速箱控制Page 5 2. 电喷发动机管理系统图1-歧管空气压力传感器 2-节气门位置传感器制 3-歧管绝对压力传感器 4-电动废气再循环阀 5- SMART NVLD 2 6-炭罐净化电磁阀 7-燃料供应单元 8-弹性燃料传感
3、器 9-汽油高压泵 10-燃油压力传感器 11-主动曲轴位置传感器 12-可变气门升程 13-爆震传感器 14-冷却剂（水）温度传感器 15-电磁阀喷油器 16-单线圈点火与诊断反馈 17-双变量凸轮相位器 18-主动凸轮轴位置传感器 19-涡轮增压器 20-二进制O2传感器Page 6 2. 电喷发动机管理系统原理图 n传感器产品曲轴位置传感器凸轮轴传感器（相位传感器）进气压力温度传感器爆震传感器温度传感器（冷却液）进气温度传感器氧传感器节气门位置传感器。节气门位置传感器Page 7 3. 产品和制造- （1）曲轴位置传感器产品图片产品结构传感器应用位置磁铁端子线圈骨架铜线线束传感器功能磁电
4、感应传感器，磁铁和线圈组合能根据曲轴转角产生不同频率和幅值的模拟电压信号给电控单元。电控单元处理曲轴的转速和位置，检测活塞压缩上止点并控制发动机的喷油和点火正时等。把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，输出为模拟信号（相对于数字输出而言） 不需要供电， 传感器根据信号轮转速产生电信号.传感器的性能与配对的信号轮设计和应用参数有关系， 如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便， 通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格. 有一体式插头和带线束型等不同结构外形供选用传感器特点产品物料清单绕线圈充磁注塑产品主要技术性能指标O-型圈衬套集磁体塑料壳体护罩产品制造工艺热铆接在线性能测试安装在发动机曲轴箱
5、外壳上， 探测头正对目标轮应用温度： -40 0C- 140 0C应用空气间隙： 0.5- 1.5 毫米转速范围： 20-7000 RPM 安装扭矩： 6-10 牛米低速输出： 大于400 毫伏 60RPM高速输出： 小于400 伏 6000RPM电阻： 800-1200 欧姆 20 0C电感： 250-350 毫亨Page 8 充磁线轴骨架注塑干燥机焊接线束总成装配装配热熔接性能测试和打印日期码成品包装仓库和发运绕线圈电阻焊端子 X2 磁铁集磁体注塑尼龙漆包线焊剂O-型圈线束外壳纸箱， 托盘3. 产品和制造- （1）曲轴位置传感器生产流程图Page 9 3. 产品和制造- （2）凸轮轴位置传
6、感器产品图片产品结构传感器应用位置霍尔元件端子（磁铁）灌胶材料传感器功能探测发动机配气凸轮轴相对旋转角度位置，提供给电控单元ECMECM结合凸轮轴和曲轴位置信号，识别第一缸活塞处于压缩上止点位置时刻， 判定燃油顺序喷射和点火时刻把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，基于霍尔效应的数字输出传感器测量精度高， 高温稳定性好传感器的性能与配对的目标轮设计和应用参数有关系， 如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便， 通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格. 有一体式和带线束等不同结构外形供选择； 出线指向灵活可选传感器特点产品物料清单霍尔元件分切端子折弯焊接灌胶和烘干工作温度： - 40 135
7、0C工作电压： 5+/-0.25 伏 直流工作电流： 750 毫伏空燃比稀时输出： 120 毫伏浓转稀时响应时间： 100 毫秒稀转浓时响应时间： 80 毫秒加热元件电阻： 9+/-2 欧姆传感器内部电阻： 7000 欧姆烧结压配密封性测试线束装配性能测试包装防烧结剂线束垫圈Page 20 3. 产品和制造- （7） 氧传感器生产流程图压装滑石粉下护罩压装涂滑石粉液线束装配和测试线束压装、缩口X-射线检查性能测试打码防烧结剂压入垫圈包装、发运Page 21 3. 产品和制造- （8） 节气门位置传感器产品图片产品结构传感器应用位置传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺
8、节气门阀体上端子霍尔元件壳体盖板工作温度范围-40 125 .工作电压： 5 +/- 0.1 伏， 直流检测范围： 7% - 95% 开度 （从怠速到全开）怠速时输出电压：7%-15% 的输入工作电压全开时输出电压： 81% - 95% 的输入工作电压安装扭矩： 1.8 3.2 牛米高精度线性输出便于螺栓安装， 通用标准接插头质量轻巧，结构紧凑节气门位置传感器以滑变电阻电位计为原理，将节气门阀片的开度转换为电压信号给ECMECM利用传感器信号来控制燃油空燃比、怠速控制并优化发动机性能注塑装配性能测试喷码和包装转子衬套O-型圈磁铁Page 22 3. 产品和制造- （8） 节气门位置传感器生产流
