汽油電子噴射電控系統(tǒng)傳感器的檢測

淺談用萬用表檢測汽油電子噴射電控系統(tǒng)傳感器一．摘要：汽油機電噴系統(tǒng)是通過各種傳感器將發(fā)動機的溫度、空燃比油門狀況、發(fā)動機的轉速、負荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置，電子控制裝置根據這些信號參數(shù)．計算并控制發(fā)動機各氣缸所需要的噴油量和噴油時刻，將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進氣管中霧化。并與進入的空氣氣流混合，進入燃燒室燃燒，從而確保發(fā)動機和催化轉化器始終工作在最正確狀態(tài)。當電控系統(tǒng)中的傳感器出現(xiàn)故障時，就會影響發(fā)動機的動力性和經濟性，并且導致排放變差。關鍵詞：電控系統(tǒng)，傳感器，萬用表，電阻三．前言：本文主要簡單介紹了電噴系統(tǒng)的組成和工作原理，并以SATANA2000AJR發(fā)動機的EFI系統(tǒng)為例，詳細分析了利用萬用表對該車電控系統(tǒng)中的傳感器進行檢測的方法，從傳感器本身的電阻特性，反應特性等方面來進行檢測分析，能夠更快更準確的判定傳感器的技術性能，為汽車維修過程中因傳感器損壞而產生的故障排除提供一些技術支持，能在一定的程度上提高汽車維修質量和效益。正文一．汽車電子噴射系統(tǒng)〔EFI〕的簡介汽車電子噴射系統(tǒng)的組成：汽車電子噴射系統(tǒng)主要由：燃料供應系、進氣系、電子控制系三大局部組成。如圖〔以L型為例〕燃料系的組成：油箱、電動汽油泵、汽油格、壓氣波動緩沖閥、壓力調節(jié)器、噴油器〔噴油嘴〕。主要功能：將汽油從油箱吸出，并提高油壓，輸送到供油導架，待噴油器接收ECU的指令，將高壓油以霧狀噴入進氣歧管〔燃燒室〕。

2、進氣系組成：空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門和節(jié)氣門位置傳感器、輔助空氣閥、進氣歧管。

