传感器及应用第2版 教学课件 ppt 作者 王煜东 主编 传感器第8章

1、传感器及应用 第8章,要点： 汽车用各种传感器的类型、作用、安装位置、检查方法,第8章 传感器在汽车中的应用,主要内容, 8.1 汽车传感器的特点 8.2 温度传感器的应用 8.3 压力与流量传感器的应用 8.4 气体传感器的应用 8.5 速度传感器的应用 8.6 加速度和振动传感器的应用 8.7 位置传感器的应用 8.8 传感器在汽车中的其他应用,1.汽车传感器的工作环境 （1）使用温度 在车内4080，发动机室内120，发动机机体上和制动装置上高达150。 （2）振动负载 车身频率为10200Hz，承受力为10g，在发动机机体上频率为102000Hz，承受力为40g（在不合适的位置上达100g），在车轮上达100g。 （3）干扰电磁场 在500kHz到1GHz频率范围内达200V/m，在100kHz到750MHz频率范围内达300V/m。 （4）污染 在汽车内较少，在发动机箱内和驱动轴上则非常严重。 （5）湿度 10%100%RH, 40120。,8.1 汽车用传感器的特点,2.汽车电子系统的功能单元 在现代大型汽车里，除音响设备外，可用四个控制功能单元覆盖所有汽车电子工作。它们可

2、通过总线系统进行通信。 （1）发动机和驱动装置 包括点火、混合准备、电子发动机功率控制、自动稳定性控制、牵引助动、驱动控制等。 （2）行驶机构 包括自动水平控制、电子后轮转向、自动行驶机构确定、车轮气压控制、主动和半主动车轮悬挂等。 （3）安全保障系统 包括ABS（防抱死系统）、运行动态控制、气囊、自动驾驶滚动环、电控制驾驶支持系统、电动窗把手保护等。 （4）舒适系统 包括车载计算机、运行控制、偷盗保险、电动行车帮助、司机信息系统（目的地引导）、空调控制、位置存储器、集中门控系统等。,3.汽车用传感器的种类与检测量 （1）温度传感器 冷却水、排出气体(催化剂)、吸入空气、发动机机油、门动变速器液压油、车内外空气。 （2）压力传感器 进气歧管压力、大气力、燃烧压力、发动机油压、自动变速器油压、制动压、各种泵压、轮胎压力。 （3）转速传感器 曲轴转角、曲轴转速、方向盘转角、乍轮速度。 （4）速度、加速度传感器 车速(绝对值)、加速度。 （5）流量传感器 吸入空气量、燃料流量、废气再循环量、二次空气量、冷媒流量 （6）液量传感器 燃油、冷却水、电解液、洗窗液、机油、制动液。,（7）位移方位传

3、感器 节气门升度、废其气再循环阀开度、车辆高度(悬架、位移)、行驶距离、行驶方位、GPS全球定位。 （8）气体浓变传感器 氧气、二氧化碳、NOX、HC、柴油烟度。 （9）其他传感器 转矩、爆震、荷重、轮胎失效、冲占物、燃料成分、风量、雨水、湿度、玻璃结露、饮酒、睡眠、蓄电池电压及容量、灯泡断线、日照、光照、地磁等。,4.电子控制系统传感器精度要求 传感器的检测项目和精度要求见表8-1。,表8-1 汽车传感器的检测项目和精度要求,8.2.1 热敏电阻式温度传感器的结构与检修 1.冷却液温度传感器的结构与检修 冷却液温度传感器采用负温度系数的热敏电阻，安装在冷却水道上，检测冷却液（水）温度，其结构如图8-1所示。ECU根据发动机冷却液温度的高低对发动机喷油量进行修正，以调整空燃比。冷却液温度传感器与ECU的连接电路如图8-2所示。,8.2 温度传感器的应用,图8-2,图8-1 冷却液温度传感器的结构,冷却液温度传感器的检查方法有单体检查法和就车检查法。 单体检查：从车上拆下冷却液温度传感器，并将其置于水杯中，缓慢加热提高水温，同时用万用表测量传感器两端子间的电阻值应在正常范围内，否则表明传

