汽車傳感器原理及故障分析

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 桑塔納發(fā)動機(jī)傳感器檢測 The detection of santana engine sensor 班 級 汽檢101 學(xué)生姓名 孫孟祥 學(xué)號 100080528 指導(dǎo)教師 代洪 張菊 職稱 教授 講師 導(dǎo)師單位 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 論文提交日期 年 月 日 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 課題名稱桑塔納發(fā)動機(jī)傳感器檢測 課題性質(zhì) 工程設(shè)計(jì) 班 級 汽檢101 學(xué)生姓名 孫 孟 祥 學(xué) 號 100080528 指導(dǎo)教師 代洪 張菊 導(dǎo)師職稱 教授 講師 一選題意義及背景桑塔納AJR發(fā)動機(jī)在大眾系列轎車中具有代表性的意義，理解桑塔納AJR發(fā)動機(jī)傳感器的工作原

2、理及檢修就能很好的解決這一系列傳感器的檢修。目前市面上電控及傳感器的檢修費(fèi)用很貴，通過這次介紹希望有更多的人了解，降低維修費(fèi)用。二畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容較為詳細(xì)的介紹了桑塔納AJR發(fā)動機(jī)上的傳感器，包括類型、結(jié)構(gòu)原理、線路連接及檢測。講述了桑塔納AJR發(fā)動機(jī)的故障診斷。詳細(xì)的介紹了各傳感器的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓及電阻，通個測量實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)值比對來確定傳感器的好壞。三計(jì)劃進(jìn)度：第 八 周：詢問指導(dǎo)教師，查找相關(guān)資料階段。第 九 周：構(gòu)思大體框架，列出大綱，并聽取指導(dǎo)教師的意見。第 十 周：熟悉桑塔納AJR發(fā)動機(jī)的傳感器，并聽取指導(dǎo)教師的意見。第十一周：對桑塔納AJR發(fā)動機(jī)傳感器進(jìn)行檢測，并聽取指導(dǎo)教師

3、的意見。第十二周：完成初稿，聽取指導(dǎo)教師的意見并作局部修改。第十三周：將論文打印出來并裝訂好準(zhǔn)備答辯。第十四周：論文答辯四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電子稿2、紙質(zhì)文檔指導(dǎo)教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，

4、本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。 畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 摘 要 本文主要講述桑塔納2000Gsi轎車AJR型發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的傳感器的工作原理及檢測方法。 首先，以圖文的方式綜述什么是電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)中傳感器，電控單元，執(zhí)行器三者的關(guān)系。然后分章節(jié)一一介紹各個傳感器，并以實(shí)物圖和控制電路原理圖二者相結(jié)合的方式更清楚的闡述各個傳感器的工作原理和具體的檢測方法。 本文主要是傳感

5、器技術(shù)方面的資料，讀者可以通過對本文了解更多的關(guān)于桑塔納2000Gsi發(fā)動機(jī)的資料。 關(guān)鍵詞： 發(fā)動機(jī) 傳感器 檢測 Abstract This paper mainly tells santana 2000 gsi car AJR type engine electronic control system of the sensor's working principle and test method First of all, with excellent pictures and texts in what is way of electric control system,

6、electric control system sensors, electronic control unit, the relationship between actuators. Then points chapter introduced each sensor, and in-kind diagram and control circuit principle diagram of the combination of both more clearly expounds the working principle of each sensor and detailed test

7、methods. This paper mainly is the sensor technology aspects of material, the reader can through to this paper learn more about santana 2000 gsi engine material.Key： Engine sensor detection目 錄前 言1第一章 汽車傳感器ECU執(zhí)行器的關(guān)系概述31.1電子控制組件（ECU）31.2傳感器31.3執(zhí)行器3第二章 傳感器的檢測52.1 空氣流量計(jì)52.1.1空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理52.1.2空氣流量計(jì)的檢測52

8、.2 節(jié)氣門位置傳感器72.2.1節(jié)氣門位置傳感器的作用72.2.2節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理72.2.3節(jié)氣門位置傳感器的檢測82.3 爆震傳感器92.3.1爆震傳感器的應(yīng)用背景92.3.2爆震傳感器的工作原理92.3.3爆震信號的判定92.3.4爆震傳感器的檢測92.4 曲軸位置傳感器102.4.1概述102.4.2曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理10 2.4.3曲軸位置傳感器的檢測 112.5 凸輪軸位置傳感器112.5.1概述112.5.2凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理112.5.3凸輪軸位置傳感器的檢測13第三章 AJR發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)的常見故障143.1蓄電池電壓和起動機(jī)工作