主要功能：根據需要和駕駛員的控制提供充分的干凈空氣并且準確測出進氣量的多少和能反映駕駛員的意圖。

3電子控制系統(tǒng)組成：電腦板〔ECU〕和各種傳感器。

主要功能：電腦板采集各個傳感器輸入的能反映發(fā)動機工作狀況和駕駛員意圖的電信號經比擬和計算后輸出電信號到噴油器等進行噴油量和其它的控制。汽車電子噴射系統(tǒng)的工作原理：汽油機電噴系統(tǒng)是通過各種傳感器將發(fā)動機的溫度、空燃比油門狀況、發(fā)動機的轉速、負荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置，電子控制裝置根據這些信號參數(shù)．計算并控制發(fā)動機各氣缸所需要的噴油量和噴油時刻，將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進入氣管中霧化。并與進入的空氣氣流混合，進入燃燒室燃燒．從而確保發(fā)動機和催化轉化器始終工作在最正確狀態(tài)，確保發(fā)動機的動力性和經濟性，并有效的改善了其排放污染。二．汽油電子噴射電控系統(tǒng)〔以下簡稱電控系統(tǒng)〕的簡介〔一〕電控系統(tǒng)的組成：電控系統(tǒng)主要由信號輸入裝置〔傳感器，開關信號等〕、控制裝置〔ECU〕、執(zhí)行裝置〔噴油器，點火組件等〕三大局部組成?！捕畴娍叵到y(tǒng)的工作原理如圖：原理：通傳感器檢測發(fā)動機與汽車的工作狀況，并轉換為ECU能夠識別的電信號，輸送到ECU，通過ECU的分析，計算，判斷輸出指令至執(zhí)行器，執(zhí)行器根據指令動作，使發(fā)動機保持最正確的工作狀態(tài)。三．電控系統(tǒng)傳感器的簡介：1.作用：傳感器是一種檢測裝置，能感受到發(fā)動機〔被測量〕的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。2.種類：EFI電控系統(tǒng)傳感器按照其用途，可分類為：壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器等幾大類。EFI電控系統(tǒng)傳感器主要有以下幾種空氣流量計〔MAF/IFS〕、進氣管絕對壓力傳感器〔IMAPS〕節(jié)氣門位置傳感器〔TPS〕、進氣溫度傳感器〔IATS/THA〕、冷卻水溫度傳感器〔ECTS/THW〕、凸輪軸/曲軸位置傳感器〔CIS/CPS〕、車速傳感器〔VSS〕、信號開關SW、氧傳感器OX、爆振傳感器KNK3.傳感器與發(fā)動機工作性能關系：當某傳感器有故障時，那么會導致其檢測信號不準確或不參與檢測，從而使ECU接收不到或接收到錯誤的信息，即ECU無法做出對發(fā)動機工作狀態(tài)及駕駛員行車意圖的正確判斷，這樣就會引起發(fā)動機工作性能變差，影響發(fā)動機的經濟性，動力性及排放性。例：當曲軸位置傳感器〔CPS〕出現(xiàn)斷路故障時，就不能提供曲軸轉速〔發(fā)動機轉速〕和發(fā)動機的一缸點火時刻，ECU接收不能此信號不能做出相應的點火時刻和噴油時刻判斷，那么發(fā)動機可能會停止工作或不能起動，或轉速不受油門控制。四、傳感器及其檢測“因電控系統(tǒng)同名傳感器的種類多，但用萬用表檢測的方法根本相同，本文只以SATANA2000AJR發(fā)動機的相關傳感器為例。1．空氣流量計〔MAF/IFS〕(1)作用:檢測吸入的空氣量,轉換為電信號,送至ECU,作為決定根本噴油量的信號之一.(2)工作原理:(SATANA2000GSI,AJR發(fā)動機采用熱膜式)發(fā)動機進氣量改變,使熱膜溫度降低,而電阻減小,導致電橋平衡被破壞,而控制電路需增大電流來保持電橋平衡,從而使熱膜電阻增大,溫度升高.電流增大,使熱膜電阻電位增大,其兩端電壓UR與進氣量成正比,UR作為電信號發(fā)送到ECU.(3)安裝位置:空氣濾清器與進氣軟管之間.(4)檢測:①電阻檢測:1號腳與其它腳的電阻均為無窮大，R34約為6.3千歐,R35約為26千歐②工作性能檢測:如下列圖接法,吹風后,信號電壓會發(fā)生變化.隨著風量增大,反應電壓也相應增大.其電壓變化約在0到5伏之間.③空氣流量計ECU端子檢測:用試燈連接空氣質量計插頭端子2和發(fā)動機搭鐵點，起動發(fā)動機，燈應亮。電壓為約為12V.測量空氣流量計插頭端子4對發(fā)動機搭鐵點電壓約為5V〔用20V量程檔〕.2．節(jié)氣門位置傳感器〔TPS〕(SATANA2000GSI,AJR發(fā)動機采用可變電阻式,其TPS與怠速馬達裝于一體,合稱為節(jié)氣門組件)(1)作用:檢測節(jié)氣門開度大小,轉換為電信號并發(fā)送至ECU,ECU根據此信號確定發(fā)動機工況,確定噴油修正量.(2)工作原理:可變電阻為鍍膜電阻，制作在傳感器底板上，可變電阻的滑臂隨節(jié)氣門軸一同轉動，滑臂與輸出端子VTA連接。當節(jié)氣門關閉或開度小于1．2。時，怠速觸點閉合，其輸出端IDL輸出低電平(0V)；當節(jié)氣門開度大于1．2。時，怠速觸點斷開，輸出端IDL輸出高電平(5V)。當節(jié)氣門開度變化時，可變電阻的滑臂便隨節(jié)氣門軸轉動，滑臂上的觸點便在鍍膜電阻上滑動，傳感器的輸出端子VTA與E2之間的信號電壓隨之發(fā)生變化，節(jié)氣門開度越大，輸出電壓越高。傳感器輸出的線性信號經過A／D轉換器轉換成數(shù)字信號后再輸入ECU。(3)安裝位置:空氣流量計與進氣歧管之間的節(jié)氣門上.(4)檢測:①電阻檢測:R12=67ΩR37約=0Ω〔怠速時〕當節(jié)氣門開啟時為無窮大R47=0.97KΩ,R57=1.5KΩ,兩者(可變電阻)都隨節(jié)氣門開啟阻值變化R78=1.24KΩ②.節(jié)氣門位置傳感器ECU端子檢測:測量供電電壓：測量節(jié)氣門控制組件供電電壓即是測量節(jié)氣門定位電位計和節(jié)氣門電位計的電源電壓，翻開點火開關，測量節(jié)氣門控制組件插頭，端子4和7間電壓應約為5V〔用20V量程檔〕。3．進氣溫度傳感器〔IATS/THA〕

