1、汽车发动机电控系统检修 主编 刘冬生 项目二电子控制系统 任务一曲轴位置传感器的检修相关知识一、曲轴位置传感器的功用曲轴位置传感器(图2-1)的功用是检测发动机曲轴运转的角度,将和曲轴角度一一对应的活塞运行位置信号转变为电信号及时发送至发动机ECU,用以控制点火正时和喷油正时。同时,曲轴位置传感器也是测量发动机转速的信号装置。相关知识图2-1曲轴位置传感器相关知识二、曲轴位置传感器的类型曲轴位置传感器根据产生信号的原理可分为磁感应式、霍尔式和光电式三种,其中磁感应式曲轴位置传感器应用较多。相关知识二、曲轴位置传感器的类型曲轴位置传感器根据产生信号的原理可分为磁感应式、霍尔式和光电式三种,其中磁
2、感应式曲轴位置传感器应用较多。相关知识三、曲轴位置传感器的安装位置曲轴位置传感器的安装位置随着车型的变化,安装位置也不完全相同,但一般位于发动机的前端靠近曲轴带轮处(图2-2)、发动机的后端靠近飞轮处或分电器内等。图2-2曲轴位置传感器的安装位置相关知识四、磁感应式曲轴位置传感器的结构磁感应式曲轴位置传感器主要由外圈有凸齿的信号转子和定子组成,定子内部主要由磁感线圈、铁心、永久磁铁、插接器针脚和壳体等组成,如图2-3所示。图2-3磁感应式曲轴位置传感器的结构相关知识五、磁感应式曲轴位置传感器的工作原理磁感应式曲轴位置传感器是利用电磁感应原理制成的,即当一个线圈中的磁通量发生变化时,在该线圈的两
3、端就会产生感应电动势。相关知识当装在曲轴前端并随曲轴一起旋转的信号转子凸齿靠近曲轴位置传感器磁极时,磁阻变小,磁通量变大;转子凸齿远离磁极时,磁阻变大,磁通量变小。变化的磁场在传感器线圈中产生交变电信号,通过连接电路传输至ECU,如图2-4所示。信号转子凸齿一般会设计23个齿的缺口,因此每转一圈会产生1个异形的信号,这个异形信号就是发动机转速和1缸上止点信号。相关知识磁感应式传感器工作过程图2-4磁感应式曲轴位置传感器的工作原理相关知识该传感器磁通量变化越快,感应电动势就越大。因此,信号轮的转速越高,交变感应电动势幅值也越大,即传感器的输出信号越强。一般情况下,当发动机的转速在其工作范围内变化
4、时,该传感器输出的信号电压的幅值可在0.5100V范围内变化。相关知识六、曲轴位置传感器的连接电路曲轴位置传感器与ECU的连接电路如图2-5所示。该传感器工作时,不需要外接电源,只要发动机转动自身就能产生电信号,为了防止外界信号对磁感信号的干扰,一般连接电路外表附有屏蔽装置。相关知识图2-5曲轴位置传感器的连接电路任务实施根据任务引入所述的故障现象,可以执行如下的检修步骤。一、使用汽车故障诊断仪读取ECU故障码1)检查变速器档位是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口。3)将点火开关打到ON位。任务实施4)打开汽
5、车故障诊断仪。5)选择汽车诊断。6)选择相应的车型。7)选择进入发动机系统。8)选择读取故障码。查看诊断仪是否显示P0335(曲轴位置传感器A电路)等与曲轴位置传感器相关的故障码,如显示相关的故障码,说明曲轴位置传感器或相关电路可能存在故障,需要执行相关的检查。9)选择读取数据流。在发动机起动过程中,读取发动机转速值如果为零。说明曲轴位置传感器、相关电路或ECU可能存在故障。任务实施二、拆卸曲轴位置传感器1)用举升机将车辆举升到合适高度。2)按压曲轴位置传感器线束插接器锁扣,检查插头插接器是否连接良好。3)拔出插接器,观察是否有锈蚀、松动,然后分离插接器,如图2-6所示。4)选用合适的工具,正
6、确使用工具拧下传感器螺栓并取下。5)轻轻转动传感器壳体,并取下传感器。任务实施图2-6拔出曲轴位置传感器插接器任务实施三、检测曲轴位置传感器1)检查确认传感器外观是否完好,O形圈有没有损坏或老化。2)选用数字式万用表,正、负表笔对测,检测万用表测量误差是否正常,如图2-7所示。图2-7曲轴位置传感器的检测任务实施3)选择欧姆档,将红、黑表笔分别与传感器两端子连接,检测传感器线圈电阻是否正常。正常的传感器线圈阻值冷态(-1050)下为16302740,热态(50100)下为20653225。如测量值不在上述范围内,需更换曲轴位置传感器。任务实施四、检测曲轴位置传感器电路1)断开曲轴位置传感器插接
7、器。2)断开蓄电池负极端子,再断开ECM 插接器。3)测量电阻,如阻值不在标准范围内,说明传感器连接电路损坏。标准电阻(断路检查)标准见表2-1,标准电阻(短路检查)标准见表2-2。任务实施表2-1标准电阻(断路检查)表2-2标准电阻(短路检查)4)重新连接ECM插接器。5)重新连接曲轴位置传感器插接器。任务实施五、检查曲轴位置传感器信号盘检查曲轴位置传感器信号盘齿应无任何裂纹或变形,如果信号盘齿正常,则更换ECM;如果异常,则需要更换曲轴位置信号盘。任务实施六、检测曲轴位置传感器的波形用故障诊断仪的示波器功能,测试曲轴位置传感器的波形如图2-8所示。任务实施图2-8曲轴位置传感器波形知识拓展
