电控发动机单元三-课件

1、单元三 电控燃油喷射系统结构与工作原理本章主要内容：任务一 空气供给系统维护和检测任务二 汽油供给系统维护和检测 任务三 认知电子控制系统的电路任务四 空气流量计检测任务五 进气歧管绝对压力传感器检修任务六 节气门位置传感器检测任务七 氧传感器检修任务八 温度传感器检测任务九 爆震传感器检测任务十 转速传感器检测任务一 认识空气供给系统本节主要内容：1空气供给系统的作用与组成2空气供给系统各组成的结构与检测维护 1空气供给系统的作用与组成空气供给系统的作用是为发动机可燃混合气的形成提供必须的清洁空气。主要由空气滤清器、空气流量计（L型）进气歧管绝对压力传感器（D型）怠速空气调节、节气门、进气总

2、管、进气歧管等组成 。(a)L型空气供给系统的组成(b)D型空气供给系统的组成在发动机工作过程中，空气由空气滤清器过滤后，由节气门控制、空气流量传感器进气歧管绝对压力传感器（D型）计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内与喷油器喷出的汽油混合形成可燃混合气，吸入气缸内燃烧。发动机怠速时，节气门关闭，空气流经旁通气道，旁通空气道流通截面积的大小，由ECU根据发动机的实际工况通过怠速控制阀控制。当温度较低时，为加快暖机速度，ECU加大怠速气道截面积，随着温度和升高逐渐减小气道面积，温度正常后，其转速逐渐降低至正常怠速。 2空气供给系统各组成的结构与检测维护一、进气管的结构与

3、维护进气管包括进气总管和进气歧管。在单点喷射系统中，由于发动机采用的是中央集中喷射方法，进气管的形状与化油器式发动机进气管的形状基本一致，在多点喷射系统中，为了消除进气管容积大，进气总管容积大，岐管形状过渡圆滑。发动机每缸分别设置独立的岐管，岐管和总管可制成图的整体型，也可制成图的分开型，然后再用螺栓连接。进气管的维护：进气管内壁 光滑无机碳现象，否则应修理；两连接端面应平整，以免出现漏气现象。二、节气门的结构与维护 1、多点式（MPI）节气门体节气门体位于空气流量计和发动机之间的进气管上，与驾驶员的加速踏板联动，是使进气通道变化，从而控制发动机运转工况的装置，图3-1-5所示为节气门体的外观

4、和结构原理图。节气门体包括控制进气量的节气门通道和怠速运行的空气旁通道，节气门位置传感器也装在节气门轴上，用来检测节气门开度。有的节气门体上装有石蜡式空气阀或节气门回位缓冲器。为避免冬季空气中的水分在节气门体上结冰，有的还将发动机冷却水流经该总成，如图3-4(a、b)所示。有些发动机在怠速时节气门是全闭的，空气经旁通气道进入进气总管。在怠速时对发动机进行转速调整的方法是；顺时针旋转怠速调整螺钉，减少旁通空气量，使发动机怠速转速降低；反时针旋松怠速调整螺钉，增加旁通气量，则发动机转速增高。发动机怠速时，节气门处于全关闭位置。怠速运转所需的空气量流经旁通通路，在旁通通路中，安装了能改变通路面积的旁

5、通螺钉（怠速调整螺钉）。但一些装有怠速控制阀的发动机中，没有此螺钉，而靠ECU控制怠速控制阀来实现怠速控制。节气门的开度大小由发动机输出功率来决定，在发动机输出功率最大时，要求节气门具有不会使发动机输出功率下降的通道面积，节气门通路面积和输出功率的关系，如图3-5(a、b) 所示。图3-4节气门的外观和结构图2、单点式（SPI）节气门体SPI式节气门体较MPI式节气门体结构复杂，主要是在SPI式节气门体内还装有集中供油用的主喷油器、压力调节器和节气门位置传感器。主喷油器只有一个，它装在节气门壳体的上部，所喷出的燃油要供给发动机各缸使用，图3-6所示是SPI式节气门体结构图。图3-6 SPI式节

6、气门体结构图3、性能检测节气门体应无裂纹及其他损伤，与进气软管和进气总管连接的两端部应光滑无划痕；各真空管连接端应无变形。用手转动节气门轴，节气门应转动自如，无空转或关闭不严现象，回位弹簧应有足够弹力。【思考练习】 1空气供给系统的组成？任务二 认知汽油供给系统【任务目标】1掌握汽油供给系统的组成2熟悉汽油供给系统各组成的结构和工作原理作用、组成汽油供给系统作用是向气缸内供给燃烧所需的清洁燃油，并在发动机各种工况下，保持系统油压不变。汽油供给系统组成如图3-7，：主要由电动汽油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、喷油器、燃油压力调节器、输油管道等组成。图3-7 汽油供给系统组成一、汽油滤清器1、作

7、用：汽油滤清器的作用是把含在汽油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物过滤掉，防止供油系统管路堵塞和减小机械磨损，确保发动机可靠运行。汽油滤清器可滤去直径大于0.01mm的杂质2、组成：由壳体和滤芯等组成；如图3-83、保养里程：滤芯一般采用滤纸叠成，使用到规定的里程后，一般要更换，不同车型更换周期不相同，例如北京Cherokee汽车规定为9600km；德国汽车一般规定为5000km;TOYOTA汽车规定为4000km。若使用的汽油含杂质成分较多，则应适当缩短更换周期4、安装方法 汽油滤清器时，应注意安装方向，方向指示一般有两种：一种是在滤清器壳体上设置有“”记号，箭头所示为汽油流动方向；另一种是在滤清

