传感器、执行器原理及检测

教学要求：1、掌握发动机电控系统传感器、执行器的检测诊断方法2、掌握发动机电控系统检测规律、检测内容3、掌握发动机电控点火系统的检测方法4、掌握发动机电控综合试验及检测方法5、了解柴油电控系统的检测原理重点：传感器、执行器的检测与诊断难点：检测规律学时：8第一节传感器、执行器原理及检测一、电控系统的基本组成：1）供油系统a、供油系统组成：包括油箱、油泵、滤油器、油压调节器、分配管、喷油器等。b、供油系统功能：供油、滤油、调压、喷油。电控系统的基本组成：2）进气系统a、进气系统组成：包括空气滤清器、进气管、节气门、怠速旁通道、进气感应和节气门控制单元等。b、进气系统功能：滤清空气、计量、调节和均匀分配进气量。空气供给系统燃油喷射式发动机供气系统的结构（a）旁通空气式供气系统；（b）直供空气式供气系统1－空气滤清器；2－空气流量传感器；3－怠速转速控制阀；4－进气歧管；5－动力腔；6－节气门体电控系统的基本组成：3）控制系统a、控制系统组成：包括电脑ECU、主继电器、传感器和执行元件。空气流量计或进气管绝对压力传感器发动机转速传感器其他传感器基本喷油量修正喷油量喷油器常用传感器与开关信号（1）空气流量传感器AFS（AirFlowSensor）或歧管压力传感器MAP（ManifoldAbsolutePressureSensor）（2）曲轴位置传感器CPS（CrankshaftPositionSensor）（3）凸轮轴位置传感器CIS（CylinderIdentificationSensor）（4）节气门位置传感器TPS（ThrottlePositionSensor）（5）冷却液温度传感器CTS（CoolantTemperatureSensor）（6）进气温度传感器IATS（IntakeAirTemperatureSensor）（7）氧传感器或O2传感器（OxygenSensor）（8）车速传感器VSS（VehicleSpeedSensor）（9）空档安全开关信号NSW（NeutralStartSwitch）（10）点火开关信号IGN（Ignitionswitch）（11）空调A/C开关信号（AirConditioningSwitch）（12）蓄电池电压信号UBAT二、发动机电控系统主要传感器及作用：①点火正时和曲轴位置传感器IGT/NE：检测活塞上止点TDC的信号，以便点火和喷油。它多装在曲轴的前端或后端，或在分电器中。②转速传感器SP：产生曲轴转速和转角信号，它多和IGT/NE信号发生器成为一体。③节气门位置传感器TPS：产生节气门开度大小和快慢的信号，它在节气门轴的一端，与轴同步动作。④进气压力传感器MAP：测出进气管中的负压值，计算基本喷油量。⑤氧传感器OX：监控废气中的氧的含量，以便反馈调节空燃比的大小。⑥水温传感器CTS：监测发动机水温的高低，以产生修正信号。⑦进气温度传感器ATS：监测进气温度的高低，以产生修正信号。⑧车速传感器VSS：提供车速信号，多安装在变速器输出轴后端。⑨爆震传感器KNK：监测爆震信号，调节点火时间。三、发动机电控系统执行器及作用：①电动油泵FP：多浸没在油箱内。②喷油器INJ：在恒压下定时喷油，提高雾化质量，改善燃烧条件。③真空电磁阀VSV：用来开闭执行器元件的真空管路，控制范围较多。④废气再循环装置EGR：多安装在进气主管附近，控制NOx的生成量。⑤怠速空气调节器IAC：多跨接在节气门的前后方，调节高、低怠速的进气量，保证平稳运转。⑥空调系统A/C：发动机额外的负载，调节车内的温度。⑦点火器：接收ECU的点火信号。⑧碳罐电磁阀：使碳罐及时地在中等负荷工况投入工作，对油箱中的燃油蒸气充分利用和回收。⑦风扇继电器：使电动风扇根据水温的高低，及时运转，控制发动机正常温度。⑧仪表显示器：使仪表盘中的各种仪表显示，供驾驶员对汽车的各系统及时监控。如果打开点火开关，仪表不显示，发动机就难以着火运转。