9、程图霍尔元件包装、发运霍尔脚成型装配PCB板焊接霍尔元件壳体PCB板装配焊接检验灌胶封装PCB板磁铁转子安装磁铁安装转子水平盖板封盖板编程数据检验曲线检验打码、标记装密封圈密封圈焊接PCB板Page 23 3. 产品和制造- （9） ABS 轮速传感器产品图片产品结构传感器应用位置传感器功能传感器特点产品物料清单产品主要技术性能指标产品制造工艺汽车轮转速传感器通常安装在车轮处，但在有些车型上则设置在主减速器或变速器中。是将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元。ECM利用传感器信号来控制ABS， 提高驾驶安全性。把机械运动转换成电信号的非接触式传感器，基于霍尔效应的数字输出， 或基于磁电感应的模
10、拟输出。测量精度高， 高温稳定性好传感器的性能与配对的目标轮设计和应用参数有关系， 如齿形、气隙。可靠性优良，安装和更换方便， 通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格. 有一体式和带线束等不同结构外形供选择； 出线指向灵活可选应用温度： -40 0C- 140 0C应用空气间隙： 0.5- 1.5 毫米转速范围： 20-7000 RPM 安装扭矩： 6-10 牛米低速输出： 大于400 毫伏 60RPM高速输出： 小于400 伏 6000RPM电阻： 800-1200 欧姆 20 0C电感： 250-350 毫亨磁铁端子线圈骨架铜线线束绕线圈充磁注塑O-型圈衬套集磁体塑料壳体护罩热铆接在线性能
11、测试Page 24 充磁线轴骨架注塑干燥机焊接线束总成装配装配热熔接性能测试和打印日期码成品包装仓库和发运绕线圈电阻焊端子 X2 磁铁集磁体注塑尼龙漆包线焊剂O-型圈线束外壳纸箱， 托盘生产流程图3. 产品和制造- （9） ABS 轮速传感器Page 25 4. 传感器制造主要设备及投资估算1.手工装配台2.线线机3.注塑机4.铅焊机5.超声波焊接机6.灌胶机7.烘干炉8.充磁机9.激光打标机10.热熔接机11.功能测试设备Page 26 4. 传感器典型的制造工艺过程 （ 图片为示例）4.1. 手工装配4.2. 线圈绕线Page 27 4 传感器典型的制造工艺过程 (续）4.3. 注塑4.4
12、. 铅焊Page 28 4 传感器典型的制造工艺过程 （续）4.5. 性能测试4.6. 机加工4.7. 超声波焊接Page 29 4 传感器典型的制造工艺过程 （续）4.8. 灌胶4.9. 充磁机4.10. 激光打标机Page 30 4. 传感器制造主要设备及投资估算： 假设前提A： 最低自动化模式， 最大限度使用手工操作， 保证产品质量，生产节拍慢， 投资最少B： 中等程度自动化模式， 结合手工操作、自动设备， 保证产品质量，生产节拍中等， 投资最中 等C： 最大限度使用自动化设备模式， 少用人工操作控制， 保证产品质量，生产节拍快，能连续一 个流生产， 投资最较大手工线半自动线自动线Pag
13、e 31 项目设备名称单位数量 1手工装配台个1 2扭矩工作台个1 3注塑机 个1 4注塑模个1 5传感器性能测试台个1 6其它辅助（料架、工具、工作台等）套1爆震传感器设备项目设备名称单位数量 1PCB分切机个1 2霍尔元件端子折弯、装配个1 3外观检查、焊接个1 4灌胶机个1 5热熔接（热变形）个1 6烘干炉个1 7O-型圈装配机个1 8产品性能测试台个1 9泄漏测试机个1 10包装机个1 11其它辅助（料架、工具、工作台等）套1凸轮轴传感器设备4. 传感器制造主要设备及投资估算Page 32 项目设备名称单位数量 1注塑机个1 2手工装配台个1 3焊接机个1 4涂胶机个1 5传感器性能测试台个1 6其它辅助（料架、工具、工作台等）套1进气压力传感器设备项目设备名称单位数量 1干燥机个1 2注塑机（包含模具）个1 3充磁机个1 4焊接机个1 5绕线机个1 6手工装配台个1 7电阻焊个1 8压力机个1 9热熔接（热变形）个1 10产品性能测试台个1 11其它辅助（料架、工具、工作台等）套1曲轴位置传感器设备4. 传感器制造主要设备及投资估算Page 33 5. 传感器研发、认证测试的主要试验设备性能测试高温测试低温测试温度循环测试温度冲击测试性能测试盐雾测试化学品兼容测试密封测试灰尘测试性能测试振动测试机械冲击测试耐久性测试其他等等Page 34 讨论
