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传感器原理分析,编制： 张之猛 2007 7 20,进气压力传感器,一、进气压力传感器的工作原理 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。 进气压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，,图la中的R是图lb中的应变电阻R1、R2、R3、R4,它们构成惠斯顿电桥并与硅膜片粘接在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形，从而引起应变电阻R阻值的变化，歧管内的绝对压力越高，硅膜片的变形越大，从而电阻R的阻值变化也越大。即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号，再由集成电路放大后输出至ECU。,二、进气庄力传感器的输出特性 发动机工作时，随着节气门开度的变化，进气歧管内的真空度、绝对压力以及输出信号特性曲线均在变化。但是它们之间变化的关系是怎样的？输出特性曲线是正的还是负的？这个问题常常不易被人理解，以致有些检修人员在工作中有一种“吃不准”的感觉。 节气门后方的进气歧管内的绝对压力。节气门的后方既反映了真空度又反映了绝对压力，因而有人认为真空度与绝对压力是一个概念，其实这种理解是片面的。在大气压力不变的条件下（标准大气压力为101.3kPa)，歧管内的真空度越高，反映歧管内的绝对压力越低，真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差一值。而歧管内的绝对压力越高，说明歧管内的真空度越低，歧管内绝对压力等于歧管外的大气压力减去真空度的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。理解了大气压力、真空度、绝对压力的关系后，进气压力传感器的输出特性就明确了。,发动机工作中，节气门开度越小，进气歧管的真空度越大，歧管内的绝对压力就越小，输出信号电压也越小。节气门开度越大，进气歧管的真空度越小，歧管内的绝对压力就越大，输出信号电压也越大。输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比（负特性），与歧管内绝对压力的大小成正比（正特性）。,热膜式空气流量计 G70 空气质量流量计主要有热线式和热膜式两种，热膜空气质量流量计采用复合薄膜微电子电路技术，通过测量逆向气流，其数据精确度大大提高。,由于流经G70的空气流对热电阻冷却作用不同,因此保持热电阻温度恒定所需的电流不同.所以,保持热电阻温度恒定所需的电流值就是吸入空气量的对应值. 另外,由于在温度不同时,气体的密度也不同,而且冷空气的冷却作用较强,需要空气温度作为修正系数. 信号作用:发动机控制单元利用该测量值计算喷油量,作为发热体的热膜是用 铂片制成的，张紧装于管道内部，设计时就使其比进气温度高120度。在温度传感器还有空气温度补偿电阻。它是由氧化铝陶瓷基片印刷的铂膜而形成的，它是于精密电阻一起设置在管道内。 为防止附着在热膜上的灰尘等造成性能下降，设有灰尘燃烧电路，在点火开关置于断开档时，在一定的条件下，将热丝加热到1000度、1秒，烧掉灰尘等附着物。因为是用铂膜做发热元件，所以响应性好。,发动机转速传感器 G28,功能：采集曲轴转角位置信号 （确定点火和 喷油时间） 与发动机转速信号，或 只采集发动机转速信号。,作用：获得发动机转速信号。 获得曲轴转角位置信号。(1、4缸) 失火检查的判缸信号之一。,信号中断： 发动机不能起动 发动机熄火 转速表不显示转速,传感器工作原理感应式转速传感器,如何检查发动机转速传感器,柴油发动机,汽油发动机,查阅维修手册,发动机转速传感器也可通过测量波形的形式来判断: 接通CH1与CH2通道分别判断曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的波形.