《汽车温度传感器》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章 温度传感器的结构、原理与检测温度传感器的结构、原理与检测 汽车汽车传感器传感器第一节第一节 概述概述 第二节第二节 热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器 第三节第三节 石蜡式气体温度传感器石蜡式气体温度传感器 第四节第四节 双金属片式气体温度传感器双金属片式气体温度传感器 第五节第五节 热敏铁氧体温度传感器热敏铁氧体温度传感器 第一节第一节 概概 述述 应用在汽车上的应用在汽车上的温度传感器温度传感器有有冷却液温度传感器冷却液温度传感器、进气进气温度传感器温度传感器、排气温度传感器排气温度传感器、油温度传感器油温度传感器、蒸发器出口蒸发器出口温度传感器温度传感器和和车内车内(
2、外外)温度传感器温度传感器等。其作用是检测气体、等。其作用是检测气体、液体液体的的温度温度,并把检测结果转换成电信号输入给,并把检测结果转换成电信号输入给ECU。一、温度传感器的类型一、温度传感器的类型1.1.按结构原理分类按结构原理分类有有热电偶式热电偶式、线绕电阻式线绕电阻式、热敏电阻式热敏电阻式等,其特点是:等,其特点是:线绕电阻式温度传感器线绕电阻式温度传感器精度高,但响应特性差;精度高,但响应特性差;热热敏敏电电阻阻式式温温度度传传感感器器灵灵敏敏度度高高,响响应应特特性性较较好好,但但线线性差,适应温度较低;性差,适应温度较低;热热电电偶偶温温度度传传感感器器精精度度高高,测测量量
3、温温度度范范围围宽宽,但但需需要要配配合放大器和冷端处理起使用。合放大器和冷端处理起使用。石石蜡蜡式式、双双金金属属片片式式、热热敏敏铁铁氧氧体体温温度度传传感感器器均均为为非非电电量传感器。量传感器。温度传感器温度传感器安安 装装 位位 置置用用 途途冷却液冷却液温度传感器温度传感器发动机缸体、缸盖的水套或节发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水套中。温器内并伸入水套中。检测发动机检测发动机冷却液温度冷却液温度输输入入ECU用于修正喷油用于修正喷油量。量。进进 气气温度传感器温度传感器D型型EFI装在空气滤清器之后或装在空气滤清器之后或进气压力传感器内;进气压力传感器内;L型型EFI装装在
4、空气流量计上。在空气流量计上。检测进气温度输入检测进气温度输入ECU用用于提供燃油喷射量和点火于提供燃油喷射量和点火正时依据。正时依据。排排 气气温度传感器温度传感器安装在汽车排气装置三元催化安装在汽车排气装置三元催化转化器上。转化器上。检测转化器内排放气体的检测转化器内排放气体的温度。温度。液压液压油油温度传感器温度传感器安装在自动变速器油底壳内的安装在自动变速器油底壳内的液压阀体上。液压阀体上。检测液压油温度输入检测液压油温度输入ECU用于换挡控制。用于换挡控制。蒸发器出口蒸发器出口温度传感器温度传感器安装在空调蒸发器片上。安装在空调蒸发器片上。检测蒸发器表面温度用于检测蒸发器表面温度用于
5、控制空调压缩机。控制空调压缩机。车内、外车内、外温度传感器温度传感器车外安装在汽车前部;车内安车外安装在汽车前部;车内安装在仪表板下和后挡风玻璃下。装在仪表板下和后挡风玻璃下。检测车内、外气温为汽车检测车内、外气温为汽车空调控制系统提供信息。空调控制系统提供信息。EGR监测监测温度传感器温度传感器安装在安装在EGR阀的出口处。阀的出口处。检测废气温保证发动机和检测废气温保证发动机和排放系统工作正常。排放系统工作正常。2.2.按用途分类按用途分类第二节第二节 热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器 利用陶瓷半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性利用陶瓷半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性