9、正常，但發(fā)動機(jī)不能起動或冷起動困難153.2發(fā)動機(jī)怠速時抖動153.3噴油器、曲軸位置傳感器的檢查15結(jié) 論16參考文獻(xiàn)17致 謝18前 言桑塔納2000Gsi轎車是上海大眾汽車制造廠在上世紀(jì)末推出的新車型，其結(jié)構(gòu)具有一定的普遍性和代表性。（1） 概述 桑塔納2000GSi型轎車的AJR型發(fā)動機(jī)采用了德國波許（BOSCH）公司最先進(jìn)的Motronic3.8.2電子控制多點(diǎn)汽油順序噴射系統(tǒng)。它是在AFE型發(fā)動機(jī)Motronic1.5.4系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該系統(tǒng)采用熱膜式空氣流量計(jì)檢測發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量，可直接反映發(fā)動機(jī)負(fù)荷，比Motronic1.5.4系統(tǒng)所采用的絕對壓力傳感器檢測進(jìn)氣歧管壓力并

10、推算流量的方法更精確。AJR型發(fā)動機(jī)的曲軸上裝有1個58齒的信號觸發(fā)輪，用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角信號，它比AFE型發(fā)動機(jī)的分電器中由4齒觸發(fā)輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角信號更為準(zhǔn)確。M3.8.2系統(tǒng)能依據(jù)進(jìn)氣流量信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號準(zhǔn)確地控制發(fā)動機(jī)混合氣空燃比和點(diǎn)火時間，從而極大地降低了汽車排氣污染。 M3.8.2電子控制汽油噴射系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、汽油供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，AJR型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖 1 AJR型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 1-熱膜式空氣流量計(jì) 2-電子控制單元 3-電動汽油泵 4-節(jié)氣門控制組件 5-怠速電機(jī)（與節(jié)氣門控制組件一體） 6-進(jìn)氣溫度傳感器 7-油壓調(diào)節(jié)器

11、 8-噴油器 9-爆震傳感器 10-汽油濾清器 11-點(diǎn)火線圈 12-氧傳感器 13-冷卻液溫度傳感器 14-轉(zhuǎn)速傳感器（2） 怠速系統(tǒng)的主要部件介紹 節(jié)氣門控制單元：由節(jié)氣門電位計(jì)G69、怠速節(jié)氣門電位計(jì)G88、怠速開關(guān)F60、怠速電機(jī)、應(yīng)急彈簧組成。節(jié)氣門控制單元是一個整體，不能拆開，不能調(diào)整。 節(jié)氣門控制單元有四種工作狀況：非怠速工況、怠速調(diào)節(jié)、減速調(diào)節(jié)和機(jī)械應(yīng)急怠速工作狀況。（3） 傳感器與附加信號：熱膜式空氣流量計(jì)G70向發(fā)動機(jī)控制單元提供進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的空氣量，使之確定噴油量和點(diǎn)火時間；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器G28向發(fā)動機(jī)控制單元提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角信號，起動機(jī)轉(zhuǎn)動時若無此

12、信號則發(fā)動機(jī)不能發(fā)動。凸輪軸位置傳感器G40是點(diǎn)火控制的主信號；水溫傳感器G62、進(jìn)氣溫度傳感器G72為噴油和點(diǎn)火正時的修正信號；氧傳感器G39向發(fā)動機(jī)控制單元提供廢氣中“剩余氧含量”信號，控制單元根據(jù)這個信號修正下一時刻的噴油量。爆震傳感器G61、G66將爆震信號傳給控制單元，控制單元對該缸的點(diǎn)火時間向后推遲。附加信號是與發(fā)動機(jī)控制單元有關(guān)的輸入和輸出信號，可以是傳感器或開關(guān)信號，也可以是與其他控制單元交換的信號。主要有：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、空調(diào)壓縮機(jī)信號、空調(diào)開關(guān)信號、車速信號、診斷信號等。（4）汽車故障自診斷系統(tǒng)： 汽車故障自診斷是指汽車控制系統(tǒng)在正常工作時，電控單元ECU的輸入和輸出信號都

13、是在一個規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)控制電路的信號出現(xiàn)異常時，ECU中的診斷系統(tǒng)就判定該電路信號出現(xiàn)故障并把的故障碼儲存在隨機(jī)儲存器（RAM）中，故障碼可長期保存，清除故障碼需要斷開專門的隨機(jī)儲存器連接電路或者直接斷開蓄電池。第一章汽車傳感器ECU執(zhí)行器的關(guān)系概述1.1電子控制組件（ECU）ECU以微機(jī)為中心。還包括前置的A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號緩沖器以及后置的信號放大器等。微機(jī)運(yùn)算速度快、精度高，能實(shí)時控制，并具備多中斷響應(yīng)等功能。目前除了8位、16位微機(jī)外，32位特別是64位微機(jī)已開始逐步使用。而且，不僅有通用型微機(jī)和單片機(jī)，專用的汽車微機(jī)也已研制出來。正是微機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展促進(jìn)了汽車電控技術(shù)的

