第三章2发动机控制系统传感器的结构原理与检修

1、第五节第五节 氧传感器氧传感器(EGO)一、功用一、功用 通过检测排气氧离子的含量来获得混合气的空燃通过检测排气氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根根据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空然比据氧传感器信号，对喷油时间进行修正，实现空然比反馈控制（闭环控制），从而将过量空气系数反馈控制（闭环控制），从而将过量空气系数 控制在控制在0.981.02之间的范围内，使发动机得到最佳浓度的混之间的范围内，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目

2、的。目的。 也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给测，并反馈给ECU。氧传感器在发动机大负荷不参加工作，为什么？氧传感器在发动机大负荷不参加工作，为什么？闭环控制系统闭环控制系统传感器传感器电子控制单元电子控制单元执行器执行器发动机发动机闭环控制闭环控制氧传感器氧传感器二、氧传感器的类型二、氧传感器的类型 氧传感器分为氧化锆式和氧化钛式两类型。氧传感器分为氧化锆式和氧化钛式两类型。 氧化锆式分为加热型和非加热型氧传感器，氧化锆式分为加热型和非加热型氧传感器，加热型有加热型有3-4个端子；非加热型有个端子；非加热型有1-2个端

3、子。个端子。 氧化钛式一般都为加热型。氧化钛式一般都为加热型。为什么要加热？氧传感器的安装位置氧传感器的安装位置JETTAJETTA氧传感器的外型氧传感器的外型SANTANASANTANA氧传感器氧传感器时代超人氧传感器时代超人氧传感器宝来六线式氧传感器宝来六线式氧传感器 氧化锆式氧传感器金属铂电极的两个重要作用金属铂电极的两个重要作用 电极作用，将信号电压引出传感器外；电极作用，将信号电压引出传感器外； 催化作用催化作用222COO2CO铂催化三、氧化锆式氧传感器三、氧化锆式氧传感器（一）结构（一）结构锆管锆管（二）工作原理（二）工作原理 当一些具有多孔性当一些具有多孔性的固体电解质材料的表

4、的固体电解质材料的表面与内部之间氧气的浓面与内部之间氧气的浓度不同时，氧气浓度高度不同时，氧气浓度高的氧离子就会向浓度低的氧离子就会向浓度低的一侧扩散，以求达到的一侧扩散，以求达到平衡状态。当在电解质平衡状态。当在电解质的表面设置多孔性电极的表面设置多孔性电极之后，两电极之间就可之后，两电极之间就可形成电动势。形成电动势。-氧浓氧浓差电池差电池浓浓稀稀四、氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器-其阻值大小与材料温度以其阻值大小与材料温度以及周围环境中氧离子的浓度有关。及周围环境中氧离子的浓度有关。 氧化钛式氧传感器相当于可变电阻氧化钛式氧传感器相当于可变电阻传感器的信号特点传感器的

5、信号特点 浓的混合气对应浓的混合气对应高高的氧传感器的氧传感器(O2S)(O2S)输出电压，而输出电压，而稀的混合气对应较稀的混合气对应较低低的氧传感器的氧传感器(O2S)(O2S)输出电压。输出电压。 五 氧传感器工作条件 发动机温度高于60； 氧传感器自身温度高于300/600； 发动机工作在怠速工况和部分负荷工况。 氧传感器正常 调节混合气浓度的条件六、氧传感器的使用氧传感器失效的主要原因:传感器老化和中毒。 氧传感器老化：局部表面温度过高 铅中毒 硅中毒 磷中毒：堵塞传感器表面气孔汽车行驶一定里程（8万公里）应当更换氧传感器，且氧化钛式优于氧化锆式。导致铂的催化能力下降五、氧传感器检测