8、安装在分电器内的磁感应式发动机转速传感器(也称曲轴位置传感器)。1.结构安装在分电器内的磁感应式发动机转速传感器结构如图2-9所示,它主要由感应线圈、永久磁铁、导磁软体和信号转子等组成。信号转子固定在分电器轴上,由发动机凸轮轴带动其旋转,信号线圈固定在分电器壳体上。知识拓展图2-9安装在分电器内的磁感应式转速传感器的结构知识拓展2.工作原理当发动机旋转时,信号转子在凸轮轴的带动下转动,使转子凸齿与线圈铁心之间的空气间隙不断改变,穿过线圈铁心中的磁通也不断变化,从而在线圈中产生感应电动势,如图2-10所示。知识拓展图2-10安装在分电器内的磁感应式转速传感器的工作原理课后测评一、填空题1.曲轴位
9、置传感器的作用是检测发动机 的角度,将和曲轴角度一一对应的活塞运行位置信号及时送至 ,用以控制点火正时和喷油正时。2.曲轴位置传感器根据产生信号的原理可分为 、和 三种。3.曲轴位置传感器的安装位置一般位于发动机的前端靠近 、和 内等。课后测评二、判断题1.磁感应式曲轴位置传感器不需ECU供给5V电源,只要转动传感器信号轮就能产生信号。()2.磁感应式曲轴位置传感器需要工作电源才能产生信号。()3.曲轴位置传感器与转速传感器一般不是一个。()4.曲轴位置传感器的安装位置随着车型的不同,安装位置不完全相同。()5.磁感应式曲轴位置传感器产生的信号电压幅值不随转速的变化而变化。()课后测评三、选择
10、题1.电控发动机常用的曲轴位置与转速传感器的类型为 。A.光电效应式B.磁感应式C.霍尔效应式D.磁阻效应式2.在检测过程中可以用来测量电阻的传感器是 。A.光电效应式 B.磁感应式C.霍尔效应式 D.磁阻效应式 3.丰田卡罗拉轿车发动机用磁感应式曲轴位置传感器线圈阻值为 。A.150280B.290780C.16302740 D.无穷大课后测评四、简答题1.简述磁感应式曲轴位置传感器的作用及安装位置。2.简述磁感应式曲轴位置传感器的检测步骤。3.画出磁感应式曲轴位置传感器与ECU的连接电路。任务二空气流量传感器的检修相关知识一、空气流量传感器的功用如图2-11所示,空气流量传感器(MAF)主
11、要作用是对进入气缸的空气量进行测量,并把空气流量信号转变为电信号输送到ECU,ECU根据进气量信号、发动机转速信号即可计算出基本喷油量,以获得与发动机运转工况相适应的最佳浓度的可燃混合气。相关知识图2-11空气流量传感器相关知识二、空气流量传感器的安装位置如图2-12所示,空气流量传感器一般安装在空气滤清器后面,节气门体前面的连接管道上。相关知识图2-12空气流量传感器的安装位置相关知识三、空气流量传感器的类型空气流量传感器按检测进入发动机空气量的方式不同,主要类型有翼片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式四种,其中热线式空气流量传感器在现代轿车中得到广泛应用。相关知识图2-13热线式空气流量传感器
12、的结构相关知识四、热线式空气流量传感器的结构如图2-13所示,热线式空气流量传感器主要由铂热丝(也称热线)、温度补偿电阻(也称冷线)、控制电路、插接器针脚和外壳等组成。相关知识五、热线式空气流量传感器的工作原理“热线”是一根暴露在进气流中的铂热丝。控制电路将热线加热至某一温度,进气流则对热线有冷却作用,使热线的温度降低。为了保持热线原来的温度,控制电路需要增大加热电流。即进气量越大,热线需要的加热电流就越大。控制电路将加热电流的变化转变为电压的变化,作为进气量信号输出,如图2-14所示。相关知识进气温度的变化也会使热线温度发生变化,从而影响进气量的测量精度。为消除这种影响,在热线附近安装一根温
13、度补偿电阻(也称为“冷线”),冷线温度接近进气温度且随进气温度的变化而发生变化。工作时,控制电路使热线温度始终高于冷线温度100,这样冷线温度起到参考作用,使进气温度的变化不会影响到传感器的测量精度。相关知识图2-14热线式空气流量传感器的工作原理相关知识六、热线式空气流量传感器的连接电路丰田卡罗拉1ZR-FE发动机采用热线式空气流量传感器,其电路如图2-15所示。当EFI MAIN继电器工作后,向空气流量传感器+B端子提供12V电源,E2G端子通过ECM后搭铁,VG端子向ECM输送与进气量成正比的电压。相关知识图2-15热线式空气流量传感器连接电路任务实施根据任务引入所述的故障现象,可以执行