通过图形可以分析出正时时刻及故障波形,失火检测原理,汽油发动机失火检查,柴油发动机失火检查,08功能-阅读测量数据组,显示组11:点火-失火识别,Read measured value block 11 xxxx rpm xxx % xxx Text 1 2 3 4,显示区1：发动机怠速转速（740820rpm) 显示区2：发动机负荷（1535 % ） 显示区3：失火总和（05),若超过5,则 -火花塞失效 -点火线圈故障 -喷油嘴有故障 显示区4：失火识别(active/blocked),注意事项: 1;AHP ATK曲轴靶论上缺1齿,AGN AUM曲轴靶论上缺2齿. 2;发动机控制单元Simos的无G28信号时能启动车(ATK除外) 3;发动机控制单元BOSCH的无G28信号时不能启动车. 4;发动机转速传感器与靶论之间的间隙为1.53.5mm,显示组32:Lambda 调节-自适应(学习)值,Read measured value block 32 xx.x% xx.x% 1 2,显示区1：怠速工况下的氧调节自适应值(-1010%) 显示区2：部分负荷工况下的氧调节自适应值(-1010%) -低值说明发动机混合气过浓,氧调节欲使混合气变稀 -低值说明发动机混合气过稀,氧调节欲使混合气变浓 -若氧传感器无电压值至ECU,则无自适应值,显示组32-自适应值低,则可能是因为: -喷油嘴关闭不严而泄漏 -燃油压力过高 -活性碳罐电磁阀常开 -空气流量计有故障 -氧传感器过脏或其加热器损坏 显示组32-自适应值高,则可能是因为: -空气流量计故障或其与节流阀体间管路密封不好 -排气岐管密封性不好 -喷油嘴打不开 -燃油压力过低 -氧传感器过脏或其加热器损坏,霍尔传感器,信号：,位于发动机气缸盖上或凸轮轴正时齿轮的后侧，采集发动机1缸上止点信号。,作用：,发动机控制单元通过此信号来确定点火次序，同时也用于单独气缸的爆震控制。,信号中断：,若传感器出现故障，则发动机爆震控制被关闭，同时点火提前角推到最大。,检测时请您务必参照相关维修手册！,传感器工作原理霍尔式传感器,注意: 如果出现凸轮轴位置传感器故障码时,不要只顾更换凸轮轴位置传感器,而要先观看正时是否正常,再检查故障点.,08功能-阅读测量数据组,显示组10: 点火,Read measured value block 10 xxxx rpm xxx % x< xx.x BTDC 1 2 3 4,显示区1：发动机怠速转速（740820rpm) 显示区2：发动机负荷（1535 % ） 显示区3：节气门开度(06 <),若显示值大于6 < -发动机没做基本设定 -节气门电位计失效 -节气门卡死 -油门拉锁调整有误 显示区4：点火提前角(上止点前012 ),五、电子油门,电子油门系统，提高油门操纵系统的传输效率 排放标准：欧洲III号标准,电子油门系统,电子油门系统，取消油门拉索，由传感器向发动机提供踏板位置信号，提高油门操纵系统的传输效率及准确性。另外，当发动机运转时，控制单元可以不依靠油门踏板位置传感器直接控制节气门，避免节流损失。,电子油门（E-Gas）的功能： 在电子油门系统中，节气门不是通过油门踏板的拉索来控制的。节气门与油门踏板间无机械式连接装置。,油门踏板位置由两个油门踏板位置传感器来通知发动 机控制单元，这两个传感器与油门踏板一体，是可变 电阻，且包在一个壳体内。（柴油车只有一个传感器）,油门踏板位置（司机意愿）是发动机控制单元的一个 主要输入参数。,节气门是由节气门控制单元内的一个电机（即节气门 控制器）来控制的，在整个转速及负荷均有效。,节气门是由节气门控制单元根据发动机控制单元指令 来控制。,当发动机不转且点火开关打开时，发动机控制单元根据油门踏板位置传感器的信息来控制节气门控制器，也就是说：当油门踏板踏下一半时，节气门也打开一半。