6、测量温度。测量温度。2.2.热敏电阻可分为热敏电阻可分为:负温度系数负温度系数(NTC)型热敏电阻。型热敏电阻。NTC(NegativeTemperatureCoefficient)正温度系数正温度系数(PTC)型热敏电阻;型热敏电阻;PTC(PositiveTemperatureCoefficient)1.1.传感器传感器原理原理汽车上的汽车上的冷却液冷却液、进气管进气管、蒸发器出口蒸发器出口、车内外车内外等处的等处的温度检测普遍采用温度检测普遍采用NTC热敏电阻,热敏电阻,本节所介绍的热敏电阻本节所介绍的热敏电阻温度传感器均为温度传感器均为NTC热敏电阻热敏电阻。3.3.NTC热敏电阻热敏
7、电阻NTC热敏电阻的阻值与温度的关系可用下述公式表示:热敏电阻的阻值与温度的关系可用下述公式表示:式中式中 T温度温度(K);RT 热敏电阻在温度为热敏电阻在温度为T(K)时的热敏电阻阻值;时的热敏电阻阻值;R0热敏电阻在温度为热敏电阻在温度为T0(T0K)时的阻值;时的阻值;B热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。该关系式是经验公式,只在额定温度或额定电阻阻值该关系式是经验公式,只在额定温度或额定电阻阻值在一定范围内才具有一定的精确度,因为材料常数在一定范围内才具有一定的精确度,因为材料常数B本身本身也是温度的函数。也是温度的函数。4 4.NTC热敏电阻热敏电阻
8、R-T特性特性B相同,相同,R0不同时的不同时的R-T特性曲线示意图特性曲线示意图R2R3R1B1B2B3B1=B2=B3R1R2R3200 C25 C100 C-50 CTRB1B2R1=R2200 C25 C100 C-50 CTB1B2B2 B1R25RR0相同,相同,B不同时的不同时的R-T特性曲线示意图特性曲线示意图注:注:根据国标规定,额定零功率电阻值是根据国标规定,额定零功率电阻值是NTC热敏电阻在热敏电阻在 基准温度基准温度25时测得的电阻值时测得的电阻值R25。5 5.NTC热敏电阻结构热敏电阻结构紧固螺帽紧固螺帽连接导线连接导线 一、冷却液温度传感器的应用与检测一、冷却液温
9、度传感器的应用与检测功用:功用:检测发动机冷却液温度,并将其温度信号输入检测发动机冷却液温度,并将其温度信号输入ECU,为修正喷油量及喷油时刻提供准确依据为修正喷油量及喷油时刻提供准确依据1.冷却液温度传感器的功用冷却液温度传感器的功用安装:安装:安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器内并伸入水套中。套中。如图所示,冷却液如图所示,冷却液温度传感器与温度传感器与ECU的连的连接,当冷却液温度接,当冷却液温度低低,则热敏电阻值则热敏电阻值大大,信号,信号THW的分压值的分压值高高;反;反之,信号之,信号THW的分压的分压值低。值低。冷却液温度传感器冷却
10、液温度传感器THWTHWRE2E2E1THW信号信号5V12VECU当信号当信号THW的分压值的分压值高高,则,则ECU可判断冷却液温度可判断冷却液温度低低,发动机处于冷起动或暖机工况,此时燃油蒸发性差,发动机处于冷起动或暖机工况,此时燃油蒸发性差,ECU应应使混合气的浓度较大,以改善发动机的冷机运转。使混合气的浓度较大,以改善发动机的冷机运转。当信号当信号THW的分压值的分压值低低,则,则ECU可发动机已结束冷起动可发动机已结束冷起动或暖机过程,或暖机过程,ECU按其他工况控制混合气的浓度。按其他工况控制混合气的浓度。1.开路的检测:测电阻,应随温度变化并与规定值相符开路的检测:测电阻,应随
11、温度变化并与规定值相符2.在路的检测:测量电源电压;测量信号电压。在路的检测:测量电源电压;测量信号电压。冷却液温度传感器冷却液温度传感器THWTHWRE2E2E1THW信号信号5V12VECU2.冷却液温度传感器的检测冷却液温度传感器的检测二、进气温度传感器的应用与检测二、进气温度传感器的应用与检测绝缘套绝缘套外壳外壳热敏电阻热敏电阻铜垫圈铜垫圈防水插座防水插座1.1.传感器的结构传感器的结构该传感器在电控燃油喷射系统中测量进气温度,并输入该传感器在电控燃油喷射系统中测量进气温度,并输入到到ECU,用以修正体积型空气流量传感器由于大气温度变化,用以修正体积型空气流量传感器由于大气温度变化带来