4、感器已损坏，应换用新的传感器。正常的传感器，20时的电阻值为23k，40时的电阻值为0.91.3k。 就车检查：将冷却液温度传感器的连接器断开，用万用表测定传感器两端子间的电阻值，判断传感器的好坏。,水温表安装在仪表面板上，可以检测冷却液温度，也可以检测润滑油的温度。水温表用的热敏电阻式传感器的结构如图8-3所示。NTC热敏电阻与加热双金属片用的电热丝串联。当水温较低时，热敏电阻的电阻值较高，电路中的电流小，电热丝的发热量小，双金属片弯曲并带动指针指向低温一侧；当水温升高时，热敏电阻的电阻值减小，回路电流增大，电热丝发热量大，使双金属片受热弯曲量增加，从而带动指针指向高温侧。当水温表无指示或指示不正常时，应拔下水温表热敏电阻式传感器的接头引线，拆下传感器，用万用表欧姆档测量传感器两端子间的电阻，电阻值的范围与冷却液温度传感器的相同。,图8-3 水温表传感器结构 1加热用线圈与双金属片 2接收部件 3发送部件,2.水温表热敏电阻式传感器的结构与检修,车内、外气温传感器与电位计串联，检测车内、外空气温度，自动启动汽车空调温度控制系统工作，以保持车内的温度恒定。车内温度传感器安装在挡风玻璃底

5、下，车外温度传感器安装在前保险杠内。其结构如图8-4所示。 车内、外空气温度传感器的检测方法也是通过测量其电阻值来判断的。例如，一汽奥迪轿车内、外温度传感器在不同温度下的电阻值见表8-2。,图8-4 车外空气温度传感器的结构,3.车内、外空气温度传感器的结构与检修,图8-5 进气温度传感器的结构 1绝缘套 2塑料外壳 3防水插座 4铜垫圈 5热敏电阻,4.进气温度传感器的结构与检修,进气温度传感器的作用是检测发动机的进气温度的。在L型电子燃油喷射装置中，它安装在空气流量传感器内；在D型电子燃油喷射装置中，它安装在空气滤清器的外壳上或稳压罐内。进气温度传感器的结构如图8-5所示。,进气温度传感器的检测与冷却液温度传感器的检测方法相同，分单体检测和就车检测。单体检测时，将传感器放入温度为20的水中，1分钟后测量传感器端子间的电阻值，正常值应在2.22.7k之间。就车检测时，拆下传感器的连接器，测定连接器的传感器侧THA-E2两端子之间的电阻值。设置在空气流量计中的进气温度传感器的检测，用电吹风机加热空气流量计中的进气温度传感器，并测量其电阻值，随着温度的升高，电阻值应减小。,5.空调蒸发器

6、出风口温度传感器的结构与检修 蒸发器出风口温度传感器的结构如图8-6所示。它安装在空调的蒸发器片上，工作温度范围为2060。控制空调压缩机电磁离合器的通断，防止蒸发器出现结冰堵塞。 检测蒸发器出风口温度传感器，要先拆下传感器的连接器，用万用表欧姆档测量传感器LL两端子之间电阻值，在4.855.15k之间为良好，否则表明传感器损坏。,图8-6 蒸发器出风口温度传感器的结构,6.排气温度传感器的结构与检修 排气温度传感器的结构如图8-7所示，它安装在汽车尾气催化转换器上，温度检测元件是负温度系数的热敏电阻，用来检测排气温度。若排气温度异常，经电脑分析处理，会启动异常高温警报系统，使排气温度警告灯亮，告知司乘人员。 单体检测：用炉子加热传感器的顶端40mm长的部分，直到靠近火焰处呈暗红色，这时传感器连接器端子间的电阻值，应在0.420k之间。 就车检测：在接通点火开关时，排气温度指示灯亮，而在发动机起动时指示灯熄灭，表明传感器良好。如丰田汽车上，当短路自诊断连接器的CCO与E1两端子时，排气温度指示灯亮为良好。注意：排气温度传感器引线的橡胶管有损伤时，应当换用新的传感器。,图8-7 排气温度

7、传感器的结构 1温度传感器 2安装部位 3引线部位,7.EGR系统监测温度传感器的结构与检修 EGR (废气再循环)系统监测温度传感器安装在EGR阀的进气道上，用来检测EGR阀内再循环气体的温度变化情况和EGR阀的工作状况。EGR监测温度传感器使用热敏电阻，其结构如图8-8所示。 EGR监测温度传感器利用EGR工作时与不工作时的温差，来判断EGR的工作状况，检测的温度范围300400。传感器的初始电阻值：50时为63577k，100时为85.38.8k，200时为5.10.61k，400时为0.160.05k。,图8-8 EGR监测温度传感器 1热敏电阻 2紧固螺母 3垫圈 4辅助环 5引线,1.石蜡式气体温度传感器(ITC阀)的结构与检修 石蜡式气体温度传感器用于化油器式发动机上，低温时作为发动机进气温度调节装置用传感器(HAI传感器)，高温时作为发动机怠速修正用传感器(HIC传感器)。石蜡式气体温度传感器的结构如图8-9所示。传感器是利用石蜡作为检测元件，当温度升高时，石蜡膨胀，推动活塞运动，在规定温度时，关闭或开启阀门。此外，随温度的升高，节流孔的截面积也在发生变化。石蜡式气体温