6、五、氧传感器检测1234R检测加热元件电阻：常温检测加热元件电阻：常温1-5欧姆欧姆1234V检测加热元件的电压（接通点检测加热元件的电压（接通点火开关）为电源电压火开关）为电源电压1234V检测传感器信号电压（接通点火开关）浓至检测传感器信号电压（接通点火开关）浓至稀电压由高变低，正常工作电压变化频率每稀电压由高变低，正常工作电压变化频率每分钟应不低于分钟应不低于10次。次。氧传感器影片氧传感器影片第六节第六节 温度传感器温度传感器一、功用与类型一、功用与类型（二）传感器的种类（二）传感器的种类热敏电阻热敏电阻正温度系数电阻正温度系数电阻PTC负温度系数电阻负温度系数电阻NTC（一）按功能分

7、类（一）按功能分类冷却液温度传感器（冷却液温度传感器（CTS）进气温度传感器（进气温度传感器（IATS）温度传感器的工作过程温度传感器的工作过程 对于正热敏系数的温度传感器来说，随着温度对于正热敏系数的温度传感器来说，随着温度的上升，传感器的电阻值将上升，传感器两端的上升，传感器的电阻值将上升，传感器两端的电压降也将上升，发动机控制模块就是根据的电压降也将上升，发动机控制模块就是根据该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。 对于负热敏系数的温度传感器来说，随着温度对于负热敏系数的温度传感器来说，随着温度的上升，传感器的电阻值将下降，传感器两端的上升，传感器的

8、电阻值将下降，传感器两端的电压降也将下降，发动机控制模块就是根据的电压降也将下降，发动机控制模块就是根据该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。该电压的变化来识别发动机冷却液的温度。功用：给功用：给ECU提供进气提供进气温度信号，作为燃油喷射温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信和点火正时控制的修正信号。号。 进气温度传感器（进气温度传感器（IATS）下一页二、原理与特性二、原理与特性进气温度传感器（进气温度传感器（IATIAT） 进气温度传感器进气温度传感器（IATIAT）用来检测进气温度，用来检测进气温度，并将进气温度信号转变成电信号输送给发动机并将进气温度信号转变成电信号输送给发动机

9、控制模块（控制模块（ECUECU），），作为汽油喷射、点火正时作为汽油喷射、点火正时的修正信号。的修正信号。D D型：安装在空滤内或进气总管型：安装在空滤内或进气总管上；上；L L型：空气流量计内型：空气流量计内IATS 由于空气的流量（质量）与空气的温度（空气的密度）有关，因此在电控燃油喷射系统中设置空气流量传感器，检测空气温度检测空气温度，作为对空气流量的修正修正。进气温度传感器采用的是负温度系数的热敏电阻负温度系数的热敏电阻式，其结构与输出特性见下图。温度传感器温度传感器地线地线ECUTHAE分压电阻分压电阻水温信号水温信号5V电源电源/信号信号 点火时刻闭环控制。点火时刻闭环控制。 二

10、二 、测量方法、测量方法检测发动机燃烧室压力的变化；检测发动机燃烧室压力的变化；检测发动机缸体的振动频率：共振型和非共振型检测发动机缸体的振动频率：共振型和非共振型检测混合气燃烧噪声。检测混合气燃烧噪声。第七节第七节 爆震传感器（爆震传感器（DS）一、功用一、功用 爆震传感器安装在发动机缸体上，对爆震传感器安装在发动机缸体上，对四缸直列式发动机，它装在四缸直列式发动机，它装在2 2缸和缸和3 3缸之间。缸之间。目前应用最多的是目前应用最多的是宽频带共振型宽频带共振型、压电式压电式传感器。传感器。 通过检测缸体表面的震动信号，以判通过检测缸体表面的震动信号，以判断发动机是否产生爆震。断发动机是否

