东莞铲车培训带你认识传感器

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    1.曲轴位置传感器与发动机转速传感器

发动机转速传感器是检测发动机转速的传感器，曲轴位置传感器是检测活塞上止点及曲轴转角的传感器，它们一般制成一体。东莞铲车培训告诉你发动机转速与曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中的主传感器，是控制点火时刻和喷油时刻不可缺少的信号，有电磁感应式、霍尔效应式和光电式3种，其中以电磁感应式的应用广泛。

    (1)电磁感应式曲轴位置传感器

    如图5.38所示的是一种安装在分电器内的电磁感应式曲轴位置传感器。分电器轴由配气机构凸轮轴驱动，在分电器固定底板上固定一个钢制的转子，它与分电器轴同轴旋转，转子上有几个凸齿，凸齿数目与发动机汽缸数相等。分电器内还装有由永久磁铁和感应线圈构成的定子。当转子随分电器轴旋转、其凸齿转到对准定子磁极的位置时，定子磁极与转子之间的气隙最小，磁通量最大。

而当转子上的凸齿离开定子磁极时，气隙减小，磁通量增大。绕在定子上的感应线圈因磁通量的变化，会产生变化的感应电压。东莞铲车培训告诉你当转子凸齿离开定子磁极时，磁通量减小，感应电压为负脉冲。在转子凸齿正对定子磁极的瞬间，磁通量的变化率为零，即相对应的感应电压的曲线由正脉冲变为负脉冲的零点，该零点作为活塞到达上止点的基准信号，即点火基准信号。电控单元可从感应电压脉冲的频率计算出发动机转速，因此点火信号和发动机转速信号是同一组信号。

    在有些电子控制燃油喷射系统中，电控单元还需要测出第一缸活塞到达上止点的信号，以此信号作为控制燃油喷射的顺序。为此，在分电器上装有两个传感器:一个(上述所述的型号佣于检测各缸活塞到达上止点的位置;另一个用于检测第一缸活塞到达上止点的位置，即转子上只有一个凸齿，在转子转动一圈过程中，只产生一个脉冲信号，作为第一缸活塞到达上止点的基准信号。在有些车型上，第二个传感器的转子配有两个凸齿，分别产生第一缸和第四翻四缸发动机)或第六翻六缸发动机)活塞到达上止点的信号。

通常将各缸活塞到达上止点的信号称为Ne信号.，将第一缸活塞到达上止点的信号称为G信号.。东莞铲车培训教你分电器内置式电磁感应式曲轴位置传感器结构紧凑，坚固耐用，不受环境影响，被广泛采用。其缺点是:输出电压的峰值随转速高低而变化，在发动机低速状态下，感应电压很低，影响了控制精度。

    电磁感应式曲轴位置传感器可以与曲轴直接相连，它可以安装在曲轴飞轮齿圈附近，如图5.40所示，也可以安装在曲轴带轮附近，如图5.41所示，利用飞轮轮齿上的参考记号(如安装一个销钉或一个凹槽)来产生脉冲信号。东莞铲车培训当销钉或凹槽随曲轴旋转到与传感器相对的位置时，产生切割感应线圈的磁场，使通过传感器内线圈的磁通量发生瞬时变化，从而通过线圈产生感应电动势，向电控单元提供输出电压信号，即曲轴每一转产生一个输出脉冲信号，以测量第一缸上止点的位置。这种传感器测量精度较高，但结构不紧凑、易受环境影响。

    (2)霍尔感应式

霍尔感应式传感器是利用霍尔效应原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号进行工作的。如图5.42所示，当电流I通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场方向的半导体基片的横向侧向上，产生一个与电流和磁场强度成正比的霍尔电压。

    霍尔传感器可安装在发动机的曲轴前端、凸轮轴后端、飞轮壳上、分电器内等部位。如图5.42所示为安装于分电器内的霍尔传感器，它主要由开槽的触发叶轮4、触发开关5、半导体基片8,带磁导板的磁铁9等组成。触发叶轮的片数等于发动机的缸数。触发叶轮由分电器轴带动旋转，叶片不断地进出磁场的空气隙。如图5.42(c)，当触发叶轮的叶片进人空气隙时，磁路被叶片旁通，磁力线不能到达半导体基片，这时，传感器无电压输出;而如图5.42(4)所示，东莞铲车培训告诉你当触发叶轮以其缺口对着空气隙时，磁力线经导板、空气隙到达半导体基片构成回路，这时传感器输出电压。霍尔电压变化的时刻反映了曲轴的位置，单位时间内霍尔电压变化的次数可反映发动机的转速。

