汽车维修毕业论文汽车发动机传感器的检测与维修.doc
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1、 毕业设计设计题目: 汽车发动机传感器的检测与维修 专 业: 汽车检测与维修技术 摘要车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等转化成电讯号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。车用传感器很多,判断传感器出现的故障时,不应只考虑传感器本身,而应考虑出现故障的整个电路。因此,在查找故障时,除了检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。关键词:传感器、汽车运用目录摘要II目录III1概述11.1车用传感器技术现状11.2课题研究的意义12汽车发动机传感器12.1发动机常用传感器介绍与故障诊断12.1.1
2、进气压力传感器/进气温度传感器12.1.2冷却液温度传感器32.1.3节气门位置传感器42.1.4 氧传感器62.1.5 曲轴位置传感器72.1.6 凸轮轴位置传感器92.1.7空气流量传感器113 维修故障实例114 总结13参考文献141概述1.1车用传感器技术现状传感器技术是现代科技的前沿技术,是现代信息技术的三大支柱之一,其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业,它以其技术含量很高,怎么样在最短的时间检查出传感器的故障和维修成了当今的重要话题。1.2课题研究的意义由于传感器在电控系统中的重要性,所以从某种意义上说,先进汽车的
3、竞争即是传感器的竞争,世界各国对其理论研究、新材料应用、产品开发都非常重视。金刚石的耐热性好、热稳定高,在真空中1200以上其表面才开始出现炭化,在大气中也要600以上才开始炭化,利用这一特性,制作适用于高温的热敏传感器,从常温到600范围内进行温度监测与控制,并且适用在高温且有腐蚀气体的恶劣环境下使用,性能稳定,使用寿命长,可用于发动机中的高温测量。此外金刚石在高温下形变率很高,利用这一特性可制作高温环境下使用的振动传感器和加速度传感器。与其它材料振动膜相结合可作为高温、耐腐蚀、灵敏度高的压力传感器,用于振动检测以及发动机、气缸压力等测量。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的重要信息源,对温度
4、、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行核实时、准确的测量和控制。汽车上的各种传感器是否正常存在故障对汽车行驶安全有着重要作用,所以对汽车传感器进行正确的检测与维修有着重要的意义。2汽车发动机传感器 汽车发动机常用传感器一般有氧传感器、进气压力传感器、水温传感器、节气门位置传感器、氧传感器、曲爆震传感器、轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器、流量传感器等。2.1发动机常用传感器介绍与故障诊断2.1.1进气压力传感器/进气温度传感器工作原理:进气歧管压力传感器是集信号传感和信号放大于一体的部件。它是由压力转换元件和把压力转换元件输出信号进行放大的集成电路组成。压力转换元件是利用半导体
5、的压电效应制成的硅膜片,该膜片的一面是真空室,另一面通过橡胶管接进气歧管,故承受的是进气歧管的气体压力。硅膜片会在进气胶管压力的作用下产生变形,压力越大,硅膜片的变形越大,其电阻值就越大。反之,进气压力越小,硅膜片产生的电阻值就越小。在歧管压力传感器内部硅膜片产生的电阻值变化量,通过惠斯通电桥电路可将其转接成为电压信号。由于该信号很微弱,因此在传感器内部设有放大电路进行放大处理,而后,便可以从传感器端子输出相应的电压信号(PIM),该电压信号与进气歧管压力成线性关系。进气压力传感器的一般故障有:怠速不稳、本身传感器故障、动力不足、转动无力、性能下降、线路故障、进气门关闭不严漏气,导致进气歧管压
6、力波动变化不稳定等。检测方法:(1)外观检视检视时,只需从进气歧管节气门端找到橡胶软管,便可在汽车上找到歧管压力传感器。首先,在关闭点火锁的状态下,检查歧管压力传感器导线连接器的连接情况是否良好,橡胶软管是否脱落。然后启动发动机,查橡胶软管有无密封不严和漏气现象。(2)仪表测试a)接通点火开关(ON位),用万用表的直流电压档(DCV-20)测试接线端子Vcc与地线E2之间的电压值,该电压值即为ECU加在胶管压力传感器上的电源电压值。其值正常应为:4.5V-5.5V之间。若该值不正确,则应检查蓄电池电压或导线间的连接情况,有时问题可能出在控制电脑ECU上。b)接通点火开关(ON位),并从歧管压力
7、传感器上拔下其空橡胶软管,使胶管压力传感器的进气口与大气相遇,此时测试接线端子输出电压信号(PIM与地线E2之间的电压值),其正常值为:3.3V-3.9V之间。若输出电压过高或过低,均说明歧管压力传感器有故障,应予更换。c)接通点火开关(ON位),拆下歧管压力传感器上的真空橡胶软管,用手持真空泵向歧管压力传感器进气口处施以不同的负压(真空度),边施压边测试接线端子输出电压信号PIM与地线E2之间电压值。该电压值应随所施加负压的增长呈线性增长,否则,说明传感器内的信号检测电路有故障,应予以更换。2.1.2冷却液温度传感器工作原理:冷却液温度传感器安装在发动机机体或汽缸盖上,与冷却液接触,用来检测
8、发动机循环冷却液的温度,并将检测结果传输给电控单元以便修正喷油量和点火正时。水温传感器常采用对温度变化非常敏感的热敏电阻制成,其结构及与电控单元的连接如图所示。传感器的两根导线都和电控单元连接,其中一根为搭铁线。热敏电阻经常采用负温度系数电阻,水温越低,热敏电阻阻值越大,电控单元根据这一信号,增加喷油量,使可燃混合气浓度增加。冷却液温度传感器一般故障有:水温信号接12伏电压或开路,导致传感器输出信号为低水温值;水温信号接地,导致传感器输出信号为高水温值;无效的水温信号。图2冷却液温度传感器检测方法:在车检查,将点火开关关闭,拆下传感器的连接器,用汽车专用万用表的欧姆档,测试传感器两端子的阻值。
9、以皇冠3.0的THW和E2端子为例,在温度为0摄氏度时,电阻为47千欧姆;在温度为20摄氏度时,电阻为23千欧姆;在温度为40摄氏度时,电阻为0.91.3千欧姆;在60摄氏度时为0.40.7千欧姆;在80摄氏度时,为0.20.4千欧姆。冷却液温度传感器的电阻值与温度的高低成反比。2.1.3节气门位置传感器工作原理:节气门位置传感器的作用是把节气门的位置或开度转换成电压的信号,传输给电控单元,作为电控单元判定发动机运行工况的依据,实现不同节气门开度下的喷油量控制。节气门位置传感器有线性、开关型及综合型(既有开关又有线性可变电阻)三种。节气门位置传感器装在节气门体上,与节气门联动,节气门位置传感器
