汽车电控发动机传感器执行器故障和检测方法Word文档格式.docx
《汽车电控发动机传感器执行器故障和检测方法Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电控发动机传感器执行器故障和检测方法Word文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
意见
指导教师签字：
年月日
系意见
系主任签字：
毕业答辩
成绩：
小组答辩委员会成员签字：
答辩委员会主任签字：
摘要
随着社会生产力的不断提高，科学文化的不段进步，人民生活水平不断提高，汽车已经成为社会生活不可缺少的交通工具。
汽车不断发展的一个重要标志就是电子产品在汽车上的应用越来越广泛。
在环境影响越来越被重视的今天，汽车的环境污染问题也受到重视，而电控发动机因其低排放污染，良好的动力性和经济性已经成为汽车发动机不可缺少的一部分。
其组件主要有空气流量计、进气温度传感器/进气压力传感器、水温传感器、氧传感器、爆燃传感器、综合式节气门位置传感器、光电式凸轮轴/曲轴位置传感器、怠速控制阀、喷油器。
本文主要介绍电控发动机以上各主要传感器、执行器的故障现象和检测方法。
关键词：
空气流量计、综合式节气门位置传感器、水温传感器、氧传感器。
Abstract
Withtheimprovementofsocialproductivityandscientificcultureisprogress,people'
slivingstandardsimprovesociallife,thecarhasbecometheindispensabletraffictools.Thecontinuousdevelopmentofautomobileelectronicproductsisanimportantsymbolinthecarusedmorewidely.Intheenvironmentalimpactistakenseriouslymoreandmoretoday,automobilepollutionproblemhasattention,butbecauseofitslowelectronic-controlledengineemissionpollution,goodperformanceandfueleconomyhasbecomeanindispensablepartofautomobileengine.Themaincomponentsofairflow,theinlettemperaturesensor/inletpressuresensor,temperaturesensors,oxygensensors,knocksensor,comprehensivetypethrottlepositionsensor,thecamshaftpositionsensor,crankshaftpositionsensor,idle,injectorvalve.Thispapermainlyintroducesthemainaboveelectronic-controlledenginesensor,theactuatorfaultphenomenaanddetectionmethods.
Keywords:
airflow,comprehensivetypethrottlepositionsensor,thetemperaturesensor,oxygensensor.
摘要·
·
3
目录·
5
绪论·
6
第一章发动机电控技术的发展·
7
1.1发动机电控技术的发展·
1.2电控技术对发动机性能的影响·
8
第二章电控发动机传感器的检测·
9
2.1空气流量计·
2.2进气温度传感器/进气压力传感器·
10
2.3水温传感器·
11
2.4氧传感器·
2.5爆燃传感器·
13
2.6综合式节气门位置传感器·
14
2.7光电式凸轮轴/曲轴位置传感器·
15
第三章电控发动机执行器的检测·
16
3.1怠速控制阀·
3.2喷油器·
17
致谢·
19
参考文献·
20
绪论