8、器课题上设置有“IN”和“OUT”记号，标有“IN”的应接进油管，标有“OUT”应接出油管良好的汽油滤清器应基本上无透光现象。如图3-10图3-10滤清器安装二、电动汽油泵1、作用： 将汽油从油箱中吸出，供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油（燃油供给系统的压力一般为0.20.3MPa)。电动汽油泵的分类分为内装式（湿式）和外装式（干式），现代车辆多采用内装式电动汽油泵。如图3-11 为外装式电动汽油泵图3-11电动汽油泵外装式2、组成：主要有泵体、永磁式电动机和壳体、安全阀、单向阀等部分组成。如图3-12图3-12电动汽油泵组成（1）永磁式电动机 主要由碳刷、永久磁铁、电枢等组成；泵体（2）

9、泵体是电动汽油泵的主体，根据其结构不同可分为滚子泵、齿轮泵（转子泵）、涡轮泵和侧槽泵等形式。3、电动汽油泵的工作原理(滚子泵)电动机带动转子转动，滚子在离心力的作用下紧压在壳体上，利用滚子和壳体间的体积大小的变化来吸入和输出汽油，并提高汽油的压力。如图3-13图3-13电动汽油泵原理图4、检测：（1）拔下电动汽油泵总成上的电插头，用万用表测量直流电动机电阻，其阻值应符合规定。（2）用导线短接电动汽油泵两检测插孔，接通点火开关（不要启动发动机），听电动汽油泵的工作应无噪声；否则应进一步检查油泵总成与油箱之间的O形密封圈是否错位、老化或者漏装，回油管定位杯是否错位。（3）电动汽油泵最大压力和保持压

10、力的测量方法步骤如下： 将汽油系统卸压。 拆下蓄电池负极搭铁线。 将油压表接在汽油管路上，并将出油口塞住 . 接上上蓄电池负极搭铁 用导线短接电动汽油泵的两个检测插孔。 打开点火开关，持续10s左右（不要启动发动机），是电动汽油泵工作，同时读出油压表的压力，该压力称汽油泵的最大压力。它应必发动机运转时的汽油压力高200300kPa，通常可达490640kPa。如不符合标准值，则表明安全阀可能关闭不严、损坏或弹簧折断，应更换电动汽油泵。 关闭点火开关，5min后再观察油压表的压力，此时的压力称汽油泵的保持压力。其值应340kPa,如不符合标准值，则表明止回阀可能关闭不严、损坏或弹簧折断，应更换电

11、动汽油泵。 拆下油压表。三、燃油压力调节器1、功用 发动机在任何工况下使燃油供给系统压力与进气管压力差保持恒定(使喷油器进出口压差保持不变250KP)燃油压力调节器安装位置2、组成 壳体、膜片、校正弹簧、进出油口、弹簧室（真空室）、燃油室和真空接口等组成，如图3-15（ a、b）图3-15油压力调节器组成a图3-15油压力调节器组成b3、燃油压力调节器工作原理发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下

12、降；反之，进气管内气体压力升高时,燃油的压力也升高，如图3-16图3-16燃油压力调节器工作原理4、燃油压力调节器的性能检测 燃油压力调节器的性能检测是通过测量系统燃油压力实现的，将油压表连接到系统管路上之前，应先卸掉管路中的燃油压力。卸压方法有三种：一是通过专用卸压阀卸压；二是在发动机工作室拔下油泵继电器或电动汽油泵电插。，使发动机自行熄火卸压；三是通过慢慢松动管路中链接螺栓卸压，此时应用棉纱包住管接头。三种方法视方便程序选用。 燃油压力调节器性能检测方法步骤如下： （1）卸压并安装油压表 （2）起动发动机，测量发动机在怠速和节气门全开时的系统燃油压力，应符合规定值，否则。在确定供油系统其他

13、部件性能完好的情况下，均表明燃油压力调节器有故障； （3）在发动机怠速运转时，拔下燃油压力调节器上的真空软管，指示油压应立刻上升带节气门全开时的燃油压力，否则表明燃油压力调节器有故障。四、脉动阻尼器1、功用： 减小因喷油器喷油时而使油路油压产生的微小波动和降低噪声以及油泵泵油因此的波动。2、组成：由膜片和弹簧组成的减振机构等组成；如图3-17图3-17脉动阻尼器结构3、工作原理 当系统中的燃油压力升高时，膜片弹簧被压缩，使燃油室容积增大，减缓燃油压力的增加；反之，当燃油压力降低时，在弹簧力的作用下使燃油室容积减小，减缓燃油压力的降低；如此反复，使燃油系统的油压脉动降低。力也下降；反之，进气管内

14、气体压力升高时,燃油的压力也升高五、主喷油器1、作用 根据发动机ECU提供的电信号，将一定量的汽油适时、适量地喷入进气管内。2、分类 按用途分为：单点喷射用和多点喷射用；按燃料的送入部位分为：上部供油式和下部供油式；按电磁线圈电阻大小分为：低阻式和高阻式；按驱动方式分为：电流驱动式和电压驱动式；按喷口形式分为：轴针式和孔式。实物如图：3-18图3-18喷油器3、结构喷油器的结构如图3-19。由壳体、电磁线圈、针阀、回位弹簧、滤网组成。 4、喷油器的工作原理 当电磁线圈的电路接通时，电磁线圈产生电磁吸力，吸动衔铁带动针阀上移，使针阀离开阀座，汽油在自身的压力下从喷口喷出；当电磁线圈的电路断开时，

15、电磁吸力消失，针阀在回位弹簧的作用下，被压回阀座，喷油器停止喷油。5、主喷油器的性能检测（1）静态检测 点火开关OFF，拔下喷油器上的电插，用万用表测量两电插之间的电阻，其阻值应符合标准，在20时应为13.80.41（高阻型）；2.59.5（低阻型）； （2）动态检测 点火开关置ON，喷油器电源端子与搭铁间的电压应为1114V；拔下喷油器上的电插，在两电插之间加上12V电压，每通电一次，应听到喷油器开闭的“咔嗒”声。 （3）喷油性能的检测 拆下各缸喷油器，安装在喷油器试验台上进行试验，喷油器喷油应呈细雾状，喷雾锥角应符合规定（Cherokee汽车为25）。各缸喷油器的喷油量应符合规定值并且均匀