14、如下的检修步骤。一、使用汽车故障诊断仪读取ECM故障码和数据流1)检查变速器档位是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口。3)起动发动机。4)打开故障诊断仪,按指示菜单操作,进入发动机系统。任务实施5)选择读取故障码。查看诊断仪是否显示P0100(空气流量传感器电路)、P0102(空气流量传感器电路低输入)、P0103(空气流量传感器电路高输入)等与空气流量传感器相关的故障码,如显示相关的故障码,说明空气流量传感器或相关电路可能存在故障,需要执行相关的检查。任务实施 使用智能检测仪读取数值(质量空气流率)。起动发
15、动机,并打开诊断仪;选择以下菜单项:Powertrain/Engine and ECT/DataList/MAF;读取检测仪上的值,如图2-16所示。6)选择读取数据流。图2-16空气流量传感器数据流任务实施 检测的结果。【故障1】诊断仪显示的结果:质量空气流率约0.0g/s。【故障2】诊断仪显示的结果:质量空气流率约270.0g/s或更高。任务实施二、检测空气流量传感器及相关电路1.【故障1】诊断与排除(1)检查空气流量传感器电源电压 断开空气流量传感器插接器。将点火开关置于ON位。任务实施 根据表2-3中的值测量电压。表2-3标准电压图2-17空气流量传感器的测量任务实施 重新连接空气流量
16、传感器插接器。如果所测电压值不在规定范围内,表示电源电压异常,需要检查EFINo.1熔丝。如果熔丝正常,则需维修或更换线束插接器。如果所测电压在规定范围内,则继续检测空气流量传感器VG电压。任务实施(2)检查空气流量传感器VG电压 断开空气流量传感器插接器。向端子+B和E2G之间施加蓄电池电压。将万用表正极探针连接至端子VG,万用表负极探针连接至端子E2G,如图2-17所示。任务实施 根据表2-4中的值测量电压。表2-4标准电压如果检测结果不符合规定,则更换空气流量传感器,如果结果正常,检查线束和插接器(空气流量传感器ECM)。任务实施(3)检查线束和插接器(空气流量传感器ECM)断开空气流量
17、传感器插接器。断开ECM 插接器。根据表2-5和表2-6中的值测量电阻。任务实施表2-5标准电阻(断路检查)表2-6标准电阻(短路检查)任务实施2.【故障2】诊断与排除(1)检查线束和插接器(传感器搭铁)断开空气流量传感器插接器。根据表2-7中的值测量电阻。表2-7标准电阻如果测量结果在规定范围内,则更换空气流量传感器。如果测量结果不符合规定,检查线束和插接器(空气流量传感器ECM)。任务实施(2)检查线束和插接器(空气流量传感器ECM)断开空气流量传感器。断开ECM插接器。根据表2-8和表2-9中的值测量电阻。任务实施表2-8标准电阻(断路检查)表2-9标准电阻(短路检查)如果测量结果在规定
18、范围内,则更换ECM;如果测量结果不符合规定,则维修或更换线束或插接器(质量空气流量传感器-ECM)。任务实施三、更换空气流量传感器1.拆卸空气流量传感器1)按下插接器锁舌,分离空气流量传感器插接器。任务实施2)选用十字螺钉旋具,拆卸空气流量传感器固定螺栓,如图2-18所示。图2-18拆卸空气流量传感器3)取下空气流量传感器,用干净的布或胶带盖住安装孔,防止异物进入进气管。任务实施2.检测新空气流量传感器目视检测空气流量传感器的外观是否完好、O形圈是否完好、铂热丝上是否有异物等。3.安装空气流量传感器1)按拆卸相反顺序安装空气流量传感器。2)按照检查顺序,再次用故障诊断仪进行检查,确认空气流量
19、传感器故障码是否消失和空气流量传感器数据流是否正常。知识拓展一、热膜式空气流量传感器1.结构热膜式空气流量传感器主要由热膜、控制电路、插接器针脚和外壳等组成,如图2-19所示。与热线式空气流量传感器相比,只是将发热体由热线改为热膜。热膜是由发热金属铂固定在薄树脂膜上构成的。该结构由于发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,从而提高了空气流量传感器的可靠性。知识拓展图2-19热膜式空气流量传感器的结构知识拓展2.工作原理热膜式空气流量传感器内部的控制电路将热膜加热至某一温度,进气流则对热膜有冷却作用,使热膜的温度降低。为了保持热膜原来的温度,控制电路需要增大加热电流。即进气量越大,热线需要的加热
20、电流就越大。控制电路将加热电流的变化转变为电压的变化,作为进气量信号输出,其工作原理和输出信号如图2-20 所示。知识拓展图2-20热膜式空气流量传感器的工作原理知识拓展二、卡门旋涡式空气流量传感器1.卡门旋涡现象当野外架空的电线被风吹时,就会发出“嗡、嗡”的响声,风速越高,声音的频率越高,这是为什么呢?这是由于气流流过电线后形成旋涡所致。实际上,液体、气体等流体均会发生这种现象。在流体中放置一个柱状物体(称为涡流发生器)后,在其下游流体中就会形成两列平行状旋涡,并且左右交替出现,如图2-21所示,该旋涡出现的频率与液体的流速成正比,即流体的流速越大,旋涡出现的频率也越高。这种现象首先被卡门发