我国从改革开放开始，随着汽车保有量、品种和规格的大幅度增加，汽车维修企业对新的技术数据和新型装备的依赖日益增强，有些企业重视信息的价值与作用，效益十分明显。
目前，信息的多元化及其信息技术的发展，正在改变着汽车维修方式。
但是，在维修信息应用中还存在着以下突出问题：
维修信息的传递信道不畅，维修专业技术人员获取技术信息困难；
维修信息系统不同，虽然加大了获取信息的投入，但却没有提高维修能力；
信息技术比传统的机械或电子设备更重要，但是大多数企业对此认识不足。
不少企业领导者在对信息化管理的认识问题上，有两种错误倾向：
一是认为用计算机代替目前的手工工作，能打印单据，就是实现了信息化管理，实际上这只能叫计算机处理。
二是过分强调个体差异，认为商品化的计算机管理软件无法满足企业要求，强调维修企业管理的复杂性，看不到现代化科学管理的共性。
第一章发动机电控技术的发展
1.1发动机电控技术的发展
电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术----汽车电子技术，随着汽车技术和电子技术的发展，汽车电子技术也得到了迅速发展。
汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展水平的标志。
汽车电子技术的发展始于20世纪60年代，可分为三个阶段：
第一阶段，从20世纪60年代中期到20世纪70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造，如1955年汽车装上了第一个电子装置----晶体管收音机，1960年美国克赖斯勒公司和日本日产公司在汽车上装用了硅二极管整流的交流发电机，同年美国通用公司将IC（集成电路）调节器应用于汽车上。
20世纪70年代末期到20世纪90年代中期是汽车电子技术发展的第二阶段，进入20世纪70年代后，随着汽车数量的日益增多，汽车安全问题和排放污染日益严重，能源危机的影响更加突出，在汽车发达国家相继制定了严格的排放法规和汽车燃油经济性法规，为解决汽车安全、污染和节能三大问题，电子技术在汽车上的应用更加广泛和完善，如1967年德国BOSCH公司研制出电控汽油喷射系统，1970年美国福特汽车公司首先在汽车上应用了除发动机以外的电控装置----电子控制防滑（防抱死）装置，1973年美国通用汽车公司在汽车上装用了IC点火装置，1976年美国克赖斯勒公司在汽车上首先装用了电控点火系统。
20世纪90年代中期以后成为汽车电子技术发展的第三阶段，随着社会和汽车相关科学的进一步发展，电子技术在汽车上的应用已逐步扩展到车用汽油发动机以外的地盘，车身和车用柴油发动机等多个领域，电子技术在汽车上的应用越来越普遍，各种车用电控系统也日趋完善。
早期的各种车用电控系统均是相互独立的，由于电子技术的发展水平有限，一个电子控制系统只能单独对汽车的某一功能进行控制。
采用多个控制系统，就要多个电子控制单元（ECU），而几个控制系统都需要统一个传感器信号时，还需要几个同样的传感器，所以造成控制系统的结构和路线复杂，成本较高，维修困难。
此外，才用独立控制系统，很难实现全面的综合优化控制，控制效果也较差。
现代汽车上广泛应用的是集中控制系统，它是将多种控制功能集中到一个电子控制单元上。
使汽车上的电控系统机构和路线大大简化，成本也随之降低，为电控技术在汽车上的普及推广提供了有利条件。
通过汽车内部网络的信息通信完成系统之间的各种必要的信息传送与接收，实现高旭集中控制及集中故障诊断的“整车控制技术”是汽车电子控制技术的必然趋势。
1.2电控技术对发动机性能的影响
众所周知，汽车发电机的运行工况是多变的，只有电子控制的灵活和电子控制单元强有力的综合处理功能，才能使发动机在各种运行工况下实现全面优化运行，从而提高发动机性能。
1.2.1提高发动机的动力性
在汽油发动机上，电控燃油喷射取代了传统的化油器，减小了进气系统中的进气阻力，部分发动机上还采用了进气控制系统等，提高了充气效率，而且电控系统可保证进入发动机气缸的空气得到充分利用，从而提高发动机的动力性。
1.2.2提高发动机的燃油经济性
在各种运行工况下和运行环境下，电控系统均能精确控制发动机工作所需要的混合气浓度，使燃烧更完全、燃油利用更充分，从而提高发动机的燃油经济性。