16、，误差不大于7%。在喷油器断电，针阀落座的情况下，加上系统油压后，每分钟滴油不大于2滴。(4)喷油器控制端检测：电源正极接带330电阻的二极管试灯，再接至喷油器线束端子灰线端，启动发动机时，试灯会闪亮，说明传感器和电脑无问题，若试灯不闪亮，说明线路、传感器或电脑有故障，须检查线路、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和电脑。六、冷起动喷油器冷起动喷油器是一种装在进气总管中央部位进行燃油辅助喷射的电磁阀式喷油阀，它可以改善发动机的低温起动性能，与一般喷油器的主要区别有：一是它只用于发动机起动时，因而要求工作电压较低；二是要求其喷雾微粒化且喷雾角较大。后一项是衡量冷起动喷油器性能的重要指标。冷起动喷油

17、器的结构如图3-20所示，由于现代车辆以不在装备该喷油器，这里不做过多的解释。 图3-20 冷起动喷油器的构造【思考练习】 1.汽油供给系统的组成？2燃油压力调节器工作原理？3电动汽油泵工作原理？4.喷油器的组成？任务三 认知电子控制系统的电路【任务目标】1掌握电子控制装置(ECU)的作用和功能2熟悉ECU的组成及各部件的作用3掌握电子控制装置(ECU)电源电路电子控制单元（ECU）俗称“电脑”，是发动机控制系统的核心，其功用是按照一定的程序对各种输入信号进行运算、储存、分析处理，然后输出指令，控制执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。发动机控制ECU的功能随车型而异，但都

18、必须有如下基本功能:（1）给传感器提供标准2 V、5 V、9 V或者12 V电压，接收各种传感器和其他装置输入的信息，并将输入的信息转换成微机所能接受的数字信号。（2）储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息。（3）确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值。（4）将输入指令信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并储存故障信息。（5）向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息（如故障信息等）。（6）自我修正功能（学习功能）。在维修中如果怀疑ECU有故障，可通过检测ECU各端子的工作参数与标准参数进行比较来确定，最好的方法是用一个已知无故障的ECU替代，

19、若故障现象消失，说明原ECU有故障。ECU发生故障一般无法修理，必须更换。实物如图3-21所示图3-21电子控制装置安装位置一、电控单元ECU主要由输入回路、A/D转换器（模/数转换器）、微型计算机（微机）和输出回路四部分组成，如图3-22（1）输入回路；作用：将传感器输入的信号，除去杂波和把正弦波转变为矩形波后，再转换成输入电平（2）A/D转换器；作用：传感器给ECU输入的模拟信号微机不能直接处理，要用A/D转换器（模/数转换器）转换成数字信号后再输入微机。（3）微型计算机；a.中央处理器作用：读出命令并执行数据处理任务 b.存储器作用：记忆存储程序和数据，一般由几个只读存储器（ROM）和随

20、机存储器（RAM）组成 c.输入/输出装置（4）输出回路作用：将微机输出的数字信号转换成可以驱动执行元件的输出信号。图3-22电控单元组成二、ECU电源电路 有蓄电池向ECU供电的电路称ECU的电源电路，主要由点火开关和主继电器组成。常见的ECU电源电路主要有以下两种形式:不装步进电机的电源电路不装步进电机的电源电路如图3-23所示，主继电器由点火开关直接控制。当点过开关接通时，主继电器线圈通电，触电闭合，接通蓄电池与ecu之间的电路，使得ECU的+B和+B1端子获得蓄电池的电压。ECU的主要用电必须经该电路获得。 此外，蓄电池与ECU的BATT端子始终相连，即使点火开关断开，发动机停止工作，

21、蓄电池仍能直接向ECU供电（520mA），以防止RAM存储器中存储的故障代码、空燃比学习值等发动机运行数据丢失。图3-23 微机的电源电路（未装步进电动机）装步进电机的电源电路装步进电机的电源电路如图3-24所示，主继电器由ECU控制。当点火开关接通时，蓄电池与ECU的IGSW端子接通，ECU通过其内部的主继电器控制电路，控制ECU的MREL，端子向主继电器线圈供电，主继电器触电闭合，接通蓄电池与ECU的+B和+B1端子获得蓄电池的电压。当点火开关断开时，ECU通过MREL端子继续向主继电器线圈供电2s,以保证怠速步进电机继续通电2s，以使怠速步进电机（怠速控制阀）回到发动机起动时所需的初始位

22、置，保证起动时的进气量。同样，蓄电池与ECU的BATT端子始终相连，其作用如前所诉。图3-24 微机的电源电路（装有步进电动机）【思考练习】 1. 电子控制装置(ECU)的作用和功能？2ECU的组成？任务四 空气流量计检测【任务目标】1掌握空气流量传感器作用2了解空气流量传感器结构3掌握空气流量传感器工作原理流量传感器也称空气流量计，是将吸入气缸内的空气量转换成电信号送到ECU，空气流量计传感器的信号是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。按其结构不同可分为以下几种：叶片式空气流量传感器、热线式空气流量传感器、热膜式空气流量传感器、卡门旋涡式空气流量传感器。一、叶片式空气流量传感器3-25

