汽车传感器设计和制造技术说课材料

1、Page 1 汽车传感器设计和制造技术Page 2 1. 1. 传感器在汽车上的应用传感器在汽车上的应用Page 3 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

2、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. 1. 传感器在汽车上的应用传感器在汽车上的应用排气排气/ /尾气控制尾气控制车内舒适度控制车内舒适度控制安全控制安全控制发动机控制发动机控制底盘控制底盘控制变速箱控制变速箱控制Page 4 2. 2. 电喷发动机管理系统图电喷发动机管理系统图1-歧管空气压力传感器歧管空气压力传感器 2-节气门位置传感器制节气门位置传感器制 3-歧管绝对压力传感器歧管绝对压力传感器 4-电动废气再循环阀电动废气再循环阀 5- SMART NVLD 2 6-炭罐净化电磁阀炭罐净化电磁阀 7-

3、燃料供应单元燃料供应单元 8-弹性燃料传感器弹性燃料传感器 9-汽油高压泵汽油高压泵 10-燃油压力传感器燃油压力传感器 11-主动曲轴位置传感器主动曲轴位置传感器 12-可变气门升程可变气门升程 13-爆震传感器爆震传感器 14-冷却剂（水）温度传感器冷却剂（水）温度传感器 15-电磁阀喷油器电磁阀喷油器 16-单线圈点火与诊断反馈单线圈点火与诊断反馈 17-双变量凸轮相位器双变量凸轮相位器 18-主动凸轮轴位置传感器主动凸轮轴位置传感器 19-涡轮增压器涡轮增压器 20-二进制二进制O2传感器传感器Page 5 2. 2. 电喷发动机管理系统原理图电喷发动机管理系统原理图n 传感器产品传感

4、器产品曲轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴传感器凸轮轴传感器 （相位传感器）（相位传感器）进气压力温度传感器进气压力温度传感器爆震传感器爆震传感器温度传感器（冷却液）温度传感器（冷却液）进气温度传感器进气温度传感器氧传感器氧传感器节气门位置传感器节气门位置传感器。节气门位置传感器节气门位置传感器Page 6 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （1 1）曲轴位置传感器）曲轴位置传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置 磁铁 端子 线圈骨架 铜线 线束传感器功能传感器功能 磁电感应传感器，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

5、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传感器特点产品物料清单产品物料清单 绕线圈 充磁 注塑产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标 O-型圈 衬套 集磁体 塑料壳体 护罩产品制造工艺产品制造工艺 热铆接 在线性能测试 安装在发动机曲轴箱外壳上，

6、 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 7 充磁充磁线轴骨架注塑线轴骨架注塑干燥机干燥机焊接焊接线束总成装配线束总成装配装配装配 热熔接热熔接 性能测试和打印性能测试和打印日期码日期码成品包装成品包装仓库和发运仓库和发运绕线圈绕线圈电阻焊电阻焊端子端子 X2 磁铁磁铁集磁体集磁体注塑尼龙注塑尼龙漆包线漆包

7、线焊剂焊剂O-型圈型圈线束线束外壳外壳纸箱，纸箱， 托盘托盘3. 3. 产品和制造产品和制造- - （1 1）曲轴位置传感器）曲轴位置传感器生产流程图生产流程图Page 8 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （2 2）凸轮轴位置传感器）凸轮轴位置传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置 霍尔元件 端子 （磁铁） 灌胶材料传感器功能传感器功能 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ECM ECM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

8、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传感器特点产品物料清单产品物料清单 霍尔元件分切 端子折弯 焊接 灌胶和烘干 工作温度： - 40 135 0C 工作电压： 5+/-0.25 伏 直流 工作电流： 20 mA 适用空气间隙：0.5 1.5 毫米 安装扭矩： 6 10 牛米 高电平输出： 4.75 5.25 伏 低电平输出： 0 400 毫伏产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标 O-型圈

9、衬套 塑料壳体 PCB产品制造工艺产品制造工艺 注塑 热铆接 在线性能测试 发动机发动机上， 在凸轮轴一侧附近， 安装在发动机外壳上Page 9 霍尔元件装配霍尔元件装配插头总成注塑插头总成注塑干燥机干燥机端子和端子和PCB焊焊接接内内O-型圈装配型圈装配灌胶，灌胶， 装配装配 热熔接热熔接 烘干烘干PCB板装配板装配中间外观检查中间外观检查端子端子 X3 注塑尼龙注塑尼龙PCB板板焊剂焊剂内内O-型圈型圈下外壳下外壳纸箱，纸箱， 托盘托盘3. 3. 产品和制造产品和制造- (2) - (2) 凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器霍尔元件霍尔元件胶胶 外外O-型圈装配型圈装配性能测试性能测试打日期