10、内部是一种滑动电位计,由节气门轴带动电位计的滑动触点,不同的节气门开度,电位计的电阻值不同,从而将节气门的开度转变为电阻或电压信号输送给微机。微机通过节气门位置传感器可获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号,以及节气门开度的变化速率,从而更精确地判定发动机的运行工况,提高控制精度和效果。为了准确检测怠速工况(节气门全关状态)的信号,综合型节气门位置传感器有一个怠速触点。节气门全闭时,怠速输出触点接通,传感器输出怠速信号,这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。图3节气门位置传感器节气门位置传感器一般故障有:怠速不稳、要熄火、故障灯亮、加油门游车、发动机癫痫、有时还
11、会空油门、耗油高等检测方法:(1)结构和电路 开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点,分别为怠速触点(IDL)和全负荷触点(PSW)。由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时,怠速触点IDL闭合,ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况,从而按怠速工况的要求控制喷油量;当节气门打开时,怠速触点打开,ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制;全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态,当节气门打开至一定角度(丰田1G-EU车为55)的位置时,全负荷触点开始闭合,向ECU送出发动机处于全负荷运转工
12、况的信号,ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。丰田1G-EU发动机电子控制系统用的开关量输出型节气门位置传感器。 (2)开关量输出型节气门位置传感器的检查调整(丰田1S-E和2S-E)。 就车检查端子间的导通性 点火开关置于“OFF”位置,拔下节气门位置传感器连接器,在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规;用万用表档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。 当节气门全闭时,怠速触点IDL应导通;当节气门全开或接近全开时,全负荷触点PSW应导通;在其他开度下,两触点均应不导通。具体情况如表1所示。否则,应调整或更换节气门位置传感器。 汽车发动机节气门由驾驶员通过加
13、速踏板来操纵,以改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转。不同的节气门开度标志着发动机的不同运转工况。 为了使喷油量满足不同工况的要求,电子控制汽油喷射系统在节气门体上装有节气门位置传感器。它可以将节气门的开度转换成电信号输送给ECU,作为ECU判定发动机运转工况的依据。节气门位置传感器有开关量输出型和线性可变电阻输出型两种。2.1.4 氧传感器图4氧传感器工作原理:在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附
14、更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时,在电极之间产生一个高电压(0。61V),这个电压信号被送到ECU放大处理,ECU把高电压信号看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。氧传感器一般故障有:积碳、铅中毒、硅中毒、机油污染等。检测方法:1.氧传感器加热器电阻的检查。拔下氧传感器线束插头,用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻,其阻值为4-40(参考具体车型说明书)。如不符合标准,应更换氧传感器。 2.氧传感器反馈电压的测量。测量氧传感器的反馈电压时
15、,应拔下氧传感器的线束插头,对照车型的电路图,从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线,然后插好线束插头,在发动机运转中,从引出线上测出反馈电压(有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压,如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压)。对氧传感器的反馈电压进行检测时,最好使用具有低量程(通常为2V)和高阻抗(内阻大于10M)的指针型万用表。具体的检测方法如下:1)将发动机热车至正常工作温度(或起动后以2500r/min的转速运转2min);2)将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的E1或蓄电池负极,正表笔接故障检测插座内
16、的OX1或OX2插孔,或接氧传感器线束插头上的号|出线;3)让发动机以2500r/min左右的转速保持运转,同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动,记下10s内电压表指针摆动的次数。在正常情况下,随着反馈控制的进行,氧传感器的反馈电压将在0.45V上下不断变化,10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果少于8次,则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常,其原因可能是氧传感器表面有积碳,使灵敏度降低所致。对此,应让发动机以2500r/min的转速运转约2min,以清除氧传感器表面的积碳,然后再检查反馈电压。如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢,则说明氧传感器损坏,或电脑反馈控制电路有故
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