《电控发动机维修》项目2 电控汽油发动机传感器（2）（讲义） 河南省汽修类 考点讲练测

编写说明：河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》专辑，是依据河南省中等职业学校毕业生对口升学考纲（汽车运用与维修类）的考试范围与要求编写的。紧密围绕汽车运用与维修类专业考纲所涉及的四门课程的 25 个项目的要求，精心编撰了52套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考真题或高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测九个环节。 本讲属于河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》的第45套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有河南省《汽修类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 河南省《汽车运用与维修类考点讲练测》 【电控发动机维修】 项目2 电控汽油发动机传感器（2）讲义 [考纲要求] 1.了解电控发动机汽油喷射的分类； 2.熟练掌握电控汽油发动机的组成和各组成部分的功能； 3.了解电控汽油发动机的优点； 4.了解电控汽油发动机燃料系统各部件的工作原理及喷油器的控制原理； 5.掌握电控汽油发动机燃料系统各部件的作用、类型和安装位置； 6.熟练掌握使用专用检测设备对电控汽油发动机燃料系统各部件的检测方法。 [思维导图] [知识梳理] 任务2 电控汽油发动机的燃料系统与性能检测 4. 发动机转速传感器 发动机转速传感器的作用：确认活塞在气缸内的实际位置、控制点火提前角和喷油时刻。发动机转速传感器产生的信号包括活塞上止点的位置信号和曲轴转角信号。 发动机转速传感器的类型：电磁感应式(磁脉冲式)、霍尔式和光电感应式。发动机转速传感器的安装部位有曲轴、凸轮轴、飞轮和分电器内等。 1)发动机转速传感器的结构和工作原理 (1) 电磁感应式发动机转速传感器。 电磁感应式发动机转速传感器主要由永久磁铁、信号线圈、转子等组成。 永久磁铁的磁感线经转子、信号线圈、托架构成回路。转子旋转时，不断改变凸齿与托架间的磁隙，通过信号线圈的磁通量不断变化，产生与发动机缸数相对应的感生电压。检测单位时间内感生电压的变化次数，即可得知发动机转速。 电磁感应式发动机转速传感器的工作原理：电磁感应式发动机转速传感器具有两套信号发生系统，即具有一个凸齿的G转子，G1、G2信号线圈，24个凸齿的Ne转子，Ne信号线圈。G转子和 Ne转子与分电器轴同步转动。具有一个凸齿的G转子与 G1、G2信号线圈之间的磁隙不断发生变化，分电器每转一圈，在 G1、G2 信号线圈中各产生一个脉冲电压信号。G 转子的凸齿在一缸或四缸压缩行程上止点时，G 转子与 G1、G2信号线圈最靠近，即可通过检测 Gl、G2 信号线圈中的电压变化，来判断一缸或四缸压缩行程上止点的位置。 ECU 根据G1、G2信号线圈确定活塞压缩行程上止点的位置，再结合Ne 信号线圈，便可得知活塞上止点前(或后) 的具体曲轴转角数值，即活塞在气缸内的实际位置。 (2) 霍尔式发动机转速传感器。 霍尔式发动机转速传感器的基本原理：当电流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。 叶轮上的缺口对着空气间隙时，有磁感线通过霍尔元件，传感器产生霍尔电压。叶轮上的叶片进入空气间隙时，由于磁路被叶片旁通，无磁感线通过霍尔元件，因此传感器不产生霍尔电压。