⏺第二章 常见车用传感器的工作原理及检测方法2.1. 发动机冷却液温度传感器2.1.1. 概念及其作用发动机冷却液温度传感器简称水温传感器,它是双线的传感器,一般安装在发动机水套中与冷却液直接接触,用于检测发动机冷却液的温度。发动机ECU通过水温传感器信号修正喷油量和点火提前角。水温传感器内部是一个负温度系数的热敏电阻,温度低时电阻值大,而温度高时电阻值小。如果水温传感器本身或其线路故障,将导致发动机冷车或热车起动困难、怠速不稳、耗油量和废气排放量增加。2.1.2. 水温传感器的检测方法(1.、在线检测脱开水温传感器插头,打开点火开关,但不要起动发动机。用万用表测量THW与E2端的电压,应为5V。若无电压,则应检查ECU连接器端子THW与E2的电压。若无5V电压,应检查发动机ECU的电源电路和搭铁电路,若正常,则更换ECU。将插头插回,起动发动机,测量传感器端子THW与E2之间在不同温度下的电压,其电压值应随冷却液温度的升高而逐渐降低。对丰田车,当水温在20.时,电压值为1-3V;80℃时电压为0.2-1.0V。(2.、元件检测拆下水温传感器,将水温传感器置于热水中。用万用表测量不同温度下水温传感器两端子之间的电阻值,其值应符合规定,否则应更换传感器。如丰田汽车水温传感器在20.时,电阻为2.2kΩ;80℃时为0.25kΩ。2.2. 爆震传感器2.2.1. 概念及其作用爆震传感器就装在发动机缸体中间以四缸机为例就装在2缸和3缸之间,或者1 ,2缸中间一个,3,4缸中间一个。是用来测定发动机抖动度的,当发动机产生爆震时用来调整点火提前角的。一般都是压电陶瓷式的,当发动机有抖动时里面的陶瓷受到挤压产生一个电信号,因为这个电信号很弱所以一般的爆震传感器的连接线上都用屏蔽线包裹的。2.2.2. 爆震传感器的检测方法汽车爆震传感器是一种振动传感器,检测方法也很简单,使用示波器或用指针式万用表测量传感器的输出电压,爆震传感器插头有三个插针,其中一个是屏蔽层,在电路中接搭铁,另外两个插针是信号输出,连接汽车电脑(ECU),测量时将示波器或万用表的表笔连接在传感器的信号输出端子上,然后用木棒敲击爆震传感器,在示波器上就显示一个脉冲电压波形,用万用表测量时指针会瞬时偏转,若敲击传感器时没有电压输出说明传感器损坏。2.3. 进气压力传感器2.3.1. 概念及其作用进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测,而是采用间接检测。进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力,它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化,然后转换成信号电压送至电子控制器(ECU),ECU依据此信号电压的大小,控制基本喷油量的大小。2.3.2. 进气压力传感器检测方法(1)、拔下真空管;将SW置为ON;AC端即输入5V的工作电压。(2)、用手动真空泵对MAP施加13.3—6..7KPA的负压(即节气门全开、全闭时的压力),测出B、C端的随动电压值。其电压值应与绝对压力成正比;与真空度成反比。(3)、无真空泵时,就车用真空表,动态下配合测量。或用嘴软管,一般真空度可达20Kpa左右;对应电压值4.4V为好2.4. 进气温度传感器2.4.1. 概念及其作用进气温度传感器也是双线的传感器,通常安装在空气滤清器之后的进气管上或翼板式空气流量计内,有的安装在谐振腔上。进气温度传感器的作用是检测发动机的进气温度,送给ECU作为修正喷油量的参考。传感器内部也是一个负温度系数的热敏电阻,温度升高时阻值下降,信号电压也下降。如果进气温度传感器本身或其线路故障,将导致发动机起动困难、怠速不稳、废气污染物排放量增加。2.4.2. 检测方法(1.、在线检测脱开传感器插头,打开点火开关,但不要起动发动机。用万用表测量THW与E2端的电压,应为5V。若无电压,则应检查ECU连接器端子THW与E2的电压。若无5V电压,应检查发动机ECU的电源电路和搭铁电路,若正常,则更换ECU。将插头插回,起动发动机,测量传感器端子THW与E2之间在不同温度下的电压,其电压值应随温度的升高而逐渐降低。对丰田车,当水温在2.时,电压值为1-3V;80℃时电压为0.2-1.0V。(2)、元件检测拆下传感器,将传感器置于热水中。用万用表测量不同温度下水温传感器两端子之间的电阻值,其值应符合规定,否则应更换传感器。2.5. 线性节气门位置传感器2.5.1. 概念及其作用线性节气门位置传感器内部结构是一个滑片电阻,ECU通过节气门位置传感器可获得节气门由全闭到全开的所有开启角度连续变化的模拟信号,以及节气门开度的变化速率,从而可精确判定发动机运行的工况。线性节气门位置传感器的常见故障是滑片电阻值不准确、可动触点与滑片电阻接触不良等。