14、不斷完善?？梢哉f，當(dāng)前ECU的發(fā)展總趨勢是從單系統(tǒng)單機(jī)控制向多系統(tǒng)集中控制過渡。不久以后，汽車電控系統(tǒng)將采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)、車身電控系統(tǒng)、底盤電控系統(tǒng)及信息與通信系統(tǒng)等各系統(tǒng)的ECU相聯(lián)結(jié)，形成機(jī)內(nèi)分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)汽車電子綜合控制。實(shí)物如圖1-1所示 圖 1-1 ECU實(shí)物圖 1.2傳感器汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否精確可靠地工作至關(guān)重要。近年來在該領(lǐng)域中，理論研究及材料應(yīng)用發(fā)展較為迅速，半導(dǎo)體和金屬膜技術(shù)、陶瓷燒結(jié)技術(shù)等迅猛發(fā)展。毋庸置疑，智能化、集成化和數(shù)字化將是傳感器的未來發(fā)展趨勢。例如氧傳感器，結(jié)構(gòu)圖1-2，實(shí)物圖1-3所示。 圖 1-2 氧傳

15、感器結(jié)構(gòu)圖 圖 1-3 氧傳感器實(shí)物圖 1.3執(zhí)行器執(zhí)行器用來精確無誤地執(zhí)行ECU發(fā)出的命令信號。因此，執(zhí)行器工作的精確與否將最終影響電控的成敗，正因如此，其工作可靠性和精確性一直作為研究重點(diǎn)而倍受關(guān)注。目前，汽車電控系統(tǒng)的執(zhí)行器類型繁多，有電磁閥、電動機(jī)、壓電元件、點(diǎn)火器、電磁繼電器、熱電偶等，結(jié)構(gòu)與功能不盡相同。執(zhí)行器的發(fā)展方向是智能化執(zhí)行器和固態(tài)智能動力裝置。綜上所述：電控系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制組件（ECU）、執(zhí)行器3個部分組成。傳感器作為輸入部分，用于測量物理信號（溫度、壓力等），將其轉(zhuǎn)換為電信號；ECU的作用是接收傳感器的輸入信號，并按設(shè)定的程序進(jìn)行計(jì)算處理，輸出處理結(jié)果；執(zhí)行器

16、則根據(jù) ECU輸出的電信號驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使之按要求變化。傳感器，ECU，執(zhí)行器之間的關(guān)系如圖1-4所示。圖 1-4 傳感器ECU執(zhí)行器的關(guān)系圖第二章傳感器的檢測 2.1空氣流量計(jì)2.1.1空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理熱膜式空氣質(zhì)量計(jì)安裝在空氣濾清器和進(jìn)氣軟管之間，主要由導(dǎo)流隔柵、金屬濾網(wǎng)、外殼、溫度補(bǔ)償電路、混合電路盒和線束插座等組成。熱膜式空氣流量計(jì)的實(shí)物如圖2-1所示 圖 2-1 熱膜式空氣流量計(jì)的實(shí)物圖桑塔納AJR發(fā)動機(jī)是使用熱膜式空氣流量計(jì)，本節(jié)主要介紹熱膜式空氣流量計(jì)的工作原理。熱線式空氣流量計(jì)工作為：當(dāng)無空氣流動時，電橋處于平衡狀態(tài)，控制電路輸出某一加熱電流至熱線電阻RH；當(dāng)有空氣流

17、動時，由于RH的熱量被空氣吸收而變冷，其電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，如果保持熱線電阻與吸入空氣的溫差不變并為一定值，就必須增加流過熱線電阻的電流IH。因此，熱線電流IH就是空氣質(zhì)量流量的函數(shù)。熱膜式空氣流量計(jì)和熱線式空氣流量計(jì)一樣也是利用惠斯登電橋工作的，所不同的是：熱膜式不使用白金絲作為熱線，而是將熱線電阻、補(bǔ)償電阻及橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構(gòu)成的。2.1.2空氣流量計(jì)的檢測空氣流量計(jì)連接電路圖2-2圖 2-2 空氣流量計(jì)連接電路圖1. 電阻測試（1）線束導(dǎo)通性測試：將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF，拔下ECU插接器，拔下熱膜式空氣流量計(jì)插接器，根據(jù)電路圖找到空氣流量計(jì)圖形下面的針腳號與