23、所示是叶片式空气流量计的结构，图3-26所示是叶片式空气流量计的空气通道，图3-27所示是叶片式空气流量计的电位计部分结构。图3-25 叶片式空气流量计的结构1-电位计 2-电动汽油泵触点（可动）3-进气温度传感器 4-电动汽油泵固定触点 5-测量板（叶片）6-怠速调整螺钉叶片式空气流量计由测量板（叶片）、缓冲板、阻尼室旁通气道、怠速调整温度传感器等。在有的叶片式空气流量计中，还有一电动汽油泵开关，其作用是当点火接通而发动机不转动时，控制电动汽油泵不工螺钉、回位弹簧等组成，此外内部还设有电动汽油开关及进气作。一旦空气流量计中有空气流过时，此开关闭合，电动汽车油泵开始工作。这种有电动汽油泵开关的

24、空气流量计的电插座一般为7脚。叶片式空气流量计电位器是以电位变化检测空气量的装置，它与空气流量计测量板同轴安装，能把因测量板开度而产生的滑动电阻变化转换为电压信号，并送给电控单元（图3-28a）。图3-28b）所示是其工作原理图，在测量板的回转轴上，装有一根螺旋回位弹簧，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，测量板即停止转动。用电位计检测出测量板的转动角度，即可得知空气流量。叶片式空气流量计电位器的内部电路如图3-29所示 图3-28 电位计与测量板的安装关系及叶片式空气流量计的工作原理a）电位计与测量板的安装关系 b）叶片式空气流量计的工作原理电位计检测空气量有电压比与电压值

25、两种方式。由于电路设计上的不同，叶片式空气流量计的电压输出形式有两种，一种是电压值Us随进气量的增加而升高；另一种则是电压值Us随进气量的增加而降低，如图3-30所示。图3-30 叶片式空气流量计的电压输出形式a）电压值Us随进气量增加而降低 b）电压值Us 随进气量增加而升高二、质量型空气流量传感器1、热线式空气流量计的结构热线式空气流量计有三种形式：一种是把热线和进气温度传感器都放在进气主通路的取样管内，称为主流测量式，其结构如图3-4-7a所示；另一种是把热线缠在绕线管上和进气温度传感器都放在旁通气路内，称为旁通测量式，其结构如图3-4-7b所示。这两种热线式空气流量计为了将热线温度与进

26、气温度的温差维持恒定，都设有控制回路，如果热线因吸入的空气而变冷，则控制回路可以增加供给热线的电流，以使热线与进气的温度差恢复到原来恒定的状态。第三种是发热体不是热线而是热膜，即在热线位置放上热膜，发热金属膜固定在薄的树脂膜上，这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，以延长使用寿命，其结构如图3-31c所示。图3-31 热线式空气流量计a）主流测量式热线式空气流量计 b）旁通测量式热线空气流量计 c）热膜式空气流量计1-防回火网 2-取样管 3-白金热线 4-上游温度传感器 5-控制回路 6-连接器7-热金属线和冷金属线 8-陶瓷螺线管 9-接控制回路 10-进气温度传感器（冷金属

27、线）11-旁通气路 12-主通气路 13-通往发动机 14-热膜 15-金属网热线式空气流量计长期使用后，会在热线上积累杂质，为了消除使用中电热线上附着的胶质积炭对测量精度的影响，为此在流量计上采用烧净措施解决这个问题。每当发动机熄火时（或起动时），ECU自动接通空气流量计壳体内的电子电路，加热热线，使其温度在1s内升高1000。由于烧净温度必须非常精确，因此在发动机熄火4s后，该电路才被接通。由于热线式空气流量计测量的是进气质量流量，它已把空气密度、海拔高度等影响考虑在内，因此可以得到非常精确的空气流量信号。2、热线式空气流量计工作原理：电路使热线电阻的温度与冷线电阻的温度差保持为100度。

28、温度下降多少与进气量成正比关系增长，ECU根据控制电路补充热线的温度（电压信号），确定进气量。如图3-32所示。图3-32 热线式空气流量计工作原理图3、热膜式空气流量计的结构与工作原理： 与热线式基本相同，将热线改为热膜，热膜由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成，其工作原理与热线式基本相同，这里不再叙述。实物如图3-33图3-33 热膜式空气流量计结构三、卡门旋涡式空气流量传感器1、结构与分类卡门旋涡式空气流量计与叶片式空气流量计相比，具有体积小、重量轻、进气道结构简单、进气阻力小等优点。卡门旋涡式空气流量计的结构按照旋涡数的检测方式不同，可以分为反光镜检测方式卡门旋涡式空气流量计和超声波检出

29、方式卡门旋涡式空气流量计两种。图3-39所示为反光镜检测方式卡门旋涡式空气流量计，这种卡门旋涡式空气流量计是把卡门旋涡发生器两侧的压力变化，通过导压孔而引向薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反光镜一边振动，一边将发光二极管射来的光反射给光电晶体管这样旋涡的频率在压力作用下转换成镜面的振动频率，镜面的振动频率通过光电耦合器转换成脉冲信号，进气量愈大，脉冲信号的频率愈高，进气量愈小，脉冲信号频率愈低。ECU根据该脉冲信号的频率，检测进气量（当然也要经过进气温度修正）和基准点火提前角，如图3-39c所示。图3-39 反光镜检测式卡门涡旋空气流量计结构 a）结构图 b）结构简图 c）输出脉冲信

30、号波形1-反光镜 2-发光二极管 3-钢板弹簧 4-空气流 5-卡门旋涡 6-旋涡发生体 7-压力导向孔 8-光电晶体管 9-进气管路 10-支承板图3-40所示为超声波检出式卡门旋涡式空气流量计结构图，这种空气流量计是利用卡门旋涡引起的空气疏密度变化进行测量的，用接收器接收连续发射的超声波信号，因接收到的信号空气疏密度的变化而变化，由此即可测得旋涡频率，从而测得空气流量。其具体方法是在卡门旋涡发生区空气通道的两侧，分别装上超声波发射头5和超声波接收器9，发射头4沿涡列的垂直方向发射超声波，由于旋涡使超声波的传播速度发生变化，超声波受到周期性的调制，使其振幅、相位、频率发生变化。这种被调制后的

