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主讲:何正茂金奔腾汽车维修高级技术座汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义ME7-Motronic发动机管理系统构成汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义电控单元发动机Motronic发动机管理系统简化构成传感器执行器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义热膜式空气流量传感器HFM-5主要传感器介绍进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF温度传感器TF-W与TF-F转速传感器DG6凸轮轴相位传感器PG-1氧传感器爆震传感器KS-1加速踏板位置传感器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述空气流量传感器负责测量发动机进气空气质量流量。通过测量该流量，可以对发动机的排放和输出功率的工作点进行优化。热膜式空气流量传感器HFM-5(1/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理在空气质量流量计工作时，若无气流通过，加热区域两侧温度梯度呈对称分布，两个测量点温度一致。当气流单向流过时，由于气流通过中心的加热区时被加热，从而与两侧热膜的热交换情况不同，使流量计中的两个传感元件测量点温度发生不同变化，产生温差。温度差随着流量增大而增大。温度差的大小和正负反映了空气质量流的流量和方向。内置的评估电路响应地将温差转化为电压信号输出。热膜式空气流量传感器HFM-5(2/5)1－无流量时温度分布，2－有流量时温度分布，3－传感元件，4－加热区，5－无流量时温度分布热膜，6－带测量外套管的HFM5，7－空气流。M1、M2－测量点，T1、T2－对应点的温度，ΔT－用以产生信号的两点间温度差。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义结构热膜式空气流量传感器HFM-5(3/5)1－电气接头，2－电气接头内部引出端，3－评估电路，4－空气进口，5－传感元件，6－空气出口，7－外壳。1－测量通道外套，2－传感元件，3－安装平面，4－电路外套，5－混合评估电路，6－引出端，7－O形圈，8－辅助的温度传感器。HFM5插入型传感器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚传感器HFM-5有5只引脚：1－附加温度传感器(部分车型悬空不用)；2－+12V加热电源；3－接地；4－+5V参考电压；5－信号输出。特点—系统误差低；—可以进行气流方向的辨识；—反应时间短；—吸收功率小、重量轻。特性曲线热膜式空气流量传感器HFM-5(4/5)反向气流正向气流空气质量流量信号电压HFM5信号电压与空气质量流量关系汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义注意－空气流量传感器须安装在空气滤清器之后，应保证滤清器在其寿命范围内效率达到99%，以减少污染。－安装时，连接进出空气管前摸上油脂以利于密封和润滑，油脂不能涂在保护栅上，以免被吸入将传感部分覆盖。－安装时，内部插入件接口应斜向上，避免空气冷凝水进入电路部分；－流量计是精密传感器件，应尽量远离电磁阀、点火线圈、分电器等电磁元件，以减少对电路部分的干扰。检测提示－空气流量计正常工作时，借助转接器用万用表测量输出电压应为一个0~5V范围内的连续变化的值。－利用一个电吹风向空气流量计吹风，通过由远及近或由近及远地移动电吹风改变通过流量计的风量，应观察到输出电压由小到大或由大到小的变化。热膜式空气流量传感器HFM-5(5/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述本传感器可用于向电子控制器提供发动机的爆震信息，进行爆震控制。供货产品可根据客户需求选择插头型和电缆型连接方式。爆震传感器KS-1(1/6)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理这是一种宽频带的振动加速度传感器，装在发动机气缸体上。其传感元件的工作是基于陶瓷的压电特性。发动机气缸体的振动产生的压力通过传感器内的质量块传递到压电晶体上。压电晶体由于受质量块振动产生的压力，在两个极面上产生交变电压信号输出。爆震传感器KS-1(2/6)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义爆震传感器KS-1(3/6)爆震传感器在四缸机的安装位置1-爆震传感器位于第2和第3缸之间，2-如果安装两个传感器，则分别位于第1和第2缸、第3和第4缸之间。说明爆震传感器监测的最佳位置是通过发动机机体的模态分析与发动机实验来确定的。通常，在四缸发动机中爆震传感器安装在第2和第3缸之间；如果安装两个传感器，则分别位于第1和第2缸、第3和第4缸之间。在三缸机中则安装在第2缸的中央。尽管如此，同样为三缸或四缸机，不同发动机的爆震传感器安装位置依然可能不同。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性参数频率范围：3~22kHz5kHz时灵敏度:26±8mV/g3~15kHz之间的线形度：5kHz值的±15%主谐振频率：＞20kHz共振时的线性度：15~39mV/g电阻：＞1MΩ电容：1200±400pF灵敏度的温度系数：≤0.06mV/(g.℃)工作温度范围：-40~130℃其中g=9.8m/s2(重力加速度)爆震传感器KS-1(4/6)特性曲线频率f汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚爆震传感器有3个引脚：1,2－信号输出，接ECU；3－接屏蔽。爆震传感器KS-1(5/6)特点－监测元件少，更便于安装；－特性曲线兼容性好；－测量灵敏度高；－结构紧凑、牢固。注意－传感器安装金属表面须与测量部位直接接触，不能使用任何类型的垫圈；－应按规定的扭矩(20±5Nm)拧紧螺栓；－不要让机油、冷却液、制动液、水等液体长时间接触传感器；－传感器电缆布线时应注意不让电缆发生共振，以免断裂；－避免在传感器1、2引脚间接通高压电，以免损坏压电元件。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义爆震传感器KS-1(6/6)检测提示－爆震传感器正常工作时，通过转接器引出信号，利用示波器观察输出波形应是一个快速交变的曲线；由于受发动机管理系统的控制，其信号输出可能不明显。－当用一定的力量敲击缸体时，应观察到明显的交变信号曲线。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述该传感器用于监测进气歧管的压力(或压力与温度)，ECU利用其输出信号结合转速信号确定进气空气密度与质量。