18、ECU 信號測試端口圖相應(yīng)的針腳號，分別測試空氣流量計(jì)3、4、5號針腳對應(yīng)至電控單元12、11、13號針腳的電阻，所有電阻都應(yīng)低于1，否則，更換線束。在實(shí)際測量中，由于測量手法、萬用表本身的誤差以及被測物體表面的氧化與灰塵等因素，發(fā)生幾個歐姆的誤差屬正?，F(xiàn)象，不必拘泥于具體數(shù)字。（2）線束短路性測試：將數(shù)字萬用表設(shè)置在電阻200K檔，測量空氣流量計(jì)針腳 2 與電控單元針腳 11、12、13 之間電阻應(yīng)為。測量空氣流量計(jì)針腳與電控單元針腳：311、13；412、13；511、12之間電阻均應(yīng)為。2.電壓測試本項(xiàng)目電壓測試有電源電壓測試和信號電壓測試兩部分， 其中信號電壓測試是確定空氣流量計(jì)是否失

19、效的主要依據(jù)。（1）電源電壓測試：打開點(diǎn)火開關(guān)，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓20V檔，紅色表針置于空氣流量計(jì)針腳2，黑色表針置于電瓶負(fù)極或發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，打起動機(jī)時應(yīng)顯示12V；紅色表針置于空氣流量計(jì)針腳 4，黑色表針置于電瓶負(fù)極或發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管殼體，應(yīng)顯示5V。在實(shí)際維修中，應(yīng)拔下傳感器插頭，打開點(diǎn)火開關(guān)，測量2號端子與接地間電壓，打起動機(jī)時應(yīng)顯示12V。 此時電控單元會記錄空氣流量計(jì)的故障碼，測試完畢后要使用診斷儀清除故障碼。 （2）信號電壓測試：分單件測試和就車測試兩部分。A.單件測試：將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF，拆下空氣流量計(jì)。將12V電瓶電壓施加在空氣流量計(jì)電器插座針腳2上，將5V電壓施

20、加在空氣流量計(jì)電器插座針腳4上，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓20V檔，測量空氣流量計(jì)電器插座針腳3和針腳5，應(yīng)有 1.5V 左右電壓；用電吹風(fēng)的出風(fēng)口緊靠傳感器的空氣入口，用冷風(fēng)檔向傳感器內(nèi)吹風(fēng)時，電壓值為2.3±0.2V；吹風(fēng)機(jī)緩慢遠(yuǎn)離熱膜式空氣流量計(jì)，隨著距離的增大，電壓值應(yīng)逐漸減??；當(dāng)吹風(fēng)機(jī)距傳感器入口端0.2m時，電壓值應(yīng)為1.5V左右，。若不能滿足上述條件，可以判定空氣流量計(jì)有故障。B.就車測試：起動發(fā)動機(jī)至工作溫度，將數(shù)字萬用表設(shè)置在直流電壓 20V檔， 測量空氣流量計(jì)針腳5 的反饋信號，紅色表針置于空氣流量計(jì)針腳 5，黑色表針搭鐵，怠速時應(yīng)顯示電壓1.5V左右；急踩加速踏

21、板應(yīng)顯示 2.8V 左右。若不符合上述變化，或電壓反而下降，在電源電壓與參考電壓完好的前提下，可以斷定空氣流量計(jì)損壞，必須更換。2.2節(jié)氣門位置傳感器2.2.1節(jié)氣門位置傳感器的作用節(jié)氣門位置傳感器的作用是把汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中節(jié)氣門的位置或開啟變化率轉(zhuǎn)換成電壓信號。該信號輸入ECU后用于（1）修正噴油量（2）修正點(diǎn)火提前角（3）影響廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作（4）控制自動變速器的工作等2.2.2節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理桑塔納AJR發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)及控制組件如圖2-3所示。節(jié)氣門軸帶動滑動電刷在電阻片上滑動，從而將節(jié)氣門開度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?圖 2-3 節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)

22、圖 1 1節(jié)氣門拉索輪 2 節(jié)氣門控制器電位計(jì) 3 緊急運(yùn)行彈簧 4怠速電機(jī) 5 節(jié)氣門電位計(jì) 6整體式怠速穩(wěn)定裝置 7 怠速開關(guān)桑塔納AJR發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門位置傳感器的工作原理為：當(dāng)節(jié)氣門處于怠速開度時，怠速開關(guān)觸點(diǎn)閉合，3號端子的電位為 0，這樣ECU就可以根據(jù)此信號確定怠速狀態(tài)。ECU根據(jù)收到5號端子、 3號端子傳來的信號判斷出發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)。電路連接如圖2-4所示。ECU不僅可以根據(jù)怠速觸點(diǎn)的信號確定怠速狀態(tài)，而且可以在節(jié)氣門位置傳感器安裝位置發(fā)生變化、電阻有誤差等情況，將其作為ECU校正節(jié)氣門開度信號的基準(zhǔn)點(diǎn)。圖 2-4 節(jié)氣門位置傳感器電路圖與連接插頭圖 2.2.3節(jié)氣門位置傳感器