〔1〕作用：檢測吸入空氣的溫度信號，轉變?yōu)殡娦盘枺椭罞CU，做為確定噴油量修正〔額外噴油〕和點火提前角確定的依據，使發(fā)動機能正常工作?！?〕工作原理：以負溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳感元件,當進氣溫度低，熱敏電阻值大,反之變小,即冷機時,供應濃混合氣,而熱機時供應較稀混合氣.〔3〕安裝位置:節(jié)氣門前方,發(fā)動機進氣歧管處.(4)檢測:①電阻檢測:(萬用表檔位于20K)A.測取常溫下電阻.一般約為2.5千歐.B.對傳感器進行加熱或降溫,測取其阻值,其電阻應隨著溫度升高而下降,隨著溫度下降而升高.成線性.4.冷卻水溫度傳感器〔ECTS/THW〕

(1)作用:檢測發(fā)動機冷液溫度信號,轉變?yōu)殡娦盘?傳送至ECU,作為噴油量修正依據之一.使空燃比得到調整,燃燒穩(wěn)定.(2)工作原理:以負溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳感元件,當水溫低時,熱敏電阻值大,反之變小,即冷機時,供應濃混合氣,而熱機時供應較稀混合氣.(3)安裝位置:發(fā)動機后端冷卻液出水管處.(4)檢測:①電阻檢測:(萬用表檔位于20K)測取常溫下電阻.R12為無窮大,R13約為2千歐,R24約為1千歐,R34為無窮大.對傳感器進行加熱或降溫,測取其阻值,其電阻應隨著溫度升高而下降,隨著溫度下降而升高.成線性.5．霍爾傳感器(凸輪軸位置傳感器)CIS(1)作用:檢測凸輪軸相位,轉變?yōu)殡娦盘?送至ECU,作為確定噴油時刻和點火時刻的根本依據.(2)工作原理:當電流垂直磁場方向,通過磁場中的霍爾元件時,在洛倫茲力作用下電荷會偏向一側,此時在垂直電流和磁通的霍爾元件橫側面上會產生電壓.(3)安裝位置:曲軸前端,配氣凸輪軸前端(SATANT2000GSI),飛輪上,分電器內.(4)檢測:①電阻檢測:②工作性能檢測:不拔下霍爾傳感器插頭，用測試燈從反面連接插頭端子1和2，接通起動電動機幾秒種，發(fā)動機每轉2轉測試燈必須閃一下.③霍爾傳感器ECU端子檢測:翻開點火開關，測量插頭端子1和3的電壓〔量程為20V電壓檔〕，標準值應為約5V；測量插頭端子2和3的電壓，標準應接近蓄電池電壓。{10}發(fā)動機轉速傳感器〔曲軸位置傳感器〕〔/CPS〕