1.2.3降低发动机的排放污染
电控系统对发动机在各种运行工况和运行环境下优化控制，提高了燃烧质量，同时各种排放控制系统在汽车上的应用，都使发动机的排放污染大大降低。
1.2.4改善发动机的加速和减速性能
在加速或减速运行的过渡工况下，电子控制单元的高速处理功能，使控制系统能够迅速响应，使汽车加速或减速反映更灵敏。
1.2.5改善发动机的启动性能
在发动机起动和暖机过程中，控制系统能根据发动机温度变化，对进气量和供油量进行精确控制，从而保证发动机顺利起动和平稳经过暖机过程，可明显改善发动机的低温启动性能和热机运转性能。
此外，电控系统对发动机各种运行工况的优化控制和电控系统的不断完善，使发动机的故障率大大降低。
自我诊断与报警系统的应用，提高了故障的速度和准确性，缩短了汽车因为发动机故障而停止行驶的的时间，具有良好的社会效益和经济效益。
第二章电控发动机传感器的检测
2.1空气流量计
空气流量计是用来测定发动机进气量的传感器。
电控汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸人发动机的空气量，以此作为ECU控制喷油量的主要依据。
采用空气流量计测定进气量的电控汽油喷射发动机，如果空气气流量计或线路出现故障，ECU得不到正确的进气量信号，就不能正常地进行喷油量的控制，将造成混合气过浓或过稀，使发动机运转不正常。
根据空气流量计测量原理不同，空气流量计可分为叶片式、热式和卡门旋涡式三种类型（本文主要介绍叶片式空气流量计）。
2.1.1叶片式空气流量计工作原理
叶片式空气流量计在汽油机电控系统中，最早采用的空气流量计就是叶片式空气流量计，测量叶片和缓冲叶片制成一体，安装在空气流量计壳体内的转轴上，转轴的一端装有回位弹簧，电位计安装在空气流量计壳体的上方，电位计的滑动触点与测量叶片为同轴结构。
发动机工作时，ECU给电位计电阻器提供一个标准电源电压UB，使其电流保持恒定，由于进气流推动测量叶片转动，同时带动电位计滑动臂转动，使电位计滑动臂（信号端子VS）与电源端子V。
之间的电阻值发生变化，电压US也发生变化。
当进气气流对测量叶片的推力与·
力图关闭测量叶片的回位弹簧弹力平衡时，测量叶片和电位计滑动触点即停止在某一位置，电压Us也有一个相应的固定值，电位计将此位置产生的电压信号us（或U。
一US）输送给ECU，以确定发动机进气量的大小。
2.1.2故障现象
无法起动。
若是电路不良或空气流量计的电热丝烧断，或内部电路损坏时，将使引擎在冷车、热车状态，均接头松动时，会产生怠速抖动、发动机喘抖、间歇熄火、发动机无力等现象。
2.1.3诊断方法
在使用中，叶片式空气流量计的检测方法包括就车检测和单件检测。
就车检测将点火开关置于“OFF”挡，拆开叶片式空气流量计的线束插接器，用万用表电阻挡测量插接器相应端子（Vc与E2、Vs与E2，THA与E2）之间的电阻，其电阻值应符合标准，否则应更换空气流量计。
也可在发动机工作时，检测电源电压和信号电压，以确定空气流量计工作是否正常。
单件检测叶片式空气流量计时，将点火开关置于“OFF"
挡，拆开空气流量计的线束插接器，拆下与空气流量计进气口连接的空气滤清器，拆开空气流量计声口处空气软管卡箍，拆除固定螺栓，取下空气流量计，然后进行以下检测：
1）用万用表电阻挡测量Fc与E1端子之间的电阻：
当空气流量计测量叶片全闭时，电阻值应为无穷大（燃油泵开关不导通）；
当空气流量计测量叶片在任一开启位置时，电阻均应为0（燃油泵开关导通）。
2）用旋具推动测量片，同时用万用表电阻挡测量Vs与E2端子之间的电阻，在测量叶片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小，且符合标准否则应更换空气流量计。
2.2进气温度传感器/进气压力传感器
进气压力传感器与进气温度传感器,由外部结构来看,是两个独立组件.但是系统电路上,两者是相互配合的装置.换言之,燃料系统计算机依据进气压力与温度数据,计算引擎运转的喷油需求量.进气压力传感器有三条接线,分别为:
A线----经由燃料系统计算机内部搭铁（6号脚）B线----进气压力信号（0.5～5V）送到燃料系统计算机（7号脚）C线----由燃料系统计算机供压5V电压（11号脚）。