8、度传感器的调节器作用是：在寒冷的季节，测量空气滤清器内的进气温度，控制进气温度调节装置的真空膜片负压，保持合适的进气温度；在高温怠速状态时，将化油器的旁通管直通大气，保证进气支管内混合气的最佳空燃比。 检查石蜡式气体温度传感器时，主要看传感器在不同温度环境下的工作情况。如应用在丰田2E-LU汽车上的石蜡式气体温度传感器，当温度低于25时，石蜡收缩，推动气阀(ITC阀)活塞上移，关闭阀门，隔断大气通道；当温度处于2555时，石蜡膨胀，阀门渐开，引入大气；当温度高于55时，随温度的升高，阀门开度会增大，以确保最佳的混合比。,8.2.2 其他类型的温度传感器的结构与检修,2.双金属片式气体温度传感器(HAI阀)的结构与检修 双金属片式气体温度传感器通常用于化油器型发动机的进气温度测量和进气量控制，其构造如图8-10所示。发动机工作时，利用温度调节装置(HAI系统)，测定进气温度的变化，并通过真空膜片，调节冷气、暖气的比例。低温时，双金属片不弯曲，阀门关闭；高温时，双金属片弯曲，阀门开启。 双金属片式气体温度传感器的检修方法是将软管从真空电动机侧拆下，确认软管内无负压。当空气温度在17以下时，

9、连接软管后，软管内应有负压，冷暖气转换阀升起为正常；当空气温度达到28以上时，软管内负压应减小，否则应更换传感器。,3.热敏铁氧体温度传感器的结构与检修 热敏铁氧体温度传感器常用于控制散热器的冷却风扇，其结构如图8-11所示。在被测的冷却液温度低于规定温度时，热敏铁氧变为强磁性体，传感器的舌簧开关闭合，冷却风扇继电器断开，冷却风扇停止工作。当高于规定温度时，热敏铁氧体不被磁化，触点断开。热敏铁氧体的规定温度在0130之间。 热敏铁氧体温度传感器的检查方法是将热敏铁氧体传感器置于盛水的容器中，在加热容器的同时用万用表测量传感器的工作情况。正常时，在水温低于规定温度时为导通状态(阻值为0)；在水温高于规定温度时应断开(阻值为)。否则，表明热敏铁氧体温度传感器已损坏，应予更换。,1.汽车传感器的特点：环境条件恶劣、种类及检测量多。 2.温度传感器：,小结：,作业：8-1、8-2。,汽车上应用的压力传感器较多，用来检测进气支管压力、气缸压力、发动机油压、变速器油压、车外大气压力及轮胎压力等。它们的主要作是：支管压力测定，控制点火提前角、空燃比和EGR；气缸压力测定，控制爆燃；大气压测量，修正空燃比；轮胎气压监测；变速器油压测量，控制变速器；制动阀油压测量，控制制动；悬架油压测量，控制悬架。,8.3 压力与流量传感器的应用,8.3.1 压力传感器的应用,1.真空开关的结构原理 真空开关主要用于化油器型发动机，其作用是通过测量压力差，来检测空气滤清器是否有堵塞，进而判断空气滤清器的工作状况。真空开关的构造如图8-12所示，主要由膜片、磁铁、笛簧开关、弹簧，以及A、B两腔室组成。A、B两腔室的接口分别与待检测的部位连接，工作时，A、B腔室之间会产生压力差(假设AB)，则膜片向负压一侧(B腔侧)运动，与膜片成为一体的磁铁便随之运动，使笛簧开关导通。 采用真空开关的空气滤清器堵塞检测系统时，将真空开关的A腔接口通过管道与大气相连，B腔接口通过滤清器与发动机相连，工作过程中，当空气滤清器发生堵塞时，即B接口处为负压，则膜片带动磁铁一起下移，笛簧开关导通，滤清器堵塞报警指示灯亮。,图8-1

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