31、超声波，被超声接收器9接收后，变换成相应的电压，再经整形、放大电路，形成与旋涡数目相应的矩形脉冲信号，然后送入电控单元作为空气流量信号。图3-40 超声波检出式卡门旋涡式空气流量计1-整流栅 2-旋涡发生体 3-旋涡稳定板 4-信号发生器（超声波发射头） 5-超声波发生器 6-通往发动机 7-卡门旋涡 8-超声波接收器 9-与旋涡数对应的疏密声波 10-整形放大电路 11-旁通通路 12-通往计算机 13-整形成矩形波（脉冲）2、工作原理 （1）超声波检测方式的卡门涡流空气流量计：在空气流动的垂直方向上安装超声波信号发生器和发射器，在其对面安装超声波接受器。从信号发射器发出的超声波因受卡门旋涡

32、造成的密度变化的影响，到达接受器时，使超声波的振幅、相位和频率发生变化，超声波接受器经整形、放大后形成与涡流数目相对应的矩形脉冲信号输送到发动机，发动机据此对比、计算出实际进气量。如图3-42ab所示图3-42超声波检测方式的卡门旋涡式空气流量计(2)反射镜检测方式的卡门涡流空气流量计：在空气流动的垂直方向上下各安装发光二极管、反光镜和光敏晶体管。从发光二极管发出的光线经过反光镜到达光敏晶体管，因受卡门旋涡造成的密度变化的影响，气体压力通过导压孔引向反光镜的表面，使反光镜随弹簧钢片一起振动，反光镜的振动，影响反射到光敏晶体管上的光线，使光敏晶体管的导通程度发生变化，ECU接收到反映进气流量的信

33、号电压也发生变化。ECU根据来自空气流量传感器的脉冲信号电压，经过对比、计算出实际进气量。如图3-43所示图3-43反射镜检测方式的卡门旋涡式空气流量计【思考练习】1. 空气流量传感器作用？2叶片式空气流量计工作原理？3热线式空气流量计工作原理？4. 超声波式空气流量计工作原理？任务五 进气歧管绝对压力传感器检测【任务目标】1掌握进气压力传感器作用2了解进气压力传感器结构3掌握进气压力传感器工作原理4熟悉进气压力传感器检测进气歧管绝对压力传感器的作用主要是测量进气歧管内空气的绝对压力，并将其转变为电压信号输送到发动机ECU，发动机ECU据此信号和转速信号确定实际进气量。常见的有1. 膜盒传动可

34、变电感式、2.电容式、3.三线高灵敏度可变电阻式、4. 半导体压敏电阻式等四种，其中半导体压敏电阻式最为常用。一、膜盒传动可变电感式 图3-46所示为真空膜盒式进气歧管压力传感器的结构图，该传感器由真空膜盒（两个）、随着膜盒膨胀和收缩可左右移动的铁心、与铁心连动的差动变压器，以及在大气压力差作用下，可在膜盒工作区间进行功率档与经济档转换的膜片构成，传感器被膜片分为左右两个气室。图3-46 真空膜盒式进气歧管压力传感器1-大气压力侧 2-歧管负压侧 3-印刷线路板 4-回位弹簧 5-差动变压器 6-铁心 7-中空膜盒 8-膜片 9-膜盒支点膜盒由薄金属片焊接而成，其内部被抽成真空，外部与进气歧管

35、相通。发动机节气门开度的变化必然引起膜盒外表压力的变化，使其产生膨胀和收缩。置于感应线圈内部的铁心与膜盒联动。感应线圈由两个绕组构成，其中一个与振荡电路相连，因此在其周围存在交变的磁场，铁心是磁回路的一部分。由电磁原理可知，处在变化磁场中的另一感应线圈便会产生信号电压。当发动机节气门开度变化引起进气歧管压力变化时，膜盒带动铁心在磁场中移动，改变磁回路中的磁阻，使感应线圈中产生的信号电压随之变化，这一随压力变化的电压信号经电子电路检波、整形和放大后，输送至ECU。ECU根据这一输入信号电压的高低，通过分析、比较、计算后确定发动机的实际进气量，进而控制喷油器喷射满足发动机最佳燃烧所需的汽油量。二、

36、电容式位于传感器壳体内腔的弹性膜片用金属制成，弹性膜片上、下两个凹玻璃的表面也均有金属涂层，这样在弹性膜片与两个金属涂层之间形成两个串联的电容。发动机进气管内压力变化，可获得与压力成比例的电容信号（结构如图3-47所示）。压变电容是传感器振荡电路中的一个元件，其根据输入信号的频率便可感知进气歧管内的压力，进而确定发动机的实际进气量，控制喷油器喷射满足发动机最佳燃烧所需的汽油量。图3-47电容式传感器1弹性膜片2凹玻璃3金属涂层4输出端子5空腔6滤网7壳体三、三线高灵敏度可变电阻式 该传感器主要由壳体、膜片、可变电阻器、滑片、 连接管道、电插接器等组成 ，膜片上部与大气相通；下部与进气歧管相通。

37、结构如图3-48所示。图3-48 三线高灵敏度可变电阻式传感器接通点火开关，ECU通过接线柱给进气压力传感器输入4.85.1伏的参考电压。当发动机节气门开度减小，其后部呈现高真空度时（如发动机怠速），在真空吸力的作用下，膜片带动可变电阻器的滑片下移，从而进气压力传感器信号输出端向ECU反馈一个较低信号（1.5-2.1V）。反之，则向ECU输入高信号（3.9-4.8V）。ECU根据传感器输入信号电压的高低，通过分析、比较、计算后确定发动机的实际进气量，进而控制喷油器喷射满足发动机最佳燃烧所需的汽油量。 四、半导体压敏电阻式1、结构：如图3-49、3-50所示为半导体式进气歧管压力传感器的结构图与