DS-S-TF为进气压力与温度传感器，同时可监测进气温度。进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(1/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理进气歧管压力传感元件由一个厚度仅几个微米的硅芯片组成。硅芯片上蚀刻出一片含有4个压电电阻的压力膜片，这4个压电电阻组成惠斯顿电桥。硅芯片的一侧为一个封闭的接近真空的参考空间，背面承受着通过接管引入的进气歧管绝对压力。进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(2/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义进气歧管绝对压力使硅芯片连同压电电阻发生机械变形，使其阻值改变，惠斯顿电桥失去平衡。经硅芯片上的电路处理后，形成与压力成线性的电压信号输出。DS-S-TF则另集成了一个负温度系数电阻，作为温度传感器。进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF1-压敏电阻，2-膜片，3-基准压力室，4-陶瓷基片。P-压力。(3/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性曲线进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(4/7)绝对压力P压力传感器特性输出电压UA温度传感器特性温度T电阻值汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚DS-S有3个引脚，分别为+5V输入、地和信号输出。DS-S-TF则增加了一组NTC温度电阻引脚。特性参数压力范围：20~115kPa（对涡轮发动机最高至250kPa）供电电压：5.0±0.5V重量:约18g或27g抗震稳定性:谐波250m/s2，峰值600m/s2吸收电流：典型值9mA20℃时电阻：2.5KΩ±5%工作温度范围：-40~+125℃响应时间：典型值0.2ms测量精度：±1.5%进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(5/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特点－采用微型机械式结构，测量灵敏度高，成本低廉；－外壳坚固，重量轻巧，安装方便；－对进气歧管空间占用小，便于布置；－处理电路与传感元件在同一基底上确保信号可靠地传送；－处理电路具有信号放大、温度补偿及特性曲线调节等功能。注意－安装时，先摸上润滑油轻轻压入，再按规定要求拧紧螺钉。－对螺钉扭矩有较高要求，应小心操作。－长期使用由于进气中尘垢的堵塞或污燃可能引起传感器失效，应经常注意检查空气滤清器工作是否正常。－压力接管应向下倾斜安装，与竖直方向的夹角为0~60°，以确保冷凝水不会进入压敏元件。进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(6/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义检测提示－进气歧管压力传感器正常工作时，通过转接器引出信号，利用万用表测量其信号输出应为0~5V范围内连续变化的电压。进气歧管压力传感器DS-S与DS-S-TF(7/7)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述本传感器可用于提供发动机冷却液(TF-W型)或进气歧管(TF-F型)温度信息。前者代表了发动机的负荷情况，而后者可帮助电子控制器确定进气空气的质量。温度传感器TF-W与TF-F(1/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理温度传感器的核心部件是一个封装在铜制导热保护套中的负温度系数(NTC)电阻。如果由于外部热量使其温度升高，它的电阻值会明显下降，导致输入电压恒定时电流迅速上升，这一特性可用来进行温度测量。温度传感器TF-W与TF-F(2/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性参数（TF-W）测量范围：-30~+130℃通过传感器的最大测量电流：5mA20℃时名义电阻：2.5kΩ±5%23℃静水，ΔT=1k时最大能量损失15mW名义工作电压：5V抗振性：600m/s2水中响应时间：约15s特性曲线－如右图。温度传感器TF-W与TF-F(3/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚本传感器有2个引脚，可互换使用。特点－对温度变化敏感，测量准确；－测量温度范围广。温度传感器TF-W与TF-F(4/5)注意－安装时须保证测量元件的前部直接暴露在冷却液或进气空气中。－安装时请按照要求的扭矩(15±2Nm)紧固。汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义检测提示－温度传感器正常工作时，借助转接器引出信号、利用万用表测量其信号输出应为0~5V范围内连续变化的电压。－20℃时TF-W型温度传感器的名义电阻为2.5kΩ±5%。－分别利用冷、热水(如电热杯加热冷水)或大功率电吹风加热，以改变温度传感器探头部分的温度，用万用表测量应能观察到电阻值的变化。温度传感器TF-W与TF-F(5/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义概述本传感器可用于提供发动机转速和曲轴上止点信息。转速传感器DG6(1/5)汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义原理传感器的软铁芯被线圈包围，与安装在曲轴上的一脉冲齿圈正对安装，两者间有一狭小空气间隙。软铁芯与一永磁铁相连，磁场延伸至铁磁性的脉冲齿圈，并受其影响。随着曲轴带动齿圈的转动，齿圈的齿尖可能与传感器正对或偏离，引起磁路的变化，从而在线圈中感生交流电压，其频率取决于转速，而电压幅值则与转速和空气隙大小有关。在齿圈上加工出一个大“齿间距”，于是不仅可以测量转速，也可获取曲轴的位置信息。转速传感器DG6(2/5)转速传感器汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义特性曲线转速传感器DG6(3/5)特性参数线圈电阻(+20℃):860Ω±10%线圈电感(1kHz,串联电路)：370±60mH工作温度(线圈外):-40~+150℃汽车电喷发动机元件结构与工作原理何正茂&汽车维修讲义引脚１1－接屏蔽，2、3－接信号线。转速传感器DG6(4/5)引脚２1、2－接信号线，3－接屏蔽。[注]：具体车型所使用传感器的引脚形式请参照相应的产