霍尔电压变化的时刻可供ECU 判断活塞在气缸内的实际位置，单位时间内霍尔电压变化的次数可供 ECU 确定发动机的转速。 (3) 光电感应式发动机转速传感器。 光电感应式发动机转速传感器主要由光源、光接收器、遮光盘和控制电路等组成。遮光盘置于发光二极管与光敏二极管之间，当遮光盘挡住发光二极管的光线时，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二极管时，光线照射到光敏二极管上，控制电路输出高电平。 2)发动机转速传感器的性能检测 对电磁感应式发动机转速传感器的性能检测如下。 (1)电阻检测。 ① 将点火开关置于 OFF 挡。 ② 拔下电磁感应式发动机转速传感器上的电插。 ③ 用万用表的电阻挡检测电磁感应式发动机转速传感器各端子间的电阻。 (2) 输出信号检测。 ① 拔下电磁感应式发动机转速传感器上的电插，当发动机转动时，用万用表的电压挡检测电磁感应式发动机转速传感器上 G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号输出。 ② 感应线圈与正时转子间隙检测。 (3) 示波器检测。 ① 按照示波器操作使用说明连接好示波器。 ② 起动发动机，使发动机处于不同的工况，检查信号波形。 5. 水温传感器 1)水温传感器的结构及工作原理 水温传感器的作用是将发动机冷却液的温度转变为电压信号并输送到 ECU，以便ECU 在发动机低温起动或升温暖机期间，根据冷却液的温度，对发动机的基本喷油量做进一步修正。 水温传感器主要有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属心式和热电耦式等类型。常见的水温传感器为热敏电阻式水温传感器，安装在发动机冷却液连接管上。 2)水温传感器的性能检测 (1) 水温传感器电阻的检测。 ① 就车检测。 a. 将点火开关置于 OFF挡。 b. 拔下水温传感器上的电插。 c. 用数字式高阻抗万用表电阻挡检测水温传感器两端子间的电阻。 ② 车下检测。 a. 将点火开关置于 OFF 挡。b. 拔下水温传感器上的电插。c. 从发动机上拆卸水温传感器。d. 将水温传感器置入烧杯内的水中，加热烧杯内的水，同时用万用表的电阻挡检测水温传感器两端子间的电阻。 (2) 水温传感器输出电压信号的检测。 ① 将水温传感器安装好，并连接上电插。 ② 将点火开关置于 ON挡。 ③用万用表的电压挡检测水温传感器或ECU 电插上的THW 与 E2端子间的电压。 (3) 水温传感器的示波器检测。 ① 按照示波器操作使用说明连接好示波器。 ② 起动发动机，持续观察发动机温度的变化及水温传感器的信号波形。 6. 进气温度传感器 1)进气温度传感器的作用 进气温度传感器将吸入发动机气缸内的空气温度转变为电压信号并送至 ECU，以便确定空气密度的大小，控制喷油器适当地增大或减小喷油量，从而获得最佳的空燃比。 进气温度传感器的安装部位因电控汽油喷射系统的形式不同而有所差异。在D型汽油喷射系统中，进气温度传感器安装在空气滤清器的壳体内；在L 型汽油喷射系统中，进气温度传感器安装在空气流量传感器内。 2) 进气温度传感器的性能检测 (1) 进气温度传感器电阻的检测。 进气温度传感器电阻检测的方法与水温传感器基本相同。车下检测时，先用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器，然后用万用表的电阻挡测量在不同温度下端子间的电阻。 (2) 进气温度传感器输出电压信号的检测。 将进气温度传感器装车，插好传感器电插，当点火开关置于 ON 挡时，用数字式万用表测量 ECU 或传感器上的THA与E2两端子之间的电压。 