11、产生爆震。二、压电式爆震传感器二、压电式爆震传感器（一）结构（一）结构1. 螺栓拧紧力矩；螺栓拧紧力矩；2. 惯性配重；惯性配重；3. 压电元件压电元件（二）工作原理（二）工作原理1. 压电效应压电效应2. 工作原理工作原理注意：传感器的拧紧力矩不可注意：传感器的拧紧力矩不可随意调整随意调整磁致伸缩式爆震传感器、压力磁致伸缩式爆震传感器、压力检测式爆震传感器检测式爆震传感器三、爆震传感器检测三、爆震传感器检测1231、2为信号线，为信号线，3为屏蔽线为屏蔽线 符合检修标准符合检修标准 第七节第七节 车速传感器（车速传感器（VSSVSS） 1 1、作用、作用 车速传感器（车速传感器（VSSVSS

12、）是用来测量汽车的行驶速度。是用来测量汽车的行驶速度。发动机控制模块（发动机控制模块（ECUECU）利用该信号来控制发动利用该信号来控制发动机怠速转速、汽车加减速期间的汽油喷射量和点机怠速转速、汽车加减速期间的汽油喷射量和点火正时。火正时。 2 2、分类、分类 第一种：舌簧开关型车速传感器第一种：舌簧开关型车速传感器 第二种：光电耦合型车速传感器第二种：光电耦合型车速传感器 （一）传感器的结构和工作过程（一）传感器的结构和工作过程 1 1、舌簧开关型车速传感器（、舌簧开关型车速传感器（VSSVSS） 传感器与发动机控制模块之间的连接电路传感器与发动机控制模块之间的连接电路2 2光电耦合型车速传

13、感器（光电耦合型车速传感器（VSSVSS） 工作过程示意图工作过程示意图 八、开关信号八、开关信号（一）蓄电池电压信号（一）蓄电池电压信号功用：当蓄电池电压变化时，功用：当蓄电池电压变化时，ECUECU修正喷油时间及修正喷油时间及点火线圈初级电路的通电时间。点火线圈初级电路的通电时间。（二）点火开关信号（二）点火开关信号（IGNIGN）点火开关点火开关ONON：怠速步进电机进入预先设定的位置；：怠速步进电机进入预先设定的位置； ECUECU确定基本喷油时间；确定基本喷油时间； ECUECU根据根据CTSCTS修正喷油时间及点火时修正喷油时间及点火时刻刻 监测监测TPSTPS 接通燃油泵继电器电

14、路，如发动机未接通燃油泵继电器电路，如发动机未启动，燃油泵工作启动，燃油泵工作1 1秒电路即切断；秒电路即切断； 氧传感器加热氧传感器加热（一）起动信号（一）起动信号(STA)(STA) 作用：提示发动机是否处于启动运行状态，开始监作用：提示发动机是否处于启动运行状态，开始监测测CPSCPS和和CISCIS以便发动机控制模块能确定合适的空燃以便发动机控制模块能确定合适的空燃比和点火提前角，使发动机能顺利启动。比和点火提前角，使发动机能顺利启动。 如发动机转动如发动机转动3 3秒内未接收到秒内未接收到CPSCPS信号，信号，ECUECU将切断将切断燃油喷射电路。报故障。燃油喷射电路。报故障。（二

15、）空挡起动开关信号（二）空挡起动开关信号(NSW)(NSW) 作用：提示自动变速器的档位状态，在变速器作用：提示自动变速器的档位状态，在变速器处于驻车档和空挡的时候，发动机可以启动，而处于驻车档和空挡的时候，发动机可以启动，而在档位切换过程中，发动机控制电脑根据该信号在档位切换过程中，发动机控制电脑根据该信号来调整发动机的怠速转速、点火正时等。来调整发动机的怠速转速、点火正时等。2 2、工作原理、工作原理 （三）空调信号（三）空调信号(A(AC)C) 空调（空调（A AC C）信号是用来检测空调压缩机电磁离信号是用来检测空调压缩机电磁离合器是否工作。空调信号是取自空调压缩机电磁合器是否工作。空调信号是取自空调压缩机电磁离合器的电源电路，空调压缩机电磁离合器工作离合器的电源电路，空调压缩机电磁离合器工作时，该电路向发动机控制模块（时，该电路向发动机控制模块（ECUECU）