23、的檢測 1）電阻檢測線束導(dǎo)通性的檢測。將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF，拔下此傳感器的導(dǎo)線插頭，檢查節(jié)氣門控制組件插頭端子至發(fā)動機(jī)控制單元ECU相應(yīng)端子（ECU66號端子與傳感器1號端子、ECU 59號端子與傳感器2號端子、ECU69號端子與傳感器3號端子、ECU62號端子與傳感器4號端子、ECU75號端子與傳感器5號端子、ECU67號端子與傳感器7號端子、ECU 74號端子與傳感器8號端子）之間的電阻值，最大不得超過1.5。 2）電壓檢測供電電壓的檢測。打開點(diǎn)火開關(guān)，測量節(jié)氣門控制組件插頭端子4和7間電壓應(yīng)不小于4.5V（用20V量程檔）。3） 波形檢測將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置，把示波器連接到汽車自診斷

24、接口，選擇節(jié)氣門測試，然后啟動發(fā)動機(jī)。電壓應(yīng)從怠速時的低于1V到節(jié)氣門全開時的低于5V。圖2-5 節(jié)氣門波形圖波形上不應(yīng)有任何斷裂、對地尖峰或大跌落。節(jié)氣門標(biāo)準(zhǔn)波形如圖2-5。圖2-5 節(jié)氣門波形圖2.3爆震傳感器2.3.1爆震傳感器的應(yīng)用背景在汽油機(jī)點(diǎn)火控制系統(tǒng)中，爆震的實(shí)時控制是其中重要組成部分。爆震和點(diǎn)火控制密切相關(guān)，點(diǎn)火過于提前發(fā)動機(jī)就會出現(xiàn)爆震，消除爆震的簡單易行辦法就是推遲點(diǎn)火提前角。因此，利用點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制能夠有效的控制發(fā)動機(jī)爆震水平，使發(fā)動機(jī)工作在爆震的臨界狀態(tài)，從此能夠獲得最佳性能。點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制利用爆震傳感器的信號作為反饋信號。當(dāng)點(diǎn)火控制系統(tǒng)檢測到爆震就推遲點(diǎn)火，直

25、到爆震完全消失為止;當(dāng)爆震消失后并在若干循環(huán)內(nèi)不再出現(xiàn)，控制系統(tǒng)會逐步提前一定的點(diǎn)火角度。這樣控制的根據(jù)是，爆震在一定程度上可視為隨機(jī)現(xiàn)象，點(diǎn)火控制系統(tǒng)力求盡快恢復(fù)點(diǎn)火提前以保證發(fā)動機(jī)的性能和排放。2.3.2爆震傳感器的工作原理爆震傳感器也有多種類型。常見的有壓電式和瓷質(zhì)伸縮式兩大類。桑塔納AJR發(fā)動機(jī)使用的是壓電共振型爆震傳感器，本節(jié)主要介紹此傳感器。共振型壓電式爆震傳感器的工作原理為：當(dāng)壓電晶體受到外部的機(jī)械作用力時，其兩個極面上會產(chǎn)生電壓，這就是晶體的壓電效應(yīng)。壓電式爆震傳感器是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。2.3.3爆震信號的判定當(dāng)產(chǎn)生爆震時的振動頻率（約6000Hz左右）與壓電效應(yīng)傳

26、感器自身的固有頻 圖 2-6 共振型壓電式爆震傳感器輸出電壓與頻率的關(guān)系圖 率一致時，即產(chǎn)生共振現(xiàn)象。這時傳感器會輸出一個很高的爆震信號電壓送至ECU，ECU及時修正點(diǎn)火時間，避免爆震的產(chǎn)生。 共振型壓電式爆震傳感器輸出電壓與頻率關(guān)系如圖2-6。2.3.4爆震傳感器的檢測 （1）用解碼器檢測儀檢測爆震傳感器 其檢測方法是: 1)將電腦檢測儀與汽車電腦故障診斷插座連接; 2)讓發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并將電腦檢測儀設(shè)定為數(shù)據(jù)傳送狀態(tài); 3)在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，用鎯頭敲擊爆震傳感器附近的缸體，同時觀察電腦檢測儀顯示屏上數(shù)據(jù)表中發(fā)動機(jī)點(diǎn)火提前角的數(shù)值。若該數(shù)值在鎯頭敲擊時有所下降，表明爆震傳感器工作正常，否則，