21、现,因此称为卡门旋涡现象。知识拓展图2-21卡门旋涡的产生原理知识拓展2.结构与工作原理根据卡门旋涡现象,只要能够测量出旋涡发生器后旋涡出现的频率,就可以测量出流体的流速与流量。卡门旋涡式空气流量传感器就是根据这一原理制成的,传感器中央设有一个锥状体作为涡流发生器,涡流发生器前面设有蜂窝状整流器,以消除气流中的干扰涡流。根据旋涡频率的检测方式不同,该传感器又可分为光电检测式和超声波检测式两种,如图2-22和图2-23所示。知识拓展图2-22光电检测式知识拓展图2-23超声波检测式知识拓展光电检测方式如图2-24所示,涡流发生器两侧的压力变化通过导压孔引向薄金属制成的反光镜背面,使反光镜产生振动
22、。反光镜振动时,将发光管投射的光发射给光电管,光电管通过对反光信号的检测,即可求得旋涡的频率。超声波检测方式如图2-25所示,在空气流动的垂直方向安装超声波发生器,在其对面安装超声波接收器。由超声波发生器发出的超声波因受到卡门旋涡的影响,到达超声波接收器时发生了相位上的变化,放大电路将该相位变化转化为方波信号,其频率即为卡门旋涡产生的频率。知识拓展信号),频率的大小就代表了空气流量的大小。图2-24旋涡的光电检测原理两种卡门旋涡式空气流量传感器输出的均为方波频率信号(脉冲知识拓展图2-25旋涡的超声波检测原理课后测评一、填空题1.空气流量传感器一般安装在 后面,前面的连接管道上。2.空气流量传
23、感器的主要作用 ,并把空气流量信号转变为电信号输送到 。3.空气流量传感器分为 、和 四种类型课后测评二、判断题1.热线式空气流量传感器输出的是模拟电压信号。()2.热线式空气流量传感器工作时需要工作电源。()3.空气流量传感器往往与进气温度传感器制为一体。()4.空气流量传感器与节气门体连接胶管不密封,对空气流量传感器检测的进气量没有影响。()5.热线式(热膜式)空气流量传感器计量方式主要以空气质量为主,一般不受进气温度的影响。()课后测评6.热线式空气流量传感器长期使用后,会在热线上积累胶质积炭,对测量精度会产生影响。()7.空气流量传感器能够检测每个单位时间内的吸入空气量,但是不能检测每
24、个工作循环内的吸入空气量。()课后测评三、选择题1.空气流量传感器安装在空气滤清器和节气门之间,用来测量 的多少。A.发动机进气量B.发动机进油量C.发动机排气量2.属于质量流量型的空气流量传感器是 。A.叶片式 B.热线式 C.卡门旋涡式3.热线式空气流量传感器输出信号电压值随进气量的增加而 。A.增大B.减小C.不变4.现代轿车广泛应用的空气流量传感器类型是 。A.翼片式B.卡门旋涡式C.热线式课后测评四、简答题1.画出丰田卡罗拉车型空气流量传感器电源及与ECU的连接电路图。2.简述丰田卡罗拉车型空气流量传感器的检查步骤。任务三进气压力传感器的检修 相关知识一、进气压力传感器的功用如图2-
25、26所示,进气压力传感器(MAP传感器)用于测量进气总管内气体的绝对压力,并将进气压力转换成电信号输送给ECM,ECM根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量,再根据进气量和发动机转速确定基本喷油量。进气压力信号是燃油喷射和点火控制的主控信号之一。相关知识图2-26进气压力传感器相关知识二、进气压力传感器的安装位置如图2-27所示,进气压力传感器一般安装在节气门后方的进气总管上。有部分车型将进气压力传感器安装在进气管的旁边,然后再通过一条真空管与进气总管相连。相关知识图2-27进气压力传感器的安装位置相关知识三、进气压力传感器的类型进气压力传感器的种类较多,按其检测原理可分为压敏
26、电阻式、电容式、膜盒式和表面弹性波式等,在D型电控燃油喷射系统中应用最多的是压敏电阻式。相关知识四、进气压力传感器的结构如图2-28所示,压敏电阻式进气压力传感器主要由真空室、集成电路、插接器和壳体等组成。相关知识五、进气压力传感器的工作原理压敏电阻式进气压力传感器的工作原理如图2-29所示,在传感器的真空室内有一个硅膜片,硅膜片上有4个压敏电阻,硅膜片的一侧通过真空管与进气总管相通,另一侧通真空室,当进气总管内的压力变化时,会造成硅膜片变形(图2-30),从而使硅膜片上的压敏电阻形状发生变化,压敏电阻的电阻值也会根据变形程度而变化。此电阻值变动经集成电路变换后所得的电压信号就是进气歧管压力信