发动机电子控制系统的组成电控发动机类型D型：使用绝对压力传感器，多点间歇喷射L型：使用翼片式空气流量传感器，多点间歇喷射LH型：使用热线（或热模）式空气流量传感器MONO型：单点喷射Motronic型：电喷与电子点火综合控制系统MONO型Motronic型捷达轿车发动机控制系统组成1、电动汽油泵的检测：a、电动汽油泵为不可拆式，只能一次性使用。工作电压多为12V；绕组和炭刷的电阻值为0.2—0.3欧；油压为200—350Kpa；这是检验汽油泵好坏的依据。四、检测与诊断b、在分配管的测压孔上接油压表，静态油压应略高于动态油压。夹住调压器上的回油管，油压应升高100Kpa，油泵转速上升100r/min以上为好。如转速不上升，说明油泵失效。c、熄火后，分配管内的油压应保持5min不降低为好。否则，说明调压器、油泵中止回阀门的功能失效，应更换新件。汽油泵的故障：a、汽油泵故障的症状是起动困难、怠速不稳、加速不良、行驶无力，夏季故障高于冬季（气阻影响）。b、脏堵造成的泵油量降低。c、泵油能力失效：因加油不及时性，造成热负载加大。炭刷、换向片、绕组发热、磨损加大、电阻值变大、转速下降、油压和油量下降而失效。汽油泵的检测：滚柱式油泵的可能故障：EFI主继电器故障、燃油泵继电器故障、不能转动、ECU或转速传感器故障、线路插接线松动或接触不良。ECU控制的燃油泵控制电路——D型ECU控制的燃油泵控制电路——L型多工况变速汽油泵的性能检查：1)预运转。接通点火开关,主继电器触点闭合,电源向燃油系统供电,电控单元(ECU)接收到点火开关闭合的信号后,由于无转速信号输入,只控制汽油泵短时间工作2s,使供油管路中油压升高,为发动机起动做好准备；燃油泵ECU控制方式2)起动运转。起动发动机时,将点火开关打到起动挡,断路继电器磁化线圈L2通电,产生电磁力,在电磁力作用下其触点闭合,电源通过主继电器和断路继电器向油泵供电,电动汽油泵投入工作。3)恒速运转。发动机工作过程中,发动机ECU接收到分电器传来的发动机转速信号(Ne信号)后,使ECU内的晶体三极管导通,断路继电器中的磁化线圈L1通电,产生的电磁力使其触点保持闭合状态,油泵连续工作。4)发动机停止运转时,主继电器磁化线圈断电,触点打开,切断电源供电电路,同时ECU内的晶体三极管截止,断路继电器的触点打开,切断燃油泵电路,电动汽油泵停止工作。1)电路功能检查：性能好坏的依据是PF-ECU对发动机负荷、转速和冷热态变化的适应性,以测量检查连接器(ALDL)中+B和FP接口的电压为主,同时在燃油分配管处安装油压表,其标准油压值为256-304kPa;油泵的电阻值在20℃时,应为0.2-0.3欧.Fp端子的电压:突然加速时应为12-14V,怠速时应为8-10V;+B端子的电压:点火开关处于ON位置时应为8-16V;Fpc端子的电压:突然加速到6000r/min以上时应为4-6V,怠速时应为2.5V.如测量结果与上述正常值不符,则应更换燃油泵ECU.燃油泵ECU控制方式_检修方法2)利用诊断座检查：检修时,先用跨接线连接检查连接器上的+B与Fp端子,再将点火开关置于ON位置(但不要起动发动机),然后检查燃油滤清器进油软管处是否有油压,正常时可听到燃油回流的声音,说明EFI继电器、油泵本身电路良好.否则应进行断路继电器等的元器件功能检查.燃油泵控制电路故障分析程序轿车燃油泵控制电路故障实例故障现象：一辆96款丰田皇冠3.0轿车，当点火开关打到ST位置时，起动发动机能够着火，点火开关回到ON位置时，随即熄火，经反复试验均如此。故障检查与排除查看仪表，汽油表指示不在低限，接上燃油压力表，用起动机带动发动机运转时，燃油压力能达到正常值（265-304kPa），喷油器喷油和点火均正常；当点火开关回到ON位置时，燃油压力表立即指示卸压。这些现象表明，当点火开关在ON位置时，燃油泵不工作。