27、說明爆震傳感器有故障。 （2）用示波器檢測爆震傳感器 其檢測方法是: 1)將示波器測頭與爆震傳感器信號輸出線連接; 2)打開電門開關(guān)，但不要起動發(fā)動機(jī); 3)用鎯頭敲擊爆震傳感器附近的缸休，同時觀察示波器上爆震傳感器的輸出信號波形。在:螂頭敲擊的同時，應(yīng)有爆震波形出現(xiàn),否則，說明爆震傳感器有故障。 （3）爆震傳感器輸出信號的檢查 拔開爆震傳感器的連接插頭，在發(fā)動機(jī)怠速時用萬用表電壓檔檢查爆震傳感器的接線端子與搭鐵間的電壓，應(yīng)有脈沖電壓輸出。如沒有，應(yīng)更換爆震傳感器。2.4曲軸位置傳感器2.4.1概述曲軸位置傳感器(Crankshaft Position Sensor，CPS)又稱為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與

28、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，其功用是采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，并輸入電子控制單元(ECU)，以便確定點(diǎn)火時刻和噴油時刻。 2.4.2曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理桑塔納2000GSi型轎車的磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內(nèi)靠近離合器一側(cè)的缸體上，主要由信號發(fā)生器和信號轉(zhuǎn)子組成，磁感應(yīng)式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，如圖2-7所示。圖 2-7 磁感應(yīng)式傳感器工作原理 a)接近 b）對正 c）離開 1 信號轉(zhuǎn)子 2 感應(yīng)線圈 3 永久磁鐵 曲軸位置傳感器的工作原理為：信號發(fā)生器用螺釘固定在發(fā)動機(jī)缸體上，由永久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成。傳感線圈又稱為信號線圈，永久磁鐵上帶有一個磁頭，磁頭正對安

29、裝在曲軸上的齒盤式信號轉(zhuǎn)子，磁頭與磁軛(導(dǎo)磁板)連接而構(gòu)成導(dǎo)磁回路。信號轉(zhuǎn)子為齒盤式，在其圓周上均勻間隔地制作有58個凸齒、57個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號，對應(yīng)發(fā)動機(jī)氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個凸齒和三個小齒缺所占的弧度。因?yàn)樾盘栟D(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈 (3600)，信號轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈(3600)，所以信號轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為3600，每個凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為30(58×30+57×30=3450)，大齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為150(2×30+3×30=150)。 當(dāng)曲軸位

30、置傳感器隨曲軸旋轉(zhuǎn)時，由磁感應(yīng)式傳感器工作原理可知，信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感線圈中就會產(chǎn)生一個周期性交變電動勢(即電動勢出現(xiàn)一次最大值和一次最小值)，線圈相應(yīng)地輸出一個交變電壓信號。因?yàn)樾盘栟D(zhuǎn)子上設(shè)有一個產(chǎn)生基準(zhǔn)信號的大齒缺，所以當(dāng)大齒缺轉(zhuǎn)過磁頭時，信號電壓所占的時間較長，即輸出信號為一寬脈沖信號，該信號對應(yīng)于氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。電子控制單元(ECU)接收到寬脈沖信號時，便可知道氣缸1或氣缸4上止點(diǎn)位置即將到來，至于即將到來的是氣缸1還是氣缸4，則需根據(jù)凸輪軸位置傳感器輸入的信號來確定。由于信號轉(zhuǎn)子上有58個凸齒，因此信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈(發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈)，傳感線圈就會產(chǎn)生5

31、8個交變電壓信號輸入電子控制單元。 2.4.3曲軸位置傳感器的檢測 1） 點(diǎn)火開關(guān)置于OFF，脫開傳感器電插頭。用絕緣電阻表檢測傳感器線圈阻值，阻值應(yīng)符合要求，否則更換傳感器。2) 檢查ECU和傳感器之間的線束與連接情況。3) 檢查傳感器內(nèi)部：轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子是否松動、轉(zhuǎn)子齒是否斷裂、轉(zhuǎn)子齒與傳感器線圈鐵心之間的空氣間隙（一般正常值在0.20.4mm之間）是否符合要求。4) 檢查正時傳動帶是否工作正常（影響傳動精度）。用手轉(zhuǎn)動齒圈或啟動發(fā)動機(jī)時，傳感器應(yīng)輸出交流信號，可用示波器觀察。2.5凸輪軸位置傳感器2.5.1概述 凸輪軸位置傳感器(Camshaft Position Sensor，CPS)又