    (3)光电感应式

    光电感应式传感器结构见图5.43，主要由发光二极管、光敏二极管、遮光盘和控制电路组成。发光二极管、光敏二极管和控制电路均固定在板座上，遮光盘则随分电器或凸轮轴转动，其边缘分别刻有360条缝隙，每转过一条缝隙对应凸轮1度转角，曲轴2“转角。同时还刻有表示一缸上止点位置的缝隙和60度或90度间隔的缝隙，遮光盘位于发光二极管和光敏二极管之间，当遮光盘的转动挡住发光二极管光线时，光敏二极管截止，控制电路输出低电平;当缝隙对准发光二极管和光敏三极管时，光线照射到光敏二极管上，控制电路输出高电平。遮光盘转动一圈，传感器将输出360个脉冲信号，此信号输人发动机ECU作为转速信号;而缝隙较宽的一缸上止点位置标记和60度或90度间隙缝隙所控制的电路将向发动机ECU输人各缸上止点位置信号和缸序判别信号。

    2.冷却水温度传感器

 冷却水温度传感器是用来检测发动机冷却水的温度，其信号输人发动机ECU，使发动机ECU对喷油量进行修正，在怠速时，接收此信号的发动机ECU自动控制怠速。

 冷却水温度传感器采用对温度变化非常敏感的热敏电阻制成，如图5.44所示。当冷却水温度变化引起电阻值变化时，发动机ECU检测到的THw信号随之变化，发动机ECU据此对喷油量进行修正和控制怠速。

    3.进气温度传感器

    进气温度传感器也常采用高灵敏度的热敏电阻式，它的结构和工作原理与冷却水温度传感器相同。东莞铲车培训教你因进气质量与压力和进气温度有关，温度越高，空气密度越低，温度越低，空气密度越高，因此对非质量流量型的空气计量计，使用进气温度传感器的目的就是根据进气温度的变化，对进气质量进行修正，从而使发动机ECU对喷油量进行修正，精确控制空燃比。

  4.氧传感器

  氧传感器装置在排气管中，检测实际可燃混合气的空燃比较理论空燃比偏离的程度，并把信息输人电控单元，电控单元控制喷油脉冲长短，实现反馈，组成闭式循环，满足最佳排气净化的要求。

    目前使用的氧传感器有二氧二氧化锆（Zr02)型氧传感器和二氧化钦(Tio2）型氧传感器两种，应用最多的二氧化锆氧传感器

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 (I)二氧化锆氧传感器

    二氧化锆一种具有氧离子传导性的固体电介质，它能在氧浓度差的作用下产生电动势。二氧化错传感器内腔通人氧浓度高的大气，外侧与氧浓度低的废气接触，以废气和大气中氧浓度差产生的电压，作为输出信号。二氧化错体的内、外表面覆盖一层多孔性铂作为电极。东莞铲车培训为防止铂电极剥落，在铂电极上镀有一层多孔性陶瓷薄膜保护层，外面还夹有多孔金属护套，以防机械冲击与热冲击时的破损。

 发动机工作时，若供给的是稀混合气(a>l)，废气中便有较多的氧，若供给的是浓混合气(a<1)，可燃混合气燃烧后只有少量剩余的氧。因此，用在废气中的氧含量作为检测可燃混合气空燃比的一个度量。如果排气中缺氧，而二氧化错元件中的氧离子移动较快，通过氧传感器输出的电压就高(约I V);若排气中有一定量的剩余氧，二氧化错元件中氧离子的移动能力变弱，氧传感器输出的电压就低(约OV)，如图5.47所示。

 二氧化错表面的铂电极起催化剂的作用，在浓可燃混合气a<1)燃烧后排出的废气与铂

电极接触，在铂的催化作用下使残存的低浓度氧与废气中的Co、 HC发生反应，使铂金属表面的氧浓度趋于零，氧传感器内、外表面的氧浓度差很大，在电极间产生约1V的电动势。当可燃混合气较稀(a>1)时，废气中的氧浓度高，Co浓度低，即使Co与O2发生反应，仍有多余的。:存在，使氧传感器内、外表面的氧浓度差小，几乎不产生电动奴约OV)。因此，在a=1(标准可燃混合气)附近，电压产生突变。这样，氧传感器即相当于一个可燃混合气的浓、稀开关，向微机输送可燃混合气浓或稀的信号，微机可根据该信号控制喷油器喷油脉冲的宽度，使可燃混合气尽可能保持在标准可燃混合气a二1)附近。