(SATANA2000GSI發(fā)動機采用磁電式)(1)作用:檢測曲軸轉速及位置信號,形成脈沖的信號,送至ECU,為點火時刻和噴油時刻確實定提供依據.(2)工作原理:曲軸旋轉,飛輪轉動,使傳感器的磁通是發(fā)生變化,其內部線圈由于磁電效應而感應出電壓,形成頻率信號,傳至ECU,對點火時刻和噴油量作出修正.(3)安裝位置:發(fā)動機缸體后部與飛輪齒輪對應處.(4)檢測:①電阻檢測:關閉點火開關，拔下發(fā)動機轉速傳感器插頭，測量傳感器插座上端子2和3之間的電阻，其值應為480～1000Ω7．車速傳感器〔VSS〕

8．信號開關SW{11}爆震傳感器〔KNK〕(SATANA2000GSI發(fā)動機采用壓電式)(1)作用:檢測發(fā)動機有無爆震信號,送至ECU,根據此信號調整點火提前角,確定最正確點火提前角,從而使發(fā)動機能正常工作,并提高其熱效率.(2)工作原理:當發(fā)動機氣缸體出現(xiàn)振動時,傳遞到傳感器外殼,外殼與其內部配重塊之間產生相對運動,使夾在兩者之間的壓電元件受力發(fā)生變化,產生電壓,送到ECU,ECU根據此信號確定爆震強度,而確定點火時刻.(3)安裝位置:發(fā)動機缸體上.(4)檢測:①電阻檢測:爆震傳感器的三個端子之間,不應有短路現(xiàn)象.②爆震傳感器ECU端子檢測:不拔下插頭,用測針接入端子2和3,在發(fā)動運轉時,這兩個端子的電壓約0.3-1.4V.{12}氧傳感器〔OX〕〔1〕作用:檢測排出廢氣的氧含量信號，送至ECU，ECU根據此信號控制混合氣的空燃比在標準范圍內，即提供噴油量修正信號,實現(xiàn)閉環(huán)控制.(2)工作原理:氧傳感器外殼用多孔的陶瓷體構成,在高溫下陶瓷體導電,外殼外的排出廢氣與外殼內大氣含量不一樣,使電極上產生電動勢，即測定廢氣的氧含量,將信號反應給ECU，只要空燃比偏離了理論空燃比就會發(fā)信號，ECU根據信號發(fā)出新的噴油指令，使混合氣的空燃比處于理想狀態(tài)。(3)安裝位置:排氣管上(4)檢測:①電阻檢測:關閉點火開關,拔下λ傳感器上4針插頭。測量傳感器端子1和2間的電阻,在室溫時λ傳感器加熱器電阻約1～5Ω，溫度上升一點，電阻值迅速上升。②氧傳感器ECU端子檢測:測試λ傳感器信號線路的電壓.關閉點火,拔下傳感器插頭。翻開點火開關，測量λ傳感器端子3和4間的電壓，標準值為450±50mV〔測試量程2V〕.結束語：隨著汽車科技的不斷開展，新產品、新技術將不斷的被應用到汽車上，發(fā)動機氧傳感器只是汽車電子技術的一小局部知識，但關于氧傳感器的知識還有很多，比方氧傳感器常見故障，氧傳感器波形分析等等，這使得我們需要掌握更多的新知識，新技術。將傳統(tǒng)的經驗與現(xiàn)代的技術結合起來，理論聯(lián)系實際，靈活運用。只有這樣才能找出故障原因，提高維修效率。致謝：由于本人水平有限，本文還存在許多疏漏，敬請評審老師指正。此論文得到杭州技師學院老師和張雄偉師傅的耐心指導和珍貴意見，特此表示衷心感謝。參考文獻：[1]哈里德,李兵