32、稱為氣缸識別傳感器(Cylinder Identification Sensor，CIS)，為了區(qū)別于曲軸位置傳感器(CPS)，凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入ECU，以便ECU識別氣缸1壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時刻控制和爆燃控制。此外，凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機(jī)起動時識別出第一次點(diǎn)火時刻。因?yàn)橥馆嗇S位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，所以稱為氣缸識別傳感器。2.5.2凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理桑塔納2000GSi型轎車使用的是霍爾式凸輪軸位置傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖2-8信號波形如圖2-9。 角度信號 24

33、HZ/轉(zhuǎn) 基準(zhǔn)信號 HZ/轉(zhuǎn)第一缸BTDC7º第四缸BTDC7º720º30º30º360º圖 圖 2-8 霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)圖 圖2-9霍爾式凸輪軸位置傳感器波形圖霍爾式凸輪軸位置傳感器的工作原理為：霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其他形式的霍爾式傳感器都是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的傳感器。霍爾效應(yīng)：霍爾效應(yīng)(Hall Effect)是美國約翰·霍普金斯大學(xué)物理學(xué)家霍爾博士(DrEHHall)于1879年首先發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)把一個通有電流I的長方體形白金導(dǎo)體垂直于磁力線放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中時，在白金導(dǎo)體的兩個橫向側(cè)面上就

34、會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場方向的電壓UH，當(dāng)取消磁場時，電壓立即消失。該電壓后來稱為霍爾電壓，UH與通過白金導(dǎo)體的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比?；魻柺絺鞲衅鞴ぷ髟恚寒?dāng)傳感器軸轉(zhuǎn)動時，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過：當(dāng)葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導(dǎo)磁鋼片構(gòu)成回路，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓(UH=1920V)，霍爾集成電路輸出級的晶體管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號電壓U0為低電平(實(shí)測表明：當(dāng)電源電壓Ucc=144V或5V時，信號電壓U0=0103 V)。當(dāng)葉片進(jìn)入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸

35、出的信號電壓U0為高電平(實(shí)測表明：當(dāng)電源電壓Ucc=144 V 時，信號電壓U0=98 V ；當(dāng)電源電壓Ucc=5V時，信號電壓U0=48 V 桑塔納2000GSi型轎車采用的霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪軸的一端。它主要由霍爾信號發(fā)生器和信號轉(zhuǎn)子組成。信號轉(zhuǎn)子又稱為觸發(fā)葉輪，安裝在進(jìn)氣凸輪軸上，用定位螺栓和座圈定位固定。信號轉(zhuǎn)子的隔板又稱為葉片，在隔板上制有一個窗口，窗口對應(yīng)產(chǎn)生的信號為低電平信號，隔板(葉片)對應(yīng)產(chǎn)生的信號為高電平信號?；魻柺叫盘柊l(fā)生器主要由霍爾集成電路、永久磁鐵和導(dǎo)磁鋼片等組成?；魻柤呻娐酚苫魻栐?、放大電路、穩(wěn)壓電路、溫度補(bǔ)償電路、信號變換電路和輸出電路

36、等組成?；魻栐霉璋雽?dǎo)體材料制成，與永久磁鐵之間留有0204mm的間隙，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子隨進(jìn)氣凸輪軸一同轉(zhuǎn)動時，隔板和窗口便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過。該傳感器接線插座上有三個引線端子，端子1為傳感器電源正極端子，與控制單元端子62連接：端子2為傳感器信號輸出端子，與控制單元端子76連接：端子3為傳感器電源負(fù)極端子，與控制單元端子67連接。工作情況：由霍爾式傳感器工作原理可知，當(dāng)隔板(葉片)進(jìn)入氣隙(即在氣隙內(nèi))時，霍爾元件不產(chǎn)生電壓，傳感器輸出高電平(5V)信號；當(dāng)隔板(葉片)離開氣隙(即窗口進(jìn)入氣隙)時，霍爾元件產(chǎn)生電壓。傳感器輸出低電平信號(01V)。凸輪軸位置傳感器輸出的信號

37、電壓與曲軸位置傳感器輸出的信號電壓之間的關(guān)系如圖2-10所示。發(fā)動機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩圈(7200)，霍爾式傳感器信號轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一圈(3600)，對應(yīng)產(chǎn)生一個低電平信號和一個高電平信號，其中低電平信號對應(yīng)于氣缸1壓縮上止點(diǎn)前一定角度。發(fā)動機(jī)工作時，磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器(CPS)和霍爾式凸輪軸位置傳感器(CIS)產(chǎn)生的信號電壓不斷輸入電子控制單元(ECU)。當(dāng)ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應(yīng)的低電平(150)信號和凸輪軸位置傳感器窗口對應(yīng)的低電平信號時，便可識別出此時為氣缸1活塞處于壓縮行程、氣缸4活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對應(yīng)輸出的信號控制點(diǎn)火提前角。電子控制單元識別出氣缸