27、号。一般当进气管内的压力越小时,输出的信号电压也越小,反之,信号电压越大。相关知识图2-28压敏电阻式进气压力传感器结构相关知识图2-29压敏电阻式进气压力传感器的工作原理(一)相关知识图2-30压敏电阻式进气压力传感器的工作原理(二)相关知识图2-31进气压力传感器的连接电路相关知识六、进气压力传感器的连接电路进气压力传感器的连接电路如图2-31所示。ECU通过VC端子向进气压力传感器提供5V的电源,E2端子通过ECU后搭铁,PIM端子向ECU提供随进气压力变化而变化的信号电压。任务实施根据任务引入所述的故障现象,可以执行如下的检修步骤。一、使用汽车故障诊断仪读取ECU故障码1)检查变速器档
28、位是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口。3)起动发动机。4)打开故障诊断仪,按指示菜单操作,进入发动机系统。任务实施5)选择读取故障码。查看诊断仪是否显示 P0107或 P0108等与进气压力传感器相关的故障码,如显示相关的故障码,说明进气压力传感器或相关电路可能存在故障。6)选择读取数据流。起动发动机,并打开诊断仪;读取诊断仪上进气压力的数值,此数值应能随节气门开度和发动机转速的变化而变化,否则说明存在故障,应执行相关检查。任务实施二、检查进气压力传感器1.进气压力传感器外观的检查检查进气压力传感器外观是否
29、变形或裂纹;安装是否牢固等。如存在变形或裂纹,则需更换;如安装松动,则重新牢固安装。2.检查真空软管连接情况检查进气压力传感器的真空软管与进气总管的连接情况。如果有不良或漏气,则需更换真空软管。任务实施三、检查进气压力传感器相关电路1)断开进气压力传感器插接器。2)将点火开关置于ON 位。3)根据表2-10中的值测量电压。任务实施表2-10标准电压4)根据表2-11中的值测量电阻。表2-11标准电阻任务实施5)检查线束(进气压力传感器ECU)将点火开关置于OFF位,拆下蓄电池负极端头。断开ECU 插接器。根据表2-12和表2-13中的值测量电阻。表2-12标准电阻(断路检查)表2-13标准电阻
30、(短路检查)重新连接进气压力传感器插接器。任务实施 重新连接ECU插接器,并安装好蓄电池负极端头。6)测试传感器信号电压。用T形线或大头针等引出信号线,接通点火开关,用万用表测MAP端子“B”车身搭铁之间的电压,应为4.05.0V。起动发动机并怠速运转,信号电压应下降到1.52.1V;拔下真空管或取下进气压力传感器,信号电压应立即上升到4.05.0V。连接好真空管或安装好进气压力传感器,增大节气门开度,信号电压应逐渐升高。如不符合以上要求,则更换进气压力传感器;如以上测试都正常,则需更换ECU。知识拓展电容式进气绝对压力传感器电容式进气绝对压力传感器主要是利用电容效应测量进气歧管的绝对压力,其
31、结构与原理如图2-32所示。图2-32电容式进气绝对压力传感器结构示意图知识拓展压力转换元件由可产生电容效应的厚膜电极构成,电极被附在氧化铝膜片上。当进气歧管绝对压力变化时,可使氧化铝膜片产生变形,导致传感器电极的电容产生相应变化,引起与其相关的振荡电路的振荡频率发生相应变化。ECU则根据传感器输出信号的频率便可感知进气歧管的绝对压力。其信号频率和进气歧管绝对压力值成正比,该频率变化范围约为80120Hz。课后测评一、填空题1.进气压力传感器一般安装在 。2.进气压力传感器的作用是测量 ,并将进气压力转换成电信号输送给 ,ECU根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量。3.进气压
32、力传感器的种类较多,按其检测原理可分为 、膜盒式和表面弹性波式等。课后测评二、判断题1.进气压力传感器与空气流量传感器的作用是相同的,所以在车上,一般这两种传感器只装一种。()2.在测量进气管绝对压力传感器时,传感器输出的电压信号随真空度增加而下降。()3.进气压力传感器也可能安装在进气歧管上。()4.进气压力传感器工作时需要工作电源。()课后测评三、选择题1.进气压力传感器的种类较多,但在D型电控燃油喷射系统中应用最多的是 。A.压敏电阻式B.电容式C.膜盒式D.表面弹性波式2.半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器输出的信号电压具有随 的增大呈线性增大的特性。A.进气歧管绝对压力B.大气压