38、实物图，它由半导体压力转换元件（硅片）与过滤器组成。图3-49 半导体式进气歧管压力传感器1-真空室 2-硅片 3-输出端子 4-过滤体图3-50半导体式进气歧管压力传感器（实物）该传感器的主要元件是一片很薄的硅片，外围较厚，中间最薄，硅片上下两面各有一层二氧化硅膜。在膜层中，沿硅片四边，有四个应变电阻。在硅片四角、各有一个金属块，通过导线和电阻相连。在硅片底面粘接了一块硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一个真空窗以感传感压力，如图3-51a所示。传感器通常用一根橡胶管和需要测量其中压力的部位相联。图3-51 半导体式压力传感器硅膜片的结构及电路1硅片;2硅;3真空管;4硼硅酸玻璃片;5二氧化硅膜

39、;6应变电阻;7金属块;8稳压电源;9差动放大器2、原理 硅片中的四个电阻连接成惠斯登电桥形式，如图3-51b所示，由稳定电源供电，电桥应在硅片无变形时调到平衡状态。当空气压力增加时，硅膜片弯由，引起电阻值的变化，其中R1和R4的电阻增加，而R2、R3的电阻则等量减少。这使电桥失去平衡而在AB端形成电位差，从而输出正比于压力的电压信号。【思考练习】1进气压力传感器作用？2压敏电阻式进气压力传感器结构？3压敏电阻式进气压力传感器工作原理？任务六 节气门位置传感器检测【任务目标】1掌握节气门位置传感器作用2掌握节气门位置传感器类型及其结构3了解节气门位置传感器工作原理4熟悉可变电阻式节气门位置传感

40、器检测与调整节气门位置传感器的作用是用于检测节气门的开度， 缩写TPS ( Throttle Position Sensor )将节气门开度大小转变为电信号输入ECU,ECU根据此信号来控制喷油时间和点火时间。节气门位置传感器安装位置如图3-57。具体类型可分为：开关式（两极式）、可变电阻式（全程式）现代汽车多采用全程式节气门位置传感器。图3-57节气门位置传感器安装位置（一）开关式节气门位置传感器1、结构开关式节气门位置传感器由一个可动触点和两个固定触点（全负荷触点和怠速触点）构成，结构如图3-58（a）所示。可动触点可沿导向凸轮沟槽移动，导向凸轮由固定在节气门轴上的控制杆驱动。3-58开关

41、式节气门位置传感器1、导向凸轮；2、节气门轴；3、控制杆；4、可动触点；5、怠速触点；6、全负荷触点；7、插座；8、导向凸轮槽2、开关式节气门位置传感器工作原理将点火开关置于“ON”，ECU通过可动触点向传感器提供一个参考电压。当节气门全关时，可动触点与怠速触点接通，向ECU反馈一个电压信号，从而ECU可检测到一个节气门全关闭状态。当节气门开度达50%以上（全负荷）时，可动触点与全负荷触点接通，向ECU反馈一个电压信号，从而ECU可检测到节气门的全开状态。中间状态无检测信号，如图3-59图3-59 开关式节气门位置传感器工作原理（二）可变电阻式节气门位置传感器结构及工作原理1、可变电阻式节气门

42、位置传感器结构可变电阻式节气门位置传感器实质上是一个高灵敏度电位器，其电阻值随节气门开度的变化而变化。其结构如图3-60（a）所示，主要由主触点、分触点、滑道和绝缘体等组成。滑道的材料是陶瓷薄膜电阻，通过两个滑动触点相互连接，滑动触点与节气门轴联动。当节气门轴转动时，触点在滑道上会有不同的电阻值。图3-60可变电阻式节气门位置传感器1、主触头；2、上触点；3、下触点（怠速触点）2、可变电阻式节气门位置传感器工作原理点火开关“ON”位置，ECU通过VC端子给传感器输入5V的参考电压，通过膜片电阻构成回路，信号电压通过主触点、分触点、由VTA端子输入到ECU。随着节气门开度的增大，上下触点逆时针转

43、动，信号电压逐渐增高，当节气门在全开位置时，信号电压为5V左右。随着节气门开度的减小，信号电压逐渐降低。为了提高发动机在怠速位置时的测量精度，在节气门全闭时，下触点将越过滑道上的绝缘体，使IDL端子与E2端子接通，IDL端子的电位迅速下降，从而给ECU提供一个辅助信号。下触点只在节气门全闭（怠速）时才被接通，所以又称“怠速触点”。如图3-60（b）、图3-61所示。图3-61 可变电阻式节气门位置传感器工作原理【思考练习】1节气门位置传感器作用？2节气门位置传感器类型及其结构？3可变电阻式节气门位置传感器工作原理？任务七 氧传感器【任务目标】1掌握氧传感器作用2了解氧传感器工作原理3掌握氧传感

44、器结构4熟悉氧传感器控制原理及检测方法只有根据汽车的工作环境，使用情况等随时调整发动机的空燃比，才能获得高的经济性和低的排放污染。为的达到这一目的，电控汽油喷射系统中广泛采用了闭环控制系统，即在系统中增设一氧传感器，安装在发动机排气管内。它的功用是在发动机工作过程中，向ECU输送一个标志着排气中含氧量的电压信号，根据此信号，ECU随时修正汽油的喷射量，确保可燃混合气的空燃比始终稳定在理论空燃比附近。如图3-67所示图3-67 氧传感器反馈控制示意图 氧传感器的安装位置： 安装在三元催化转换器前面的排气管上。实物如图3-68 氧传感器的分类：按工作原理不同可分为：氧化锆式和氧化钛式按插接器的接线

