第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修机械制造汽车试验与故障诊断_机械制造-汽车试验与故障诊断.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 营口职业技术学院教案 (2009 2010 学年 第 2 学期)教学单位:机电工程系 课程名称:汽车电子控制技术 任课班级:07 汽车检测与维修 任课教师:徐 罕 学习好资料 欢迎下载 汽车电子控制技术 课程教案 授课题目 第三章 发动机控制系统传感器的结构原理与检修 教学目的 教学要求 掌握发动机控制系统传感器的结构原理,理解各种传感器的检修 教学重点 教学难点 发动机控制系统传感器的结构原理,理解各种传感器的检修 教学方法 教学手段 方法:启发式教学法、案例教学法 手段:常规教学、多媒体教学、网络教学 课堂教学 时间分配 教学内容 时间分配(学时)第一节 空气流量传感
2、器 2 第二节 曲轴与凸轮轴位置传感器 2 第三节 压力传感器 2 第四节 节气门位置传感器 2 第五节 氧传感器 2 第六节 温度传感器 2 第七章 爆震传感器 2 课堂教学 设 计 理论联系实际的教学方法,进行一定时间的理论学习,之后进行实际零部件的拆装及观摩机械的运行过程。作 业 实践教学 备 注 汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时
3、间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载 教学后记 第一节 空气流量传感器 一、空气流量传感器的功用与类型 空气流量传感器 AFS(Air Flow Sensor)又称为空气流量计 AFM(Air Flow Meter),是进气管歧管空气流量传感器 MAFS(Manifold Air Flow Sensor
4、)的简称,其功用时检测发动机进气量大小,并将进气量信息转换成电信号输入电单元(ECU),以供 ECU 计算确定喷油时间(即喷油量)和点火时间。进气量信号是控制单元计算喷油时间和点火时间的主要依据。根据检测进气量的方式不同,空气流量传感器分为“D”型(即压力型)和“L”型(即空气流量型)两种类型。“D”型燃油喷射系统的测量精度不高,但控制系统的成本较低。“L”型进气量的测量精度较高,控制效果优于“D”型燃油喷射系统。汽车采用的“L”型传感器分为体积流量型(如翼片式,量芯式,涡流式)传感器和质量流量型(如热丝式和热膜式)传感器。质量流量型传感器工作性能稳定,测量精度较高,但成本也较高。二、翼片式空
5、气流量传感器 (一)翼片式空气流量传感器的结构 翼片式空气流量传感器的结构如图 3-1所示,主要由检测部件,电位计,调整部件,界限插座和进气温度传感器五部分组成。1.检测部件的结构 汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好
6、资料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载 2.电位计与调整部件的结构 电位计安装在传感器壳体上不,由带平衡配重的滑臂和印刷电路板上的镀膜电阻组成,结构如图 3-1所示(二)翼片式空气流量传感器的工作原理 翼片式空气流量传感器的工作原理如图 3-4所示。当吸入发动机的空气流过传感器主进气道时,传感器翼片就会受到空气气流压力产生的推力力矩和复位弹簧弹力力矩的作用。当空气流量增大时,气流压力对翼片产生的推力力矩增大,推力力矩客服弹力力
7、矩使翼片偏转角度 a 增大,直到推力力矩与推力力矩平衡为止。进气量越大,翼片偏转角度也就 a 越大。因为翼片总成和电位计的滑臂均固定在转轴上,所以在翼片偏转的同时,滑臂也随之偏转。汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资
8、料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载 当空气流量增大时,端子“Vc”与“Vs”之间的电阻值减小,两端子之间输出的信号电压Us 降低。当空气流量减小时,气流压力对翼片产生的推力力矩减小,推力力矩克服弹力力矩使翼片偏转的角度减小,端子“Vc”与”Vs”之间的电阻值增大,两端子之间输出的信号电压 Vs 升高。传感器的输出特性如图 35 所示。(三)翼片式空气流量传感器检修 空气流量传感器既是一种精密不见,也是供气系统最重要的部件。当
9、其出现故障时,ECU就接受不到正确的进气量信号来控制喷油两,混合气就会过浓或过稀,从而导致发动机运转失常。检修或产写空气流量传感器时,应细心操作、切忌碰状,一面损伤其零部件。三、量芯式空气流量传感器 量芯式空气流量传感器具有进气阻力小、计算精度和工作可靠性高等优点,新型马自达(MAZDA)929 型轿车采用了这种传感器。量芯式空气流量传感器的结构与翼片式流量传感器相似,如图 3-7 所示,主要由量芯、电位计、进气温度传感器和线束插座等组成。四、涡流式空气流量传感器(一)涡流式流量传感器的测量原理 涡流式空气流量传感器是根据卡尔曼涡流理论,利用超声波或光电信号通过检测漩涡频率来测量空气流量的一种
10、传感器。(二)涡流式流量传感器的优点与类型 涡流式传感器的输出信号是几种空气流量传感器中最快的一种,几乎能同步反映空气流速的变化,因此特别适用于数字式计算机处理。具有测量精度高、进气阻力小、无磨损等优点,长期使用时性能不会发生变化。其缺点是制造成本较高,因此目前只有少数中高档轿车汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四