 二氧化错传感器只有温度超过300℃才可进人正常工作。因此，目前大部分汽车上使用的是一种加热型的二氧化错氧传感器，如图5.48所示，即在传感器内设置一个加热器，在发动机启动后20一30s内迅速将氧传感器加热到工作温度，减少了排气温度对传感器性能的影响。需要指出的是，采用三元催化剂和氧传感器后，应使用无铅汽油，否则会造成氧传感器很快失去作用。

(2)二氧化钦型氧传感器

  二氧化钦型氧传感器是利用二氧化钦Ti02作为敏感元件。它与二氧化错型氧传感器的主要区别是，二氧化错型氧传感器是将废气中剩余氧分子含量的变化转换成电压的变化输出，而二氧化钦型氧传感器则把废气中剩余氧分子含量转换成电阻的变化再输出，因此又称电阻式氧传感器。

 在传感器周围，氧浓度差偏离可燃混合气标准值a二1)时，其电阻值呈现阶跃变化，如图5.49所示。微机通过传感器电阻值的变化而得到电压降的变化，即可判定可燃混合气的浓度，于是控制喷油器的喷油脉冲宽度，使发动机工作时的可燃混合气浓度控制在理论可燃混合气附近的狭小范围内。

    5.爆震传感器

    发动机工作时，若产生爆震将会损坏发动机。因此，不能允许发动机长期在爆震状态下工作。爆震传感器可检测发动机是否产生爆震，并将产生爆震的信号输送给电控单元，实现点火时刻的控制。

    东莞铲车培训告诉你按检测方法不同，爆震传感器分为检测汽缸压力、检测发动机机体振动和检测燃烧噪声3种。用得较多的是通过检测发动机机体振动来判别爆震的产生和强度的。这种传感器又分为共振型和非共振型。共振型爆震传感器是由与爆震几乎相同的共振频率的振子和能够检测振子振动压力且将其转化成电信号的压电元件组成。非共振型爆震传感器是用压电元件通过滤波器直接检测爆震信息的。

  爆震传感器安装在汽缸体或汽缸盖上，如图5.50所示，其内部是一个压电陶瓷片，一个惯性配重通过螺钉紧压在压电陶瓷片上，使之产生一定的预压力。当发动机出现爆震时，产生1一10 kHz的压力波，这一压力波通过汽缸体传给爆震传感器，又通过惯性配重，使作用在压电陶瓷片上的压力发生变化，每克产生约20 mV的电动势，这一信号传给微机一、经过过滤后，再转化成指示爆震和不爆震的数字信号。

 电控单元先按存储器内的最佳点火提前角的数值进行基本调整，然后逐步提前点火，直至爆震传感器测出一定程度的爆震。东莞铲车培训告诉你电控单元接收到最初的爆震信号后，就按预定的控制程序将点火提前角稍稍推迟。随着爆震的消失，控制系统又逐渐地增大点火提前角，这样不断地循环，可将点火提前角始终控制在接近爆震的最理想范围内。

    6.车速传感器

    车速传感器是用来测量汽车的行驶速度，根据车速传感器的信号，发动机ECU可控制发动刁媳速和汽车加速、减速期间的空燃比。主要有以下两种类型:

    (1)舌簧开关型

 舌簧开关型传感器安装在组合仪表内，舌簧开关由一个真空或充人惰性气体的玻璃管组成，如图5.51所示。

 其内装有两个触点。舌簧开关附近有一个永久磁铁。由转速表的软轴驱动，相对于固定的舌簧开关，软轴每转一圈，磁铁的极性变换4次，由于极性变换，使舌簧开关的触点打开或闭合两次，产生两个脉冲信号，通过测量脉冲信号间隔或单位时间内的脉冲个数，便计算出车速。 在舌簧开关和磁铁之间，安装一由软轴驱动的开口导磁板。当开口导磁板空气隙进人永久磁铁和舌簧开关之间时，舌簧开关控制电路接通，产生脉冲信号;而当齿板进人永久磁铁和舌簧开关之间时，永久磁铁磁路被旁通，舌簧开关电路便被切断。

(2)光电祸合型

    光电祸合型传感器也装在仪表内，由带切槽的转子和光电祸合器组成，结构如图5.52所示，带切槽的转子由软轴驱动，当其转动时，盘齿间断地挡住发光二极管光源，使光敏晶体管的