45、数不同可分为： 单线式、二线式、四线式如图3-69所示 一、氧化锆式氧传感器1、结构氧化锆氧传感器的结构如图3-70所示，主要由固体电解质（二氧化锆）、电极、保护套、加热棒、接线端子等组成图3-70 氧化锆氧传感器2、氧化锆式氧传感器工作原理氧传感器内侧通大气，外侧与排气接触。当氧化锆内表面处的气体中氧的浓度与外表面处排气中氧的浓度有较大差别时，氧化锆元件两侧铂电极之间将产生一电压。当混合气稀时，排气中的氧含量高，氧化锆元件内外侧氧浓度差别小，电极间产生的电压低（约0伏）；反之，电极间产生高电压（约1伏）如图3-71所示。 图3-71 氧化锆氧传感器工作原理由于氧化锆只能在400以上的高温时才

46、能正常工作，为保证发动机在进气量少、排气温度低时也能正常工作，有的氧传感器内装有加热器，加热器也由发动机ECU控制。不带加热器的氧传感器称为普通型氧传感器，带加热器的氧传感器称为热型氧传感器。 二、氧化钛式氧传感器1、结构：氧化钛式氧传感器的结构如图3-72所示，主要由二氧化钛元件、陶瓷元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。图3-72 氧化钛式氧传感器的结构2、工作原理 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大;反之，废气中的氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即可转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。氧化钛式氧传感器此种氧传感器是利用化学反应强

47、、对氧气敏感、易于还原的半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应，从而导致电阻值变化的原理工作的，它是一种电阻型气敏传感器。三、氧传感器控制电路如图3-73所示为日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。闭环控制时，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高电压信号（0.750.9V）。此时ECU减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0.1 V左右，ECU立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内 图3-73 氧传感器闭环控制原理图 四、检测 热型氧传感器加热器的检查 对热型氧传感

48、器，测量其加热器线圈电阻 ，其阻值就符合标准（一般为440欧姆）。氧传感器信号检查连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到400以上时再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号（0.750.90V），减速时应输出低电压信号（0.100.40V）。若不符合上述要求，应更换氧传感器。 【思考练习】1氧传感器作用？2氧化锆式氧传感器工作原理？3氧化锆式氧传感器结构任务八 温度传感器检测【任务目标】1掌握温度传感器作用2掌握温度传感器结构3了解温度传感器工作原理4熟悉温度传感器检测 一、水温传感器 水温传感器安装在发动机节

49、温器出水口附近，实物如图3-74、功用检测发动机冷却液温度。发动机在运转过程中，混合气浓度需根据发动机温度的高低进行修正，并采用水温传感器向ECU输送温度信号。图3-74 水温传感器安装位置 、结构水温传感器的结构如图3-75，它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻（NTC电阻）构成，利用电阻值的变化来检测冷却液的温度。图3-75 水温传感器的结构 3、原理热敏电阻的特性如图3-76所示，冷却液温度越低电阻值越大，冷却液温度越高电阻值越小。将该传感器的信号输入到ECU，就可以根据冷却液温度进行喷油量的控制。 图3-76 热敏电阻的特性 当在外界环境温度较低的条件下起动发动机

50、时，这时水温传感器的热敏电阻阻值较大，此时ECU接收到低温信号，给喷油器较多额外喷油的指令，使喷油器多喷油，当发动机冷却液的温度逐渐升高时，热敏电阻的阻值逐渐减小，此时ECU控制喷油器逐渐减少额外喷油。如果发动机冷却液的温度达到80以上时，水温传感器热敏电阻的电阻值约为 0.4 k，此时ECU控制喷油器进行正常喷油而不额外喷油，发动机进入正常工作状态。4、检测检查时，可拆下冷却液温度传感器，将其置于盛水的烧杯中加热，用万用表电阻档在连接线处测量不同水温时的电阻，如图3-77所示，其电阻值随温度变化的规律，应符合特性曲线相应温度下的电阻值（车行不通时，测试结果会有一些差别）。一般情况下，在水温2

51、0时，其阻值应为23，80应为0.20.4。图3-77 冷却液温度传感器阻值与温度的关系 二、进气温度传感器 1.进气温度传感器的作用检测发动机吸入（进入空气流量计）的空气温度，并将空气温度信号转变成ECU能识别的电信号传送给ECU，它根据进气温度的高低，做不同程度的额外喷油。进气温度传感器的内部结构与水温传感器完全相同，也是由一个负温度系数的热敏电阻构成的。D型EFI系统中，进气温度传感器安装在空气滤清器的壳体内或是进气总管内。L型EFI系统则安装在空气流量计内。当进气温度传感器在叶片式及卡门旋涡式空气流量计上使用时，由于吸入空气温度的变化会引起空气密度发生变化，因此需要进行喷油量的修正，这

52、时通常是将进气温度传感器安装在空气流量计的空气测量部位。一般由热敏电阻和壳体等组成；热敏电阻有负温度系数和正温度系数两种；一般采用负温度系数热敏电阻。进气温度传感器安装在进气管上（图3-78a）或翼片式空气流量计上（图3-78b）； 图3-78进气温度传感器安装位置（D型）a.b 2、结构进气温度传感器的结构如图3-79与水温传感器结构相同，它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻（NTC电阻）构成，利用电阻值的变化来检测进气的温度。图3-79 进气温度传感器的结构 3、原理进气温度传感器把所测得的进气温度变成电信号，输送给ECU，ECU将该信号计算后去控制喷油器进行额外喷油

53、。当气温低于40时，额外喷油量较多;当气温高于40时，则额外喷油量较少，进气温度在任何情况下都起作用，从而根据进气温度，由ECU控制喷油器进行不同程度的额外喷油4、检测进气温度传感器的电阻检测方法和要求与冷却水温度传感器基本相同。单件检查时，点火开关置于“OFF”，拔下进气温度传感器导线连接器，并将传感器拆下；如图3-81所示，用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器；用万用表档测量在不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻值与标准数值进行比较，如果与标准值不符，则应更换。图3-81 进气温度传感器的检测 （a）加热 （b）测量 【思考练习】1温度传感器作用？2温度传感器结构？3冷却水温