33、力C.发动机负荷课后测评四、简答题1.画出进气压力传感器与ECU的连接电路。2.简述进气压力传感器的检修步骤。任务四凸轮轴位置传感器的检修相关知识一、凸轮轴位置传感器的功用凸轮轴位置传感器又称为判缸传感器,由于通过曲轴位置传感器只能识别一缸上止点,所以需要凸轮轴位置传感器采集配气机构中凸轮轴的位置信号并输入到ECU,以便ECU识别一缸压缩上止点位置,从而精确地对喷油顺序、点火正时和燃烧爆燃进行控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机刚起动时识别出第一次点火时刻。相关知识图2-33霍尔式凸轮轴位置传感器相关知识二、凸轮轴位置传感器的类型凸轮轴位置传感器根据产生信号的原理可分为磁感应式、霍尔式和光电
34、式三种。一般采用霍尔式较多(图2-33)。三、凸轮轴位置传感器的安装位置凸轮轴位置传感器的安装位置随着车型的变化,安装位置也不完全相同,但一般安装在凸轮轴的前端或后端的壳体上(图2-34)。如丰田卡罗拉1ZR发动机由于采用双凸轮轴,且采用可变配气相位系统,所以安装有两个凸轮轴位置传感器:即进气侧凸轮轴位置传感器和排气侧凸轮轴位置传感器。相关知识图2-34凸轮轴位置传感器的安装位置图相关知识四、霍尔式凸轮轴位置传感器的结构霍尔式凸轮轴位置传感器内部主要由霍尔芯片(IC)、插接器针脚和壳体等组成,如图2-35所示。相关知识五、霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理图2-35霍尔式凸轮轴位置传感器的结构图
35、相关知识霍尔效应原理:当电流I通过放在磁场中的霍尔半导体基片,且电流方向与磁场方向垂直时,在垂直于电流和磁场的霍尔半导体基片的侧面上,便可产生一个与电流大小和磁场强度成正比的霍尔电压。由于该现象是由美国物理学家爱德华霍尔于1897年首先发现的,因此以其名字来命名现象,用于产生霍尔效应的半导体元件也被称为霍尔元件。相关知识图2-36为安装在分电器内的霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理图,它有一个随分电器轴旋转的叶片,叶片上开有与气缸数相等的缺口,当叶片的缺口对着霍尔元件时,永久磁铁所产生的磁场垂直通过通电的霍尔元件,于是产生霍尔电压;当叶片旋转进入霍尔元件和磁铁之间时,由于磁场被阻隔,霍尔元件上没
36、有磁场通过,所以不产生霍尔电压。当缺口对着霍尔元件时产生的霍尔电压,再经过信号处理后以整齐的矩形脉冲信号输出。相关知识六、霍尔式凸轮轴位置传感器的连接电路霍尔式凸轮轴位置传感器的连接电路如图2-37所示。ECM通过VVI+端子为凸轮轴位置传感器提供5V的电源,VVI-端子通过ECM后搭铁,当发动机运转时VC端子向ECM输送矩形脉冲信号。相关知识图2-36霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理图a)叶片的缺口对着霍尔元件时相关知识图2-36霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理图(续)b)叶片旋转进入霍尔元件和磁铁之间相关知识图2-37霍尔式凸轮轴位置传感器的连接电路任务实施根据任务引入所述的故障现象,可以
37、执行如下的检修步骤。一、使用汽车故障诊断仪读取ECU故障码1)检查变速器是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口。3)起动发动机。4)打开故障诊断仪,按指示菜单操作,进入发动机系统。任务实施5)选择读取故障码。查看诊断仪是否显示 P0340、P0342 或 P0343等与凸轮轴位置传感器相关的故障码,如显示相关的故障码,说明凸轮轴位置传感器或相关电路可能存在故障,需要执行相关的检查。任务实施二、检查进气凸轮轴位置传感器及相关电路1)断开凸轮轴位置传感器插接器。2)将点火开关置于ON 位。3)根据表2-14中的值测
38、量电压。表2-14标准电压任务实施4)重新连接凸轮轴位置传感器插接器。如果所测电压值正常,则进行步骤5,检查线束和插接器(进气凸轮轴位置传感器ECM);否则检查VC以及与搭铁之间的通断情况。5)检查线束和插接器(进气凸轮轴位置传感器ECM)。断开凸轮轴位置传感器插接器。断开ECM 插接器。任务实施 根据表2-15和表2-16中的值测量电阻。表2-15标准电阻(断路检查)任务实施表2-16标准电阻(短路检查)任务实施任务实施 重新连接凸轮轴位置传感器插接器。重新连接ECM插接器。如果所测阻值正常,则进行步骤6)检查传感器安装情况;否则更换线束或插接器(进气凸轮轴位置传感器ECM)。任务实施图2-