10、码打日期码包装包装外外O-型圈型圈仓库和发运仓库和发运生产流程图生产流程图弯脚弯脚Page 10 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （3 3）进气压力（温度）传感器）进气压力（温度）传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置 MEMS压力感应模组 端子 端盖 粘结剂传感器功能传感器功能 检测节气门后方的进气歧管空气的绝对压力和温度，反映发动机转速和负荷的大小，然后转换成信号电压送至电子控制器（ECU） ECU依据压力和温度信号，结合发动机转速计算吸入空气量从而精确控制基本喷油量 集成了进气压力传感器和温度传感器两个为一体 基于硅压敏电阻原理微机电系统（MEMS)压

11、力传感器 负温度系数热敏电阻NTC温度传感器 压力测量范围为115， 250，300以及400 Kpa 使用寿命长，精度高，快速响应时间 产品设计尺寸和安装灵活传感器特点传感器特点产品物料清单产品物料清单 注塑 粘接 焊接产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标 O-型圈 衬套 塑料壳体 NTC热敏电阻产品制造工艺产品制造工艺 标定 在线性能测试 工作压力范围： 20 105 千帕 （可定制） 工作温度范围： -40 105 0C 工作电压： 5+/-0.2 伏 直流 输出电压： 0.25 4.85 伏 直流 压力响应时间： 10 ms 精度： 2% 发动机进气歧管上，在节气门之后Page 1

12、1 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （3 3）进气压力（温度）传感器）进气压力（温度）传感器壳体壳体涂胶涂胶贴敏感元件模组贴敏感元件模组 导线焊接导线焊接包装、发运包装、发运贴标签贴标签装盖板装盖板性能测试性能测试取壳体取壳体 涂保护凝胶层涂保护凝胶层涂胶水涂胶水常温和高温调校常温和高温调校感应模组感应模组导线导线盖板盖板标签标签 干燥干燥生产流程图生产流程图Page 12 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （4 4） 爆震传感器爆震传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置 压电陶瓷片 端子 绝缘环片 配载垫圈 螺母传感器功能传感器功能 压电晶体原理的振

13、动传感器，探测发动机发生爆震时的剧烈信号并向电子控制模块输出电压信号. 电子控制模块将根据预先设定的控制条件对点火正时进行调节，从而消除爆震的发生，优化发动机的工作平顺性，排放性及燃油经济型。 基于压电晶体原理的宽频振动传感器，平直频率响应 质量轻巧，结构紧凑，安装方便， 通用性匹配接口，通用化标准装配螺栓规格 M8 M10 适用频率宽至3-20kHz，输出性能线性好，信噪比高 有一体式和带线束等不同结构外形供选择传感器特点传感器特点产品物料清单产品物料清单 零件组装 上扭矩 注塑产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标 塑料粒子 轴套 线束端子 导线产品制造工艺产品制造工艺 冷却 性能测试

14、包装 工作温度范围-40 130 . 有效工作频率： 3-20 千赫兹 输出信号： 大于 17 mv/g; 电阻：大于 1 兆欧 电容： 900-1300 pF 安装扭矩： 16-24 牛米 安装在发动机缸壁外侧适当部位；Page 13 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （4 4） 爆震传感器爆震传感器生产流程图生产流程图注塑成型，注塑成型， 冷却冷却性能测试，性能测试， 打印日期码打印日期码外观检查、包装、发运外观检查、包装、发运轴套组件装配轴套组件装配扭矩固定，电性能测试扭矩固定，电性能测试一体插头型一体插头型带导线型带导线型产线换型，产线换型， 参数设定参数设定Page 14 3.

15、 3. 产品和制造产品和制造- - （5 5） 冷却液温度传感器冷却液温度传感器产品图片产品图片产品爆炸结构产品爆炸结构传感器应用位置传感器应用位置 壳体套管 垫圈 热敏电阻 端子发动机， 冷却水道壳体外壁传感器功能传感器功能 负温度系数热敏电阻，将冷却液温度值转换为电阻大小 传感器电阻输入电子处理单元用于发动机状态参数计算空燃比等控制 也可将冷却液温度信号送仪表盘显示 产品系列丰富， 有2端子和3端子设计； 密封插头和外壳， 防潮和污染 可靠性优良，安装和更换方便， 通用性匹配电气接口，通用标准装配螺栓规格安装 安装螺纹和六角按客户要求（公制和英制） 有一体式和带线束等不同结构外形供选择传感

16、器特点传感器特点产品物料清单产品物料清单 机加工 注塑 滚边产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标 绝缘套 插头 硅油 弹簧产品制造工艺产品制造工艺 压圈 在线性能测试 工作电压： 5 伏， 直流 工作温度范围： -40-135 0C 极限工作温度： 140（累计 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 19 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （7 7） 氧传感器氧传感