11、节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载 采用,因为检测体积流量,所以需要对空气温度和大气压进行修正。根据旋涡频率的检测方式不同,汽车用涡流式流量传感器分为超声波检测式和光电检测式两种。如中国大陆进口丰田凌志 LS400 型轿车和台湾进口皇冠 3.0 型轿车采用了光电检测涡流式流量传感器,日本三菱(Mitsubishi)几扑车、中国
12、长风猎豹吉普车和韩国现代(HYUNDAI)(三)光电检测涡流式空气流量传感器的结构原理 1.传感器的结构特点 丰田凌志 LS400 和皇冠 3.0 型轿车装备的光电检测涡流式流量传感器的结构如图 3-10 所式,主要由涡流发生器、发光三极管、反光镜、张紧带、集成厚膜控制电路和进气温度传感器组成。2 传感器的检测原理 当进气气流流过涡流发生器时,发生器两侧就会交替产生涡流,两侧的压力就会交替发生变化。进气量越大,旋涡数量越多,压力变化频率就越高。导压孔将变化的压力引导到导压腔中,反光镜和张紧带就会随着压力变化而产生振动振动频率与单位时间内产生的旋涡数量(即旋涡频率 f)成正比。反光镜将 LED的
13、光束反射到光敏三极管上,因为光敏三极管受到光束照射时导通,不受光束照射时截止,所以光敏三极管导通与截止的频率与涡流频率成正比。信号处理电路将频率信号装换成方波信号输入 ECU之后,ECU便可以计算出进气流量的大小利用发动机鼓掌诊断测试系统在丰田皇冠 3.0 型轿车上实测光电检测涡流式空气流量传感器的输出信号周期值。可见,发动机转速越高,吸如汽缸的进气量越大,产生涡流的频率就越高。(四)超声波检测涡流式流量传感器的结构原理 1、传感器的结构特点 超声波检测涡流式流量传感器的结构如图 3-12 所示,主要由涡流发生器超声波发生器、超声波接收器,集成控制电路、进气温度窗肝气和大气压力传感器等组成。汽
14、车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号
15、输入学习好资料 欢迎下载 2、传感器的检测原理 流量检测原理电路如图 3-13 所示。(五)涡流式空气流量传感器的检修 该传感器的原理电路如图 3-15所示,检修方法如下:汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资料欢迎下
16、载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载(1)静态检测。(2)动态检测。五、热丝式与热膜式空气流量传感器 热丝式与热膜式空气流量传感器是一种借鉴日常生活中使用的电吹风机的工作原理而开发 研制的检测吸入发动机空气的质量流量传感器。热丝式空气流量传感器的发热元件是铂金属丝,热膜式空气流量传感器的发热元件是铂金属膜,铂金属发热元件的响应速度很快,能在几毫秒内反映出空气流量的变化,因此测量精度不手进气气流脉动的影响(气流脉动在发动机大负荷、低转速
17、运转时最为明显)。(一)热丝式与热膜式空气流量传感器的结构特点 1、热丝式空气流量传感器的结构特点 热丝式空气流量传感器的结构如图 3-17所示,2 热膜式空气流量传感器的结构特点 (二)热丝式与热膜式空气流量传感器测量原理 利用热丝或热膜作为发热元件的空气流量传感器,其测量原理完全相同,并与日常生活中的电吹风机的工作原理相似。汽车检测与维修任课教师徐罕学习好资料欢迎下载汽车电子控制技术课程教案授课题目第三章发动机控制系统传感器的结构原理与检修教学目的教学要求掌握发动机控制系统传感器的结构原理理解各种传感器的检修教学重点教学难常规教学多媒体教学网络教学教学内容第一节空气流量传感器第二节曲轴与凸
18、轮轴位置传感器课堂教学时间分配第三节压力传感器第四节节气门位置传感器第五节氧传感器第六节温度传感器第七章爆震传感器时间分配学时理论联系践教学备学习好资料欢迎下载教学后记第一节空气流量传感器一空气流量传感器的功用与类型空气流量传感器又称为空气流量计是进气管歧管空气流量传感器的简称其功用时检测发动机进气量大小并将进气量信息转换成电信号输入学习好资料 欢迎下载 第二节 曲轴与凸轮轴位置传感器 一、类型 曲轴位置传感器 CPS(Crankshaft Position Sensor)又成为发动机转速与曲轴转角传感器,其功能是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入控制单元(ECU),以便确定点火时刻和喷
19、油时刻。凸轮轴位置传感器 CPS(Camshaft Position Sensor)又称为判缸传感器 CIS(Cylinder Identifica-tion Sensor),为了区别于曲轴位置传感器 CPS,凸轮轴位置传感器一般都用 CIS 表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入 ECU,以便 ECU 识别1 缸压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆震控制。此外,凸轮轴位置信号还用与发动机启动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一缸活塞即将到达上止点,所以成为判缸传感器。发动机电控燃油喷射系统常用的曲轴与凸轮轴位置传感器分为光电式、磁感应
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- 第三 发动机 控制系统 传感器 结构 原理 检修 机械制造 汽车 试验 故障诊断
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