39、38凸轮轴位置传感器的安装图任务实施6)检查传感器的安装情况(进气凸轮轴位置传感器)。检查凸轮轴位置传感器的安装情况,如图2-38所示。如果传感器安装正确,则检查进气凸轮轴齿,凸轮轴齿应无任何裂纹或变形。如果凸轮轴齿正常,则更换进气凸轮轴位置传感器;否则更换凸轮轴;如果安装异常,则需要重新牢固地安装进气凸轮轴位置传感器。任务实施三、拆卸凸轮轴位置传感器1)拆卸发动机盖罩。2)断开进气凸轮轴位置传感器线束插接器。按压凸轮轴位置传感器插接器锁扣,待确认锁止装置完全脱离后,断开进气凸轮轴位置传感器线束插接器,如图2-39所示。任务实施图2-39凸轮轴位置传感器插接器的拆卸任务实施3)拆卸进气凸轮轴位
40、置传感器的固定螺栓。选用10mm套筒、棘轮扳手拆卸进气凸轮轴位置传感器固定螺栓,并用手取下螺栓。4)握住凸轮轴位置传感器,并拔出。如凸轮轴位置传感器拔不出,切勿硬拔,应先左右旋动凸轮轴位置传感器,使传感器的密封圈与缸盖的安装孔松动,然后再垂直拔出凸轮轴位置传感器。任务实施四、安装新的凸轮轴位置传感器1)确认进气凸轮轴位置传感器零件号。2)检查新的进气凸轮轴位置传感器外观。检查新的进气凸轮轴位置传感器外观是否完好。安装平面是否正常,针脚是否有弯曲或腐蚀。检查新的凸轮轴位置传感器密封圈是否完好。任务实施3)安装进气凸轮轴位置传感器。将凸轮轴位置传感器垂直放入安装孔内,如图2-40所示。图2-40凸
41、轮轴位置传感器的安装任务实施 用手将进气凸轮轴位置传感器固定螺栓旋入螺纹处。选用10mm套筒、扭力扳手将进气凸轮轴位置传感器固定螺栓安装至规定转矩:10Nm。4)连接凸轮轴位置传感器插接器。任务实施五、再次读取故障码如果故障码仍然存在,则更换ECM。六、检测凸轮轴位置传感器的波形用故障诊断仪的示波器功能,测试霍尔式凸轮轴位置传感器的正确波形如图2-41所示。任务实施图2-41霍尔式凸轮轴位置传感器的波形知识拓展光电效应式位置传感器1.光电效应原理光电效应:半导体光敏元件(一般为光敏二极管或光敏晶体管)受到光线照射时,其工作状态会发生变化,这种变化包括:电阻变化(光电阻)、导通状态变化(光开关)
42、、产生电压(光电池)等。利用光敏效应原理制成的传感器如图2-42所示,主要由带缺口的信号盘、发光元件(一般为发光二极管LED)、光敏元件以及集成电路等组成。知识拓展图2-42光电效应原理知识拓展发光元件发出的光线射向光敏元件,但该光线受到信号盘的控制。当信号盘的叶片遮住光线时,光敏元件没有受到光线照射,其工作状态不变;当信号盘的缺口放开光线时,光敏元件受到光线照射,其工作状态发生变化。传感器的集成电路将这种变化转变为方波,即可作为传感器的输出信号。信号盘每转一圈,传感器输出信号的数量等于信号盘上缺口的数量,单位时间内输出信号的数量即可反应信号轮及发动机的转速。知识拓展图2-43日产车系光电效应
43、式曲轴位置传感器知识拓展2.光电效应式位置传感器的结构与工作原理日产车系采用了光电效应式曲轴位置传感器与转速传感器,装在凸轮轴前端或分电器内部,由信号盘和光电信号发生器组成,如图2-43所示。信号盘是传感器的信号转子,压装在凸轮轴或分电器轴上,其结构如图2-44所示。在靠近信号盘外圈处制有360条缝隙,用于产生曲轴转速信号(1信号);内圈均匀分布有6条缝隙(用于六缸发动机,四缸发动机则有4条缝隙),用于产生曲轴位置信号(120信号或180信号),其中的一个缝隙稍宽,用于判断第一缸的压缩上止点。知识拓展光电信号发生器固定在传感器壳体上,由两个发光二极管、两个光敏二极管以及信号处理电路等组成,如图
44、2-45所示。发光二极管发光,以对面的光敏二极管为照射对象;带缝隙的信号盘在发光二极管与光敏二极管之间转动,产生透光与遮光的交替变化,光敏二极管工作状态随之发生变化,信号处理电路将这种变化转变为相应的方波信号,并输入到ECU。ECU根据1信号可以准确判定曲轴的转角与转速;根据120信号或180信号可以判定各缸压缩上止点;根据120信号或180信号的较宽方波,可以判定出第一缸,其他各缸则根据发动机工作顺序确定。知识拓展图2-44光电效应式曲轴位置传感器信号盘知识拓展图2-45光电信号发生器及信号盘的布置课后测评一、填空题1.凸轮轴位置传感器又称为 ,由于通过曲轴位置传感器只能识别 ,所以需要凸轮
45、轴位置传感器采集配气机构中凸轮轴的位置信号并输入到ECU,以便ECU识别 位置,从而精确计算控制喷油顺序、点火正时控制和燃烧爆燃控制。2.凸轮轴位置传感器根据产生信号的原理可分为 、和 三种。但一般都采用 。3.凸轮轴位置传感器一般安装在 。课后测评二、判断题1.霍尔式凸轮轴位置传感器工作时不需要工作电源。()2.霍尔式凸轮轴位置传感器输出的信号为方波频率信号。()3.霍尔式凸轮轴位置传感器检修时可以用万用表电阻档直接测量阻值。()课后测评三、选择题1.霍尔式凸轮轴位置传感器工作电源电压一般为 。A.5VB.8VC.12VD.24V2.霍尔式凸轮轴位置传感器插接器针脚一般为 。A.2个针脚B.