17、器生产流程图生产流程图压装滑石粉压装滑石粉下护罩压装下护罩压装涂滑石粉液涂滑石粉液线束装配线束装配和测试和测试线束压装、线束压装、缩口缩口X-射线检查射线检查性能测试性能测试打码打码防烧结剂防烧结剂压入垫圈压入垫圈包装、发包装、发运运Page 20 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （8 8） 节气门位置传感器节气门位置传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置传感器功能传感器功能传感器特点传感器特点产品物料清单产品物料清单产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标产品制造工艺产品制造工艺 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

18、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ECM ECM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 21 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （8 8） 节气门位置传感器节气门位置传

19、感器生产流程图生产流程图霍尔元件霍尔元件包装、发运包装、发运霍尔脚成型霍尔脚成型装配装配PCB板板焊接霍尔元件焊接霍尔元件壳体壳体PCB板装配板装配焊接检验焊接检验灌胶封装灌胶封装PCB板板磁铁磁铁转子转子安装磁铁安装磁铁安装转子安装转子水平盖板水平盖板封盖板封盖板编程编程数据检验数据检验曲线检验曲线检验打码、标记打码、标记装密封圈装密封圈密封圈密封圈焊接焊接PCB板板Page 22 3. 3. 产品和制造产品和制造- - （9 9） ABS ABS 轮速传感器轮速传感器产品图片产品图片产品结构产品结构传感器应用位置传感器应用位置传感器功能传感器功能传感器特点传感器特点产品物料清单产品物料清单

20、产品主要技术性能指标产品主要技术性能指标产品制造工艺产品制造工艺 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

21、 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 在线性能测试Page 23 充磁充磁线轴骨架注塑线轴骨架注塑干燥机干燥机焊接焊接线束总成装配线束总成装配装配装配 热熔接热熔接 性能测试和打印性能测试和打印日期码日期码成品包装成品包装仓库和发运仓库和发运绕线圈绕线圈电阻焊电阻焊端子

22、端子 X2 磁铁磁铁集磁体集磁体注塑尼龙注塑尼龙漆包线漆包线焊剂焊剂O-型圈型圈线束线束外壳外壳纸箱，纸箱， 托盘托盘生产流程图生产流程图3. 3. 产品和制造产品和制造- - （9 9） ABS ABS 轮速传感器轮速传感器Page 24 4. 4. 传感器制造主要设备及投资估算传感器制造主要设备及投资估算1.1.手工装配台手工装配台2.2.线线机线线机3.3.注塑机注塑机4.4.铅焊机铅焊机5.5.超声波焊接机超声波焊接机6.6.灌胶机灌胶机7.7.烘干炉烘干炉8.8.充磁机充磁机9.9.激光打标机激光打标机10.10.热熔接机热熔接机11.11.功能测试设备功能测试设备Page 25 4

23、. 4. 传感器典型的制造工艺过程传感器典型的制造工艺过程 （ 图片为示例）图片为示例）4.1. 4.1. 手工装配手工装配4.2. 4.2. 线圈绕线线圈绕线Page 26 4 4 传感器典型的制造工艺过程传感器典型的制造工艺过程 ( (续）续）4.3. 4.3. 注塑注塑4.4. 4.4. 铅焊铅焊Page 27 4 4 传感器典型的制造工艺过程传感器典型的制造工艺过程 （续）（续）4.5. 4.5. 性能测试性能测试4.6. 4.6. 机加工机加工4.7. 4.7. 超声波焊接超声波焊接Page 28 4 4 传感器典型的制造工艺过程传感器典型的制造工艺过程 （续）（续）4.8. 4.8

24、. 灌胶灌胶4.9. 4.9. 充磁机充磁机4.10. 4.10. 激光打标机激光打标机Page 29 4. 4. 传感器制造主要设备及投资估算：传感器制造主要设备及投资估算： 假设前提假设前提A A： 最低自动化模式，最低自动化模式， 最大限度使用手工操作，最大限度使用手工操作， 保证产品质量，保证产品质量，生产节拍慢，生产节拍慢， 投资最少投资最少 B B： 中等程度自动化模式，中等程度自动化模式， 结合手工操作、自动设备，结合手工操作、自动设备， 保证产保证产品质量，生产节拍中等，品质量，生产节拍中等， 投资最中等投资最中等 C C： 最大限度使用自动化设备模式，最大限度使用自动化设备模式， 少用人工操作控制，少用人工操作控制， 保证保证产品质量，生产节拍快，能连续一个流生产，产品质量，生产节拍快，能连续一个流生产， 投资最较大投资最较大 手工线手工线 半自动线半自动线 自动线自动线Page 30 项目项目设备名称设备名称单位单位