,当发动机运转时（有负荷），那么发动机控制单元可不依靠油门踏板位置传感器来打开或关闭节气门。也就是说：尽管油门踏板只踏下一半，但节气门可能已完全打开了。这样就有一个优点：可避免截流损失。另外还能在一定负荷状态下减少有害物质排放并降低油耗。发动机所需扭矩由控制单元通过节气门开度及进气量、发动机转速等来确定。,如果认为电子油门（E-Gas）仅是由一或二个部件组成的，那是 完全错误的。它包括了用于确定、调整及监控节气门位置的所有 部件，如：节气门控制单元、油门踏板位置传感器、EPC警报灯、 发动机控制单元等。,踏板传感器,节气门控制单元,传感器工作原理电位计式传感器,还有哪些传感器采用此工作方式？,此类型的传感器如何检测?,结构： 踏板机构 滑动片 踏板位置传感器- 1 -G79 踏板位置传感器- 2 -G185,传感器信号中断：,一个传感器信号失真或中断，如果另一个传感器处于怠速位置，则发动机进入怠速工况；如果是负荷工况，则发动机转速上升缓慢。 若两个传感器同时出现故障，则发动机高怠速（1500转/分）运转。,1、读取踏板位置传感器显示值01-08-062（三区=四区的二倍） 2、检查供电电压（1/2供电5V;3/5接地；4/6信号线） 3、检查导线连接（短/断路检测）,检查踏板位置传感器：,检查油门踏板位置传感器-G79-和-G185-,发动机控制单元将角度传感器电压值换算成百分比（以5伏为基数） 并显示该百分比值。 慢慢将油门踏板踏到底，观察显示区3和4的百分比，显示区3的百分比 应均匀升高，公差范围12-97%并未完全使用。 显示区4的百分比也应均匀升高，公差范围4-49%并未完全使用。,显示区3中的显示值总应是显示区4中显示值的2倍。 如果未达到规定标准，检查供电及导线连接。 更换油门踏板位置传感器后，带自动变速器的车还应进行基本设定。,显示组33:Lambda 调节值,Read measured value block 33 xx.x% xx.xV 1 2,节气门控制单元（节流阀体）：,请不要解体维修节气门控制单元。 更换节气门控制单元后必须做基本设定。,节气门电机,节气门,节气门角度传感器,节气门控制单元的组成及导线连接,节气门位置传感器G187/G188,节气门控制单元 01-04-060三区达到8以上;四区出现OK 01-08-062 2号线与地或6号线均为5V,检查节气门位置传感器-G187-和-G188-,慢慢将油门踏板踏到底，观察显示区1和2的百分比， 显示区1的百分比应均匀升高，公差范围3-97%并未完全使用。 显示区2的百分比应均匀下降，公差范围97-3%并未完全使用。 显示区1中的显示值升高，而显示区2中显示值下降，原因在于节气门控制单元电位计的可逆转性。也就是说： 传感器G187的分压向5V靠拢（节气门开得越大，电压越高）。 传感器G188的分压由5V向0V靠拢（节气门开得越大，电压越低）。,如果未达到规定标准，检查供电及导线连接。 117-118之间的电阻：规定值：1-5欧姆 更换节气门控制单元后，必须进行新节气门控制单元与发动机控制单元间的基本设定。 带自动变速器的车还应进行与自动变速箱的基本设定。,基本设定：,带自动变速箱的车辆，更换发动机控制单元和油门踏板后，应进行强制低档的基本设定。 方法：踏下油门踏板到底，触动牵制低档开关，并保持3秒钟以上，观察显示区3和4，,F36 离合器开关 极限状态的传感器 “极限状态传感器” G476 离合器位置传感器 “连续性传感器”,离合器开关及离合器位置传感器的作用： 1 作为巡航系统激活或关闭的信号。 2 发动机扭矩控制的实现信号 离合器开关及传感器失效后，故障现象： 1 离合器处于常开位置时，离合器踏板抬起时，回出 现怠速在15002000rpm时下不来. 