12、的进气质量检测的误差。带来的进气质量检测的误差。2.2.传感器的传感器的功用功用1)在)在D型型EFI系统中,安装在空气滤清器之后的系统中,安装在空气滤清器之后的进气管进气管上。上。3.3.进气温度传感器的安装进气温度传感器的安装安装位置有三种情况:安装位置有三种情况:3)将进气温度传感器安装在进气压力传感)将进气温度传感器安装在进气压力传感器内,如桑塔纳器内,如桑塔纳2000型轿车。型轿车。2)在)在L型型EFI系统中,安装在系统中,安装在空气流量计空气流量计内。内。热敏热敏电阻电阻壳壳体体连接导线连接导线当信号当信号THA的电压高时,即热敏电阻值大,的电压高时,即热敏电阻值大,ECU可判断
13、可判断进气温度低,空气密度大,单位体积的空气质量大,同样的进气温度低,空气密度大,单位体积的空气质量大,同样的进气体积流量,则进气质量流量大,应进气体积流量,则进气质量流量大,应适量增加喷油量适量增加喷油量;反之,反之,适量减少喷油量适量减少喷油量。当进气温度传感器出现故障时,会使混合气过浓或过稀,当进气温度传感器出现故障时,会使混合气过浓或过稀,使发动机工作不稳,这时应检查进气温度传感器。使发动机工作不稳,这时应检查进气温度传感器。进气温度传感器进气温度传感器THATHARE2E2E1THA信号信号5V12VECU4.传感器的检测传感器的检测同冷却液温度同冷却液温度传感器的检测。传感器的检测
14、。空调制冷系统工作原理空调制冷系统工作原理三、蒸发器出口温度传感器的应用与检测三、蒸发器出口温度传感器的应用与检测压缩过程压缩过程冷凝过程冷凝过程蒸发过程蒸发过程膨胀过程膨胀过程制制冷冷蒸发器出口温度传感器检测蒸发器表面温度,用于控制蒸发器出口温度传感器检测蒸发器表面温度,用于控制空调压缩机的工作状况,它的工作温度范围是空调压缩机的工作状况,它的工作温度范围是2060。蒸。蒸发器出口温度传感器安装在空调蒸发器片上。发器出口温度传感器安装在空调蒸发器片上。1.1.传感器的功用传感器的功用压缩机压缩机冷凝器冷凝器温度传感器温度传感器膨胀阀膨胀阀储气筒储气筒蒸发器蒸发器高压高压低低压压冷风冷风温度控
15、制系统检测蒸发器出口温度信号,与空调设定的调温度控制系统检测蒸发器出口温度信号,与空调设定的调节信号比较,从而控制空调压缩机电磁离合器的通断。检测蒸节信号比较,从而控制空调压缩机电磁离合器的通断。检测蒸发器出口温度可以防止蒸发器出现结冰现象。发器出口温度可以防止蒸发器出现结冰现象。温度检测电路温度检测电路设定电位器设定电位器继继电电器器蒸发器温度传感器蒸发器温度传感器点火开关点火开关熔丝熔丝电磁电磁离合器离合器空调空调开关开关ONOFF蓄蓄电电池池低低 热敏电阻热敏电阻 高高汽车空调温度控制系统示意图汽车空调温度控制系统示意图1)检查蒸发器温度传感器和空调控制器总成之间的连接器)检查蒸发器温度
16、传感器和空调控制器总成之间的连接器及导线连接情况,检查空调控制器总成的状况。及导线连接情况,检查空调控制器总成的状况。2)拆下蒸发器出口温度传感器,用万用表测量传感器连接)拆下蒸发器出口温度传感器,用万用表测量传感器连接器接头端子器接头端子1和和2之间的电阻,之间的电阻,在在0时,电阻值为时,电阻值为;在在15时,电阻值为时,电阻值为;当温度升高时,其电阻值逐渐降低。当温度升高时,其电阻值逐渐降低。2.2.传感器的检测传感器的检测车内、外空气温度传感器用于检测车内、车外的空气温车内、外空气温度传感器用于检测车内、车外的空气温度,为汽车空调控制系统控制车内温度提供信息。度,为汽车空调控制系统控制