54、度传感器工作原理？4冷却水温度传感器检测？任务九 认知爆震传感器【任务目标】1掌握爆震传感器作用2掌握爆震传感器类型、结构3了解爆震传感器工作原理4熟悉爆震传感器检测爆震传感器功用是将发动机爆震信号转化为电信号传递给ECU，ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，使点火提前角保持最佳值。爆震传感器用来检测发动机有无爆震发生，检测方法有三种：一是检测气缸压力；二是检测发动机振动；三是检测燃烧噪声。目前常用检测发动机振动的方法来判断有无爆震。爆震传感器一般安装在发动机的机体上，常见有共振型、非共振型和火花塞座金属型三种。如图3-82（a）（b）所示。 图3-82 爆震传感器实物及安装位置一、结构

55、1、非共振型爆震传感器的结构如图3-83所示。该类型传感器是利用压电感应元件直接检测爆燃信息，并将爆燃时产生的震动压力转换成电信号输出。2、共振型爆震传感器的结构如图3-84所示。该类型传感器是由具有与爆燃几乎相同振动频率的振子并能够检测振子震动压力，并将其转换成电压信号的压元件构成。 3、火花塞座金属型爆震传感器的结构如图3-85所示。该类型传感器是在火花塞的垫圈部位安装有压电感应元件，根据燃烧压力直接检测爆燃信息，并将震动压力转换成电压信号输出。该类型的爆震传感器一般每缸火花塞都安装一个。二、工作原理爆震传感器的工作原理如图3-86所示。ECU根据爆震传感器的信号，判断发动机燃烧过程中是否

56、有爆震现象发生和发生爆震时的震动强度，进而发出指令调整点火时刻。 图3-86 爆震控制三、爆震传感器的检测以大众车系传感器检测为例：(1)所需仪器和工具:检测箱VAG1598/18,数字万用表VAG1715或VAG1526,测量附件VAG1594,电路图。(2)检测步骤 1)性能检测。拔下爆震传感器插座。用万用表测量爆震传感器插头两个端子之间的电阻值(如图3-9-6所示),应为。若测得结果不符合上述要求,须更换传感器;若测得结果满足上述要求,应进行线路检测。 2)线路检测。拆下右前轮柱下护板,拉出ECU插接器得固定锁架,拔下ECU插座。将ECU插座安装在VAG1598/18检测箱相对应的插头上

57、。 用万用表测量:感器插座第1端子与检测箱第36检测孔、传感器插座第2端子与检测箱第34检测孔之间的电阻值,均应小于1.5 ;传感器插座第1端子与检测箱第34检测孔之间的电阻值,应为。 若线路有故障,须按电路图检查线路,并排除故障;若线路无故障,则松开爆震传感器的固定螺栓,然后再用20N.m的力矩扭紧。经上述处理后,爆震传感器的故障仍末消除,则更换该传感器。 若无VAG1598/18检测箱,则如图3-9-7所示,用万用表测量,传感器插座第1端子与ECU插座第36端子、传感器插座第2端子与ECU插座第34端子之间的电阻值,应小于1.5n;传感器插座第1端子与ECU插座第34端子之间的电阻值,应为

58、【思考练习】1爆震传感器作用？2爆震传感器类型、结构？3共振式爆震传感器工作原理任务十 转速传感器检测【任务目标】1掌握转速传感器作用2了解转速传感器结构3掌握转速传感器工作原理4熟悉转速传感器检测发动机转速传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一。其作用是确认活塞在气缸内的实际位置（凸轮轴位置传感器的作用），控制点火时刻、点火提前角、和喷油时刻（曲轴位置传感器的作用）。检测并输入ECU的信号活塞上止点位置及曲轴转角。发动机转速传感器根据其工作原理可分为磁脉冲式（电磁感应式）、光电感应式和霍尔式三大类。其安装位置有在曲轴前端、飞轮上和分电器内等。下面以安装在分电器内的为例别讨论各种类型发

59、动机曲轴转速传感器的结构、工作原理和性能检测。由于凸轮轴位置传感器与曲轴位置传感器工作原理相同，而且组装在一起这里就不在特别详述。一、电磁式转速传感器1、结构电磁式转速传感器结构如图3-87所示，主要由永久性磁铁、信号线圈、转子等组成，。转子固定在分电器轴上，由发动机凸轮轴带动其旋转，信号线圈固定在分电器壳体上。图3-87电磁式转速传感器结构 实物永久性磁铁的磁感应线经转子、信号线圈、托架构成回路，转子由分电器带动其旋转，转子上有与发动机气缸相等的凸轮。转子在旋转时，由于不断地改变凸轮与托架之间的磁隙，通过信号线圈的磁通量不断变化，线圈中便产生感应电压，并以交流形式输出。发动机每转动两圈，传感

60、器转子转一圈，线圈中产生的信号电压周期数与发动机气缸数相同，因此测出单位时间内信号电压的变化次数，即可得知发动机的转速。在实际应用的结构中，常将发动机转速和曲轴位置传感器一同装于分电器内，使用复合转子和耦合线圈。以丰田皇冠发动机转速传感器为例，如图3-88、3-89、3-90所示，它具有两套信号发生系统，即具有一个凸轮的G转子，信号线圈G1、G2以及具有24个凸轮的Ne转子、Ne信号线圈。 2、原理分电器轴转动，G转子和Ne转子与其同步转动。具有一个凸轮的G转子与信号线圈G1和G2中各产生一个脉冲电压信号。只要在设计和装配时保证使G转子的凸轮在一缸或六缸压缩行程上止点时，与信号线圈G1、或G2