检测与诊断皇冠3.0汽车装配的是2JZ-GE发动机，其燃油系统设有燃油泵ECU，用以直接控制燃油泵的工作，而燃油泵ECU又控于发动机ECU，其连接电路见图：这种控制方式可以对燃油泵的工作进行控制。当发动机在起动阶段、高转速、大负荷下工作时，检测与诊断检测与诊断2、油压调节器工作原理：a、夹住调压器上的回油管，油压应升高。其工作原理是油压P、弹簧力F、进气管真空度△Px的相互作用。其关系如下：b、其关系如下：时回油。时停回,熄火后储压。时阀门维持一定开度。FPPX喷油压力＝FPPX喷油压力＝FPPx喷油压力＝油压调节器的故障诊断：a、膜片弹簧疲劳：回油过多，分配管内油压过低，喷油量和雾化质量变差。卡住回油管，压力又正常，说明汽油泵和滤油器无问题，应更换调压器。b、膜片破漏：汽油流入进气管中，造成空燃比极浓时冒黑烟，严重时发动机窒息。c、膜片和阀结胶、硬化、发卡：会造成油压过高，排气冒黑烟故障。3、喷油器的故障诊断（1）喷油器基本原理a、当喷孔的断面、喷油压力一定时，喷油量的多少决定于喷油持续时间的长短，即电磁线圈中脉冲电流信号的宽度。这是衡量喷油控制电路好坏的重要依据。b、当喷油脉宽一定时，则喷孔的端面、喷油压力是喷油量多少的关键因素。这是清洗喷油器和更换汽油泵的重要依据。c、喷油时脉冲宽度的大小，是多个高频喷油信号的组合，不是一次完成的，其叠加量之和谓“喷油脉宽”。喷油器的检测参数：d、喷油持续时间2～8ms；稳定电流为2A；针阀的升程为0.15mm，电磁线圈的电阻值为3～15Ω；一般15s的喷油量为45～55mL；各缸的差值应小于5mL。电控喷油信号检测喷油脉宽：决定喷油量检测仪器：发动机综合分析仪、示波器、诊断仪。基本喷油脉宽（空气流量、温度、气压、水温）0.8－1.1ms补偿加浓脉宽（转速、负荷）1.2－2.5ms信号终止时喷油器线圈内自感电压，35V左右3、喷油器的故障诊断（2）喷油器检测方法A、就车检查（1）简单检查方法检查喷油器针阀开启时的振动和声响。（2）喷油器电阻检查低阻为2～3Ω，高阻为13～16Ω。（3）喷油器滴漏检查用专用设备检查，在1min内喷油器应无滴油现象。（4）喷油量检查用专用设备检查，检查15s内的喷油量应为50～70mL。3、喷油器的故障诊断（2）喷油器检测方法B、离车检测用万用表检测喷油器的电阻值；用诊断仪读取喷油脉宽的数据流。喷油脉宽数据流是ECU根据进气量、发动机转速、冷却液温度、节气门位置信号、氧传感器信号向喷油器控制电路发出控制信号。喷油器的故障：a、脏堵：碳化物和胶油是脏堵的物质，使循环供油量减少，造成怠速不稳、加速不良等故障，应适时检查清洗或更换。b、针阀卡滞有4种症状：（1）不喷油：单缸断电无降速征状。（2）异常喷油：不雾化、冒黑烟；不着火、冒白烟。（3）滴漏：不雾化、不熄火；断电后1min少于1滴为好。（4）雾化不良：锥角、射程不良、怠速游车或冒黑烟，排气管中有不规则的突噜声。c、升程扩大：噪声大、喷油关断时间变化失常，喷油量失常。d、密封圈失效：漏油、漏气。桑塔纳轿车喷油控制电路4、热膜空气流量计：控制电路热膜温度传感器防护网由4个热敏电阻组成了一个电桥，其中的热线RH和冷线RC在取样管中，取样管在进气管的中央或一侧。取样管两端设有整流网和防回火网，控制气流匀速流动和保护热线的作用。返回4、热膜空气流量计：热膜式空气流量计内部电路热膜式空气流量计外部电路返回工作原理:发动机运转，空气流过时，带走热量，热线RH的电阻值变小，冷线RC电阻值变大，电桥失去平衡，提高桥压，放大器即加大流过热线RH补偿电流IH，使冷热线恢复正常温差（100度）。电流IH的增加，会使RA的电压降增大，只要测量RA两端的电压降，即可得知流过空气量的多少，ECU就能确定所需空燃比的喷油量。返回性能参数:V1、E间——输入电压12V；V2、E间——输出电压0—5V。对LH—AFS检测，可用压缩空气向管中吹气测量：不吹气时V2、E间的基准电压为0.8—1V；吹气时的随动电压变为2V，吹气口距离的变化，电压也应随动变化。热膜式空气流量计