滑片电阻值不准确会使节气门位置传感器的节气门开度信号不正确,从而造成发动机怠速过高或过低,发动机加速不良等故障;可动触点与滑片电阻接触不良会使节气门开度信号时通时断,从而造成发动机加速性能时好时坏。2.5.2. 检测方法示波器很容易检测这种故障。把示波器的负极检测探针连接到节气门位置传感器的负极搭铁线、发动机的缸体或蓄电池负极接线柱上;把示波器的正极检测探针连接到传感器的信号输出端子上。测试时,打开点火开关,但不要启动发动机,用均匀的速度慢慢打开节气门,保持一定开度后,再以同样的速度慢慢关闭节气门,此时传感器应输出理想的波形。用万用表检测时因信号类型不同应选用不同的挡位,电压信号选用直流电压挡,频率信号选用频率挡。拔下进气压力传感器插头,打开点火开关,测量线束端插头上VCC与E2端子之间的电压应为4.5.5.5V。若无电压,则应检查ECU与传感器之间的线路和ECU。下面以电压信号输出的进气压力传感器为例说明示波器的检测过程。起动发动机并怠速运转,稳定后检查怠速时的输出信号,做加速和减速试验,将波形定位在屏幕上。一般怠速时信号电压约1.25v,节气门全开时略低于5v,全减速时接近0v。其信号特点是随着进气歧管压力的上升,传感器输出信号的频率将不断增大。在没有真空供给的情况下,也就是正常的大气压条件下,传感器输出信号的频率大约为160HZ,而在发动机怠速运转时,其信号频率为105HZ。测试时,将汽车专用万用表或示波器的正极检测探针连接到传感器的信号输出线上,将汽车专用万用表或示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线或发动机的缸体上。利用汽车专用示波器进行动态测试,在不同发动机转速和负荷条件下,测量传感器的输出信号的频率,观察传感器的信号波形是否满足要求。2.6. 氧化锆式氧传感器2.6.1. 概念及其作用传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息,即氧气含量,并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机,使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制;确保三效催化转化器对排气中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三种污染物都有最大的转化效率,最大程度地进行排放污染物的转化和净化。2.6.2. 检测方法(1)、氧传感器加热线圈电阻的检测。脱开氧传感器线束插头,测量插头中加热线圈两端子之间的电阻值,一般为4-40Ω。如不符合规定值,应更换氧传感器。(2)、氧传感器的拆卸检查。从排气管上拆下氧传感器,检查氧传感器外壳上的通气孔有无堵塞、陶瓷心有无破损。如有损坏,应更换氧传感器。(3)、检查氧传感器的颜色。拆下氧传感器,检查传感器的颜色,氧传感器正常颜色为淡灰色。若为白色,说明有硅污染,此时必须更换氧传感器;若为棕色,则为铅污染,此时必须更换氧传感器,并换用无铅汽油;若为黑色,则是由积炭造成,在排除发动机积炭故障后,一般可以自动清除氧传感器上的积炭。2.7. 霍尔式曲轴位置和凸轮轴位置传感器2.7.1. 概念及其作用曲轴位置传感器用于检测曲轴转角信号,又称为转角传感器;凸轮轴位置传感器用于检测凸轮轴位置信号,向电脑提供某缸工作行程的信号。曲轴和凸轮轴位置传感器是发动机点火和燃油喷射的主控制信号。当发动机无法起动、怠速不稳或加速不良时应检测曲轴和凸轮轴位置传感器。2.7.2. 检测方法①脱开传感器插头,打开点火开关,检查插头上电源端子与搭铁之间的电压,应为8V。若无电压则应检查传感器至发动机控制电脑之间的线路,若线路正常,则应检查或更换发动机控制电脑。②将插头插回,起动发动机,测量传感器输出端子信号电压,应为3~6V,如无信号电压则为传感器故障。霍尔效应式传感器霍尔式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号波形。检查脉冲幅值、频率和形状的一致性,频率应随发动机转速变化,波形上下沿的拐角异常则故障与传感器有关。信号特点是随着发动机转速的提高,信号的频率越来越快,但传感器的输出信号的振幅并不发生变化。⏺结束语由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求,世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。未来的汽车用传感器技术,总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。而这必将引领一轮新的技术革命,未来的汽车制造业,将不仅仅是满足人们出行方便的需求,而将走向多元发发展的方向,科技改变人类的生活,人类追求科技进步与创新的脚步没有尽头!