46、3个针脚C.4个针脚D.5 个针脚课后测评3.霍尔式凸轮轴位置传感器当叶片的缺口对着霍尔元件时,永久磁铁所产生的磁场垂直通过通电的霍尔元件,于是 霍尔电压;当叶片旋转进入霍尔元件和磁铁之间时,由于磁场被阻隔,霍尔元件上没有磁场通过,所以 霍尔电压。A.不产生产生B.产生产生C.不产生不产生D.产生不产生课后测评四、简答题1.画出霍尔式凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路图。2.简述霍尔式凸轮轴位置传感器的检修步骤。任务五冷却液温度传感器的检修相关知识一、冷却液温度传感器的功用冷却液温度传感器(图2-46)也叫水温传感器,用于检测发动机冷却液的温度,并以电压信号的形式传给ECU。ECU根据获取的信
47、号对基本喷油量、点火提前角和怠速转速等进行修正,如果冷却液温度传感器中的热敏电阻失灵,传感器将无法检测到冷却液温度,无法给ECU提供参考信号。相关知识图2-46冷却液温度传感器相关知识二、冷却液温度传感器的安装位置冷却液温度传感器一般安装在气缸盖的水道上或发动机出水口的管道上,如图2-47所示。相关知识图2-47冷却液温度传感器的安装位置图相关知识三、冷却液温度传感器的类型冷却液温度传感器的类型很多,有热敏电阻式、金属热电阻式、线绕电阻式和半导体晶体管式等。现代汽车上一般采用热敏电阻式。相关知识热敏电阻是利用陶瓷半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性制成。根据热敏电阻的特性不同,可分为负温度
48、系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻。电阻值随温度升高而减小的称为负温度系数热敏电阻;电阻值随温度升高而增大的称为正温度系数热敏电阻。汽车上一般采用负温度系数的热敏电阻。相关知识四、冷却液温度传感器的结构冷却液温度传感器内部结构如图2-48所示。它主要由半导体的热敏元件、壳体和插接器针脚等组成。插接器针脚一般为两个针脚。相关知识图2-48冷却液温度传感器的结构图相关知识五、冷却液温度传感器的工作原理负温度系数的热敏电阻式冷却液温度传感器当冷却液温度较低时,传感器的电阻较大;当冷却液温度升高时,传感器的电阻变小,并将这种变化通过电路的连接转化为电信号输送给ECU,ECU根据输入的电信号(即冷却液温度
49、的变化信号)对发动机的喷油量及喷油时间进行修正,同时调整空燃比,使进入发动机内的混合气稳定地燃烧,冷机时供给较浓的可燃混合气,热机时,供给较稀的可燃混合气,使发动机处于良好的工作状态。冷却液温度传感器的特性如图2-49所示。相关知识图2-49冷却液温度传感器的工作原理和特性曲线图相关知识六、冷却液温度传感器的连接电路冷却液温度传感器的连接电路如图2-50所示。传感器的热敏电阻通过导线与ECU相连,并与ECU内部的分压电阻串联,形成分压电路。ECU向该分压电路提供稳定的工作电压(一般为5V),热敏电阻所获得的分压值即为测得的温度信号。相关知识图2-50冷却液温度传感器的连接电路任务实施根据任务引
50、入所述的故障现象,可以执行如下的检修步骤。一、用汽车故障诊断仪读取ECU故障码1)检查变速器档位是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口。3)起动发动机。任务实施4)打开故障诊断仪,按指示菜单操作,进入发动机系统。5)选择读取故障码,可能的故障码见表2-17。表2-17故障码任务实施二、用汽车故障诊断仪读取ECU内的数据流1)打开故障诊断仪,按指示菜单操作,进入发动机系统。2)选择读取发动机系统数据流,结果见表2-18。表2-18数据流标准:发动机暖机后,冷却液温度在80100。任务实施三、冷却液温度传感器的故障