7. 氧传感器 (1) 氧传感器的作用。 在发动机工作过程中，氧传感器向 ECU 输送一个标志着排气中含氧量的电压信号。根据此电压信号，ECU 可以随时修正汽油的喷射量，确保可燃混合气的空燃比始终接近理论空燃比(14.7)。氧传感器安装在排气管内。 氧传感器有二氧化锆式、二氧化钛式两种类型。 (2) 氧传感器的结构。 氧传感器主要由壳体、陶瓷电解质和弹簧等组成。氧传感器的陶瓷电解质有二氧化锆和二氧化钛两种，相应的最佳工作温度范围分别为500~600℃和800~900℃。 (3) 二氧化锆式氧传感器的工作原理。 陶瓷电解质内、外两侧均镀有一层多孔性铂电极。传感器外侧与排放废气接触，内侧则通入空气。陶瓷电解质二氧化锆允许氧气的渗入，高温下氧气发生电离，当锆管两侧的含氧量不一致，即存在着浓度差时，电解质内侧的氧离子由高向低扩散，结果使锆管成了一个微电池，能够向外输出电压。当可燃混合气稀时，排气中含氧量多，锆管两侧的氧浓度差小，输出的电压低；而当可燃混合气浓时，排气中含氧量少，锆管两侧的氧浓度差大，输出的电压高。ECU 通过氧传感器输入电压的高低，即可确定可燃混合气的空燃比是否为最佳值，并发出指令对喷油器的喷油脉冲宽度进行修正。 8. 爆震传感器 1)爆震传感器的作用及类型 爆震传感器用来检测发动机工作时的爆燃情况，并将其转变成电压信号并送至 ECU。ECU 根据爆震传感器输送的信号发出指令，控制点火线圈初级电路的通断，调整点火提前角。 常见的爆震传感器有非共振型、共振型和火花塞座金属垫型三种。 (1) 非共振型爆震传感器。 该类型的爆震传感器利用压电感应元件直接检测爆燃信息，并将爆燃时产生的振动压力转换为电压信号输出。 (2) 共振型爆震传感器。 该类型的爆震传感器是由具有与爆燃几乎相同振动频率的振子和能将振子振动压力转换为电压信号的压电感应元件构成的。 (3) 火花塞座金属垫型爆震传感器。 该类型的爆震传感器在火花塞的垫圈部位安装有压电感应元件。该元件根据燃烧压力直接检测爆燃信息，并将振动压力转换为电压信号并输出。该类型的爆震传感器一般每缸都安装一个火花塞。 2)爆震传感器的性能检测 (1)爆震传感器电阻的检测。 ①将点火开关置于 OFF挡。 ② 拔下爆震传感器上的电插。 ③用万用表的电阻挡检测爆震传感器的接线端子与外壳间的电阻。 (2) 爆震传感器输出信号的检测。 ① 起动发动机，使其怠速运转。 ② 用万用表的电压挡检查爆震传感器的接线端子与搭铁间的电压。 9. 车速传感器 (1) 车速传感器的作用及类型。 车速传感器的作用是测量汽车的行驶速度，主要用于发动机怠速和汽车加速、减速期间的空燃比控制。常见的车速传感器有两种，一种是舌簧开关型车速传感器，另一种是光电耦合型车速传感器。 舌簧开关型车速传感器安装在组合仪表内。舌簧开关相对固定，永久磁铁随软轴一起转动，软轴转一圈，永久磁铁的极性就变换4次。永久磁铁极性的变换使舌簧开关的接触点不断地断开或闭合，从而将汽车的行驶速度转变成电压信号并输送到 ECU。 光电耦合型车速传感器安装在组合仪表内，由安装在转子上的光栅和光电耦合器组成，转子由转运表软轴驱动。当转子转动时，光栅间断地遮挡发光二极管光源，使光敏晶体管的输出电压发生变化，软轴转一圈，就输出 20 个脉冲，经分频后变为 4 个脉冲，输送给ECU。 (2) 车速传感器的检测。 检查车速里程表的工作情况，如不正常，先检查车速里程表电路。找出 ECU 连接器，用电压表测量 SPD端子电压。将换挡杆置于N挡，慢慢转动车轮，测量电压在低电平(小于0.8V)与高电平(大于4.5V)之间交替变化。 四、信号检测 1. 起动信号的检测 (1) 起动信号。 起动信号(STA 信号) 用来判断发动机是否处于起动状态。