进气温度传感器所提供的温度数据,可以增加进气压力传感器信号的正确度,并由计算机对进气压力信号,作5%左右的修正.进气温度传感器的内部,装有负系数的热敏电阻,温度愈高电阻值愈度小,它由计算机供压5V电压,再连接到进气压力传感器A线,然后到达计算机内部搭铁。
2.2.1故障现象
进气压力和进度传感器不良，或其中一个发生故障,将会产生热车后怠速不稳、怠速转速不正确、加速时喘抖、爆震、间歇熄火。
耗油、动力不足，以及废气排放过高等现象。
2.2.2测试方法：
1.测量进气压力传感器电源与信号电压：
（1）.拆下进气压力传感器的真空管。
（2）.确认燃料系统计算机线束插座,安装牢靠。
（3）.点火开关转在"
ON"
位置。
（4）.使用电压表测量燃料系统计算机7号脚（信号端）,其与搭铁之间的电压,应接近5V电压（一般约4.4V）。
（5）.再以电压表测量11脚（电源端）,其与搭铁间的电压,正常约5V电压。
（6）.在进气压力传感器上,接上一个真空泵浦,并且电压表测量11呈（+）和7号脚（-）的电压降。
（7）.当真空泵动时,电压表上应有电压下降情况,否则进气压力不良,必须更换。
2.进气温度传感器测试,由燃料系统计算机的接头端作测量。
使用奥姆测量计算机接头的6号和10号脚,测出的电阻值如下：
-20°
C（-40°
F）-----约15000Ω20°
C（68°
F）----------约2500Ω100°
C（212°
F）----------约160Ω
2.3水温传感器
水温传感器的结构，系由两个负系数的热敏电阻所组成，两个电阻的规格相同，并共同经由引擎骨搭铁完成回路，另外两端分别接到燃料计算机13号脚，以及点火系统计算机2号脚。
燃料系统计算机，依据水温信号，换算喷油补偿量，若在暖车期间，则会增加喷油量，随着引擎温度上升而逐减补偿比例。
然而，点火系统计算机以水温信号，修正负载状况的点火正时。
2.3.1故障现象
水温传感器不良，或其线路短路、松脱时，将产冷车无法起动或起动困难、怠速不
稳、怠速不正确、暖车期间熄火、动力不足等现象。
2.3.2测试方法
1.水温传感器内部的两个电阻，其电阻值均相同，测量的规格如下：
－10°
C〈14°
F〉───8260～10560Ω20°
C〈68°
F〉────2280～2720Ω80°
C〈176°
F〉────290～364Ω
2.若水温感知器电阻正确，则必须检查搭铁情形是否良好，以及计算机端有无5V电压供压。
2.4氧传感器
氧传感器安装在排气管上，将检测到的废气中的氧浓度信号输送给ECU,ECU除根据此信号对混合浓度（汽油机的喷油量或柴油机的进气量）进行控制外，还根据此信号对废气再循环量进行控制，以便使混合气浓度和EGR率满足降低排放污染的要求。
氧传感器按性能特点不同可分为普通型、热型和宽量程型三种，普通型氧传感器又分为氧化锆式和氧化钛式。
2.4.1普通型氧化锆式氧传感器
普通型氧化锆式氧传感器，该传感器的基本基本组件是氧化锆管固定在带有安装螺纹的固定套内，在氧化错管的内、外表面均覆盖着一薄层铂作为电极，传感器内侧通大气，外侧直接与排气管中的废气接触。
在氧化锆管外表面的铂层上，还覆盖着一层多孔的陶瓷涂层，并加有带槽口的防护套管，用来防止废气对铂电极产生腐蚀；
在传感器的线束插器端有金属护套，其上设有小孔，以便使氧化错管内侧通大气。
氧化锆氧传感器实质是一个化学电池，又称氧浓度差电池。
在400℃以上的高温时，若氧化锆管内、外表面接处的气体中氧的浓度有很大差别，在氧化错管内、外表面的两个铂电极之间将会产生电动势。
发动机工作时，由于氧化错管内表面接触的大气中氧浓度是固定的，而与外表面接触的废气中氧浓度是随空燃比的变化而变化的，所以将氧化错管内、外表面两个电极间产生的电动势输送给ECU，即可作为判断实际空燃比的依据。
当混合气过稀时，排出的废气中氧含量高，传感器内、外侧氧浓度差小，两电极间产生的电压很低（近OV）；
反之，混合气过浓时，排出的废气中氧含量低，传感器内、外侧氧浓度差大，两电极间产生的电压高（接近1V）。
在理论空燃比附近，氧传感器输出的电压信号有一个突变。
2.4.2普通型氧化钛式氧传感器
普通型氧化钛式氧传感器：