17、车内温度提供信息。四、车内、外温度传感器应用与检测四、车内、外温度传感器应用与检测1.1.传感器的功用传感器的功用车内、外空气温度传感器均与空调系统中与设定电位计车内、外空气温度传感器均与空调系统中与设定电位计串联,空调控制系统根据检测车内、外空气的温度控制空调串联,空调控制系统根据检测车内、外空气的温度控制空调压缩机的运转,保持车内温度在设定范围内。压缩机的运转,保持车内温度在设定范围内。车外温度车外温度传感器传感器 车内温度车内温度传感器传感器日照日照传感器传感器控制板控制板后控制板后控制板车内温度车内温度传感器传感器功率伺服机构功率伺服机构 ECUECU车外温度传感车外温度传感器一般安装
18、在汽车器一般安装在汽车前部;前部;车内温度传感车内温度传感器器两个两个,分别安装,分别安装在仪表板下面和后在仪表板下面和后挡风玻璃下面。挡风玻璃下面。2.2.传感器的安装传感器的安装EGR:针对抑制针对抑制NOx的生成设置的排气净化装置。的生成设置的排气净化装置。六、六、EGR监测温度传感器应用与检测监测温度传感器应用与检测1.1.EGR废气再循环废气再循环NOx是高温富氧条件下生成的。是高温富氧条件下生成的。EGR发动机发动机的的ECU根据根据发动机的发动机的转速转速、负荷负荷、温度温度、进气流量进气流量和和排气温度排气温度控制控制EGR电磁阀适时地打开,使排气管中的部分废气经电磁阀适时地打
19、开,使排气管中的部分废气经EGR阀进入进阀进入进气系统与混合气混合后进入气缸参与燃烧,以降低燃烧时气气系统与混合气混合后进入气缸参与燃烧,以降低燃烧时气缸中的温度和含氧量来减少排气中的缸中的温度和含氧量来减少排气中的NOx的含量。的含量。若再循环的废气过量会影响发动机的动力性,特别是发若再循环的废气过量会影响发动机的动力性,特别是发动机处于动机处于怠速怠速、低速低速、大负荷大负荷及及冷机冷机工况时有明显影响。工况时有明显影响。因此当发动机在怠速、低速、大负荷及冷机时,因此当发动机在怠速、低速、大负荷及冷机时,ECU控控制废气不参与再循环,避免影响发动机性能;当发动机达到制废气不参与再循环,避免
20、影响发动机性能;当发动机达到一定的转速、负荷及温度时,一定的转速、负荷及温度时,ECU控制适量的废气参与再循控制适量的废气参与再循环。要使废气中的环。要使废气中的NOx尽可能低,必须根据发动机尽可能低,必须根据发动机转速、负转速、负荷、温度荷、温度及及废气温度废气温度确定参与再循环的废气量。确定参与再循环的废气量。2.2.EGR工作工作原理原理EGR监测温度传感器检测监测温度传感器检测EGR系统中系统中再循环废气的温度再循环废气的温度,保证系统工作正常,减少汽车尾气保证系统工作正常,减少汽车尾气中中NOx的含量。的含量。3.3.传感器的功用传感器的功用水温传感器水温传感器怠速怠速开关开关ECU
21、曲轴位置曲轴位置传感器传感器EGR温度温度传感器传感器EGR阀阀电磁阀电磁阀进气歧管进气歧管 排气歧管排气歧管 工工 况况电磁阀电磁阀ERG阀阀发动机起动时发动机起动时1.节气门位置传感器的怠速触点接通;节气门位置传感器的怠速触点接通;2.冷却水温低冷却水温低发动机转速发动机转速3.低于低于900r/min;4.高于高于3200r/minEGREGR阀附近废气温度阀附近废气温度5.低于低于50;6.高于高于300;若以上条件任一项出现,则实现右若以上条件任一项出现,则实现右边控制边控制ECU控制电磁控制电磁阀阀门关闭。阀阀门关闭。ERG阀阀门关阀阀门关闭,闭,废气不参废气不参与再循环。与再循环
22、。除以上工况外除以上工况外ECU控制电磁控制电磁阀阀门开启。阀阀门开启。废气参与再循废气参与再循环。环。3.废气再循环控制过程废气再循环控制过程当当EGR系统发生故障导致没有废气再循环时,其原因系统发生故障导致没有废气再循环时,其原因可能是可能是EGR:表表EGR监侧温度传感器的温度特性监侧温度传感器的温度特性4.EGR4.EGR监测温度传感器的检测监测温度传感器的检测监测温度传感器连接电路断路或短路;监测温度传感器连接电路断路或短路;控制系统发生故障,引起系统停止工作;控制系统发生故障,引起系统停止工作;管路中的沉积物堵塞了通路。管路中的沉积物堵塞了通路。对于对于EGR监测温度传感器的检测主
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