38、1壓縮上止點(diǎn)位置后，便可進(jìn)行順序噴油控制和各缸點(diǎn)火時刻控制。如果發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了爆燃，電子控制單元還能根據(jù)爆燃傳感器輸入的信號判別出是哪一個缸產(chǎn)生了爆燃，從而減小點(diǎn)火提前角，以便消除爆燃。 圖2-10曲軸位置與凸輪軸位置傳感器輸出波形的對應(yīng)關(guān)系2.5.3凸輪軸位置傳感器的檢測霍爾式凸輪軸位置傳感器的檢測方法有一個共同點(diǎn)，即主要通過測量有無輸出電脈沖信號來判定其是否良。 （1）電源檢測 點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至OFF位，拔下傳感器插頭，接著把點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至ON位，檢測1和2端子間電壓應(yīng)為12V，若沒有電壓則說明線路斷路或者ECU搭鐵不良。再拔下ECU側(cè)插頭，用歐姆檔測量分別測量1號端子與ECU的阻值和2號端子與E

39、CU的阻值的阻值，若有無窮大則說明線路斷路，若阻值在幾歐姆內(nèi)則說明線路良好。同時，也要注意檢查線束是否對地或?qū)﹄娫炊搪?。如果線路沒有斷路接著測量ECU搭鐵，若搭鐵良好說明ECU損壞，需更換。給傳感器施加12V電壓，正在信號輸出端子3與1之間接上電流表，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子一圈，電流表應(yīng)擺動1次，電流應(yīng)約為1mA。傳感器與電腦的鏈接關(guān)系如圖2-11.圖2-11傳感器與電腦的鏈接關(guān)系圖（2）電阻檢測 1點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下曲軸位置傳感器導(dǎo)線連接器，用萬用表檔跨接在傳感器側(cè)的端子1與3間，此時萬用表顯示讀數(shù)為（開路），假如指示有電阻，則應(yīng)更換曲軸位置傳感器。 2用萬用表測量的歐姆檔測量傳感器1號端子

40、與2號端子，若阻值無窮大說明霍爾傳感器損壞，需更換。3檢查傳感器與ECU繼電器、ECU間線束有無短路或開路情況。4給傳感器2號端子施加12V電源，在信號輸出端子3與1之間接上電流表，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子一圈，電流表應(yīng)擺動，電流應(yīng)約為1mA。若無電流波動，說明傳感器損壞，需更換。5檢查傳感器1號端子與發(fā)動機(jī)接地間線束的導(dǎo)通性，正常情況下應(yīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)。同時，也要注意檢查線束是否對地或?qū)﹄娫炊搪?。第三章AJR發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)的常見故障3.1蓄電池電壓和起動機(jī)工作正常，但發(fā)動機(jī)不能起動或冷起動困難  1：檢查節(jié)氣門怠速電位計(jì)。測量節(jié)氣門控制部件5腳與7腳之間的電壓（踩動油門踏板或拉動拉繩），

41、應(yīng)在0.4-4.5V之間。如電壓正常，則檢修更換節(jié)氣門電位計(jì)、檢修相關(guān)線路和油門拉繩的安裝位置。如電壓正常，則進(jìn)行下一步檢查。  2：怠速開關(guān)的檢查。檢查測量怠速開關(guān)兩端的電阻值。當(dāng)剛踩動油門踏板或拉動拉繩時，電阻值應(yīng)為無窮大；當(dāng)油門踏板或拉繩放松時，電阻值應(yīng)小于1歐姆。如電阻值不正常，則檢修或更換怠速開關(guān)及相關(guān)線路；如電阻值正常，則進(jìn)行下一步檢查。  3：水溫傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器的檢查。檢查發(fā)動機(jī)溫度（水溫）傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器，它們的電阻值應(yīng)隨溫度的變化而改變，間隔不能超過2攝氐度，并隨溫度升高而減小。如水溫不正常，則檢修或更換傳感器及相關(guān)線路；如水溫正常，則檢查點(diǎn)火系統(tǒng)，檢查方法同上。3.2發(fā)動機(jī)怠速時抖動仔細(xì)聽發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)是否有泄漏的“嗤嗤”聲。如有，則找出泄漏處并進(jìn)行檢修