该传感器是利用化学反应强、对氧气敏感、易于还原的
半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应，使晶格结构发生变化，从而导致电阻变化的原理工作的，它是一种电阻型气敏传感器。
氧化钛氧传感器主要由二氧化钛组件、导线、金属外壳和接线端子等组成，当废气中的氧浓度高时，二氧化钦的电阻值增大；
反之，废气中的氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小。
将氧化钛氧传感器与一个标准电阻R串联组成测量电路，由ECU提供标准电压Vc，即可获得电压信号Vs,.ECU根据此信号确定实际的空燃比。
与氧化锆氧传感器相同，在理论空燃比附近，输出的电压信号有一突变。
2.4.3氧传感器的电路组成
氧传感器共计有三条电线，一条是搭铁，一条是信号线，一条是加热电阻的电源线。
它的内部有二个电阻，以及一个钛金属氧化感知体，当12V的电源，经由继电器送达第一个加热电阻后，再经第二个分压电阻到搭铁，同时取出1.2V的分电压给钛金属体，让钛金属氧化感知体能够发出含氧信号。
加热电阻在获得12V电源后，约20～30秒时间，即可达到300～400°
C的工作温度。
2.4.4氧传感器的故障现象
氧传感器本身或线路不良，将会使发动机排出的HC，NOX等废气增加，并增加行驶时的耗油量。
2.4.5氧传感器测试方法
拆下氧传感器应先看其是否中毒，方法是看氧传感器顶尖的颜色：
顶尖成棕色一般是铅中毒；
顶尖为白色一般为硅中毒；
顶尖为黑色是积碳过多，其正常颜色为灰色。
1.使用奥姆表，测量含氧传感器的加热电阻线与搭铁电阻值：
常温20°
C（68°
F）时──3Ω加热在350°
C（660°
F）以上时──13Ω
2.含氧传感器内部电阻若正常，须检查有无电源供压。
将点火并关“ON”，以电压表测量电源端与搭铁的电压，应有12V电压，否则需检查保险丝与继电器。
3.含氧传感器动态测试
（1）.在触媒转换器前端，有一个CO测试的螺帽拆下，接上CO废气测试表。
（2）.起动引擎，让引擎达到工作温度。
（3）.拆开含氧传感器信号线，将计算机接收信号端搭铁后，注视CO表，若是CO值上升，表示含氧传感器到计算机的线路良好。
然后，使用电压表，测量含氧传感器信号端的电压，正常的电压应是在0.5V上下不断变换，若CO值在规格范围，则在0.5V位置。
4.含氧传感器经测试正常后，若故障码仍是示其功能未发挥作用时，应检查相关因素，如进气系统漏气，喷油咀阻塞或漏油、燃料压力不足等，均会导致含氧传感器无法作调节的功能，反遭燃料系统计算机误解为没有作用。
2.5爆燃传感器
爆燃传感器是爆燃控制系统的主要组件其功能是用来检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。
检测发动机有无爆燃及爆燃的强度可以通过检测发动机振动、气缸压力或燃烧噪声来实现。
检测气缸压力的传感器安装困难，而且耐久性差，检测噪声的方法灵敏度和精度都比较低，因此一般采用检测发动机振动的方法来判断有无爆燃及爆燃的强度。
2.5.1故障现象：
爆震传感器若有故障时，点火正时会固定在10°
位置，同时在负载加油，可听到暴震声音。
2.5.2测试方法：
爆燃传感器在使用中，拆开爆燃传感器线束插接器，用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之间的电阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部短路，应更换传感器。
垫型爆燃传感器。
爆燃传感器工作情况的检查，可在怠速运转时进行。
拆开爆燃传感器线束插接器，用示波器检查传感器端子与搭铁之间的信号电压，应有脉冲信号输出，否则说明传感器不良，应更换新件。
2.6综合式节气门位置传感器
在汽油发动机上，通常用节气门来控制发动机的负荷（即进气量），节气门位置传感器（ＴＰＳ）是用来检测节气门开度及开度变化的传感器。
发动机工作时，，ECU根据节气门位置传感器信号判断发动机负荷的大小及变化情况，以便根据发动机负荷的大小及变化情况进行燃油喷射控制及其它辅助控制（如EGR
升级会员 