2 离合器处于常闭位置时, 离合器踏板抬起时,发动机会熄火.,制动踏板开关F47 位置: jetta、bora、sagiter在制动踏板上. magotan在制动总泵上. F 是常开触点 F47是常闭触点 ECU 只认识 0 1 及 1 0正常状态 0 0 及 1 1 故障现象 理解F 及F47的故障现象,此制动开关的故障现象: 制动灯泡损坏会造成EPC警告灯报警,高位制动灯暗亮. F47制动踏板开关常开, EPC警告灯报警,无故障现象. F47制动踏板开关常闭, EPC警告灯报警,发动机动力不足.,发动机电子油门控制系统警报灯,EPC：Electronic Power Control,监控电子油门系统与节气门控 制单元各传感器的工作状况。,作用：,打开点火开关，警报灯持续亮三秒钟，对系统进行自检，如果没有发现故障，警报灯熄灭； 当系统出现故障时，警报灯闪烁，同时，发动机控制单元记录故障信息。 若警报灯出现故障，对发动机的正常运转没有影响。,现象：行驶中出现动力不足，继续行使后发现手制动手柄和换档杆 下面烫手，EPC 警报灯亮。,分析：由于手制动手柄和换档杆下面烫手，可能是由于失火后个别缸不工作，燃油未经点火直接排到排气管内，产生后燃，导致排气管处温度过高造成的。,空气流量计、活性炭罐等故障同时出现，可能是保险丝S243被烧掉。,那么保险丝被烧掉是如何引起的呢？ 电子油门的故障是如何引起的呢？,查看：发现2/3/4缸火花塞异常，催化净化器后的入传感器G130线束被烤焦。4根导线相互缠绕在一起，导致短路现象。S243被烧掉。,排除：更换2/3/4缸异常的火花塞、催化净化器、入传感器G130及线束。更换S243。,检查：用V.A.G1552查询发动机控制单元，发现故障很多，其中有：G79信号太大/超差、G185信号太大/超差、空气流量计故障、活性炭罐电磁阀故障、2/3/4缸偶见失火现象等。,宝来1.8T自动档故障一例,试车： 怠速转速平稳，但有时出现不踏加速踏板发动机转速自动 升高到四五千转的现象，并伴随着EPC警报灯亮。,更换加速踏板总成，进行基本设定。 故障依旧。,排除：更换发动机控制单元。故障排除,总结： 由于个别缸失火，造成排气侧温度异常升高，导致G130线束短路不仅S243被烧掉，同时使发动机控制单元内部有些处理器被烧掉，导致怠速转速偶尔会升高到4000-5000转，控制单元误诊断为加速踏板位置传感器故障，并用EPC灯报警。,温度传感器：,传感器,控制单元,温度传感器工作原理：,G42/G72,G62,G81,G266,温度传感器,传感器,控制单元,温度传感器工作原理：,G42/G72,G62,负温度系数电阻的电阻特性,电阻特性-负温度系数 30 - 15002000 80 - 275375 短、断路测试法 01-02 G42:01-08-004-4 G62:01-08-004-3,检查温度传感器：,查阅,冷却液温度传感器G62 故障现象: 1 热车难启动,启动后冒黑烟. 2 油耗升高. 3 怠速在高转速下不来(15002000rpm)下不来. 4 风扇常转. 散热器温度传感器G83 故障现象: 1 G83出现故障时,风扇常转. 风扇的转速快,慢决定与G62与G83的温差.,爆震传感器 爆震控制原理: 点火时刻的闭环控制是采用爆震传感器检测发动机是否发生爆震作为反馈信号,从而决定点火时刻是提前还是迟后,所以爆震传感器是点火时刻闭环控制系统必不可少的重要部件. 它的功能是将发动机爆震信号转变成电压信号输入ECU,ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正,从而使点火提前角在任何工况下都保持一个最佳值.,发动机爆震传感器G61/G66,安装于发动机缸体上，感知发动机爆燃情况，将信号反馈给控制单元，适当的减小点火提前角，防止发动机爆震燃烧，使燃烧总接近于爆震点，最大限度地提高燃烧质量。,检查爆震传感器,检查爆震传感器,Syst. 0k,在发动机工作过程中,如果爆震传感器发生故障,使其监测爆震信号中断,ECU会使各缸 的点火提前角推迟15,汽车在行驶途中,会感觉到动力不足.,氧传感器-调节,氧传感器的作用: 氧传感器的作用是通过监测排放气体中氧的含量来获得混合气的空燃比浓稀信号,并将监测的结果转变成电压信号输入ECU,ECU根据氧传感器输入的信号,不断地对喷油脉宽进行修正,使混合气保持在理想范围内.实现空燃比的反馈控制,即闭环控制. 利用氧传感器对发动机混合气的空燃比进行控制后,能使过量空气系数控制在0.981之间,使发动机在各种工况下获得最佳浓度的混合气,使有害气体的排放量降到最低,减少汽车排放污染. 空燃比的含义? 过量空气系数的含义?,空燃比的概念: 空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。 过量空气系数: 过量空气系数是实际空气量与理论空气量的比值 过量空气系数的大小代表了混合气的浓度,如果过量空气系数为1,或者是接近1,表明混合气浓度正好接近理论混合比!,检查氧传感器G130,检查条件：冷却液温度不低于80度，排气系统无泄漏。 进入发动机系统，08-30；第二区，规定值：110，,如果达到规定值：进入显示组36，检查后传感器电压,3位数的头一位在0和1之间来回变动（ 传感器加热器关和开）3位数的第三位在部分负荷及废气温度较高时被置为1。,如果未到标准值，检查加热器（0108041）。,新型氧传感器,构造:,宽频带型传感器外形尺寸比跳跃型 传感器仅大几毫米。,1 单元泵 2 能斯托单元 3 传感器加热器,更换传感器时，必须线与插头同时更换。,4 外界空气通道 5测量室 6 放氧通道,新型氧传感器工作原理,空气 传感器电压 控制单元 测量片 尾气 单元泵 单元泵电流 测量室 扩散通道,01-08-30-（111 110）第一位1、0变化 01-08-32-（0.06-0.1） 01-08-33-（-0.1 - +0.1; 0.13 - 3.6V） 1-5 = 0.4-0.5V; 2-6 = 77.5欧；5-6、2-5断 3-4加热器电阻 2.5-10 欧 无负荷时第二氧传感器不工作 01-08-36-（0.1-0.95）断电0.4-0.5V该电压要尽量保持恒定，变化过大会损坏三元催化器,检查氧传感器G39/G130,检查氧传感器G39,检查条件：冷却液温度不低于80度，排气系统无泄漏。 进入发动机系统，08-30；第一区，规定值：111,如果未到标准值，检查加热器（0108041）。 如果达到规定值，进入32组，检查第一区和第二区,进入32组，检查第一区和第二区,规定值：第一区：-10.0-10.0% （怠速时的自学习值） 第二区：-10.0-10.0% （部分负荷时的自学习值） 如果达到规定值：进入33组，检查第一区和第二区：,在基本设定下检查前传感器的老化情况： 车停止，发动机高怠速运转，进入发动机控制单元04-基本设定：,显示区2： 是从转速和发动机负荷计算出的值。 显示区3/4： 周期表示“”传感器两次电压跳变（如浓-稀-浓）的时间，因此可用来表示入 传感器的老化状况，如果超出规定时间，显示区4显示B1-Sl ni.o 第4区先是从test off变为test on ，经过一段时间的检测，变为B1-S1 0K。,催化转化器前传感器的自诊断（老化检测）,氧传感器的常见故障 1.氧传感器中毒 氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。 另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。,2.积碳 由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。 3.氧传感器陶瓷碎裂 氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。 4.加热器电阻丝烧断 对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。 5.氧传感器内部线路断脱。,