在起动时，进气管内可燃混合气流速慢、温度低、汽油雾化差。为改善起动性能，在起动发动机时必须使可燃混合气浓度更高。ECU 利用起动信号，可以确认发动机处于起动状态，从而自动增大喷油量。 (2)检测方法。 使用万用表的电压挡，并将红表笔接在 ECU 的STA 端子上，黑表笔接在E1端子上。当点火开关置于 ST挡时，读出万用表的显示值，电压标准值为6~14V。 2. 空挡起动开关信号的检测 (1) 空挡起动开关信号。 空挡起动开关信号(NSW信号)主要用于怠速系统的控制。空挡起动开关信号电路如图2-2-1 所示。 当点火开关置于 ST 挡时，空挡起动开关与蓄电池正极相连。若自动变速器置于 L、2、D、R等挡位时，空挡起动开关断开，且处于高电位；若自动变速器置于 P、N挡时，空挡起动开关闭合。 (2) 检测方法。 在检测空挡起动开关信号时，可用万用表的电压挡测量空挡起动开关与E1 端子间的电压。当点火开关置于 ST 挡，变速器操纵手柄置于 L、2、D、R 挡时，空挡起动开关与 El 端子间的电压降低，说明空挡起动开关损坏。 亦可用万用表的电阻挡测量空挡起动开关两端子间的导通性，在变速操纵手柄置于 P、N挡时，空挡起动开关两端子间应导通； 在变速操纵手柄置于 L、2、D、R 挡时，空挡起动开关两端子间应不导通； 否则，应更换空挡起动开关。 3. 动力转向开关信号的检测 (1) 动力转向开关信号。 当动力转向开关闭合时，说明发动机负荷在增大。动力转向开关用于有动力转向系统的车辆上，一般安装在动力转向系统的高压回路中。动力转向开关工作电路如图2-2-2所示。 当转向泵高负荷或发动机低转速，动力转向系统的压力高于 1896±1kPa时，动力转向开关闭合，并向 ECU输入一个信号，此时如果车辆处于停车状态或发动机怠速运转状态，ECU 将通过怠速步进电动机提高发动机转速，以防止发动机在增大负荷时熄火。 (2)检测方法。 拔下动力转向开关连接器，在转向泵高负荷或发动机低转速时，用万用表检测动力转向开关是否接通。 4. 空调开关信号的检测 (1) 空调开关信号。 空调开关信号用来检测压缩机是否工作。空调开关信号与压缩机电磁离合器的电源接在一起，ECU 根据空调开关信号确认压缩机是否工作，进而控制发动机的怠速和怠速时的点火提前角等。若空调工作，则应适当增大发动机的怠速转速。 (2) 检测方法。 接通点火开关并起动发动机，用电压表测量 ECU A/C 端子的电压，当空调开关接通时，测量电压值应低于 2V；当空调开关断开时，测量电压值应为 5V。若测量的电压值正常，则表明空调开关信号电路正常。 关闭点火开关，拆卸空调控制部件及其上的电插。 接通点火开关，测量该电插上MGC端子的电压，正常值应为4~6V。若电压值正常，则应检查或更换空调控制部件。 5. 制动器开关信号的检测 (1) 制动器开关信号。 制动器开关信号是表示制动器是否工作(接通或断开) 的信号。ECU将根据此信号进行一系列的控制(包括电控发动机和自动变速器等方面)。北京切诺基制动器开关信号电路如图2-2-3所示。 当驾驶员踏下制动踏板时，制动器开关的中间接触点断开，信号输送到 ECU，ECU即认为发动机处于减速工况，并通过怠速步进电动机使怠速保持在预置转速； 当驾驶员踏下制动踏板时，若巡航控制系统在工作，则巡航控制系统被解除； 当驾驶员踏下制动踏板时，若制动灯电路被接通，则制动灯点亮。 (2) 检测方法。 用万用表测量制动器开关三对接触点在踏下和抬起制动踏板时的通断情况，从而判断制动器开关的好坏。 [师生互动] 1.发动机转速传感器的作用是什么？有哪些类型？ 【答案】发动机转速传感器的作用是确认活塞在气缸内的实际位置、控制点火提前角和喷油时刻。类型有电磁感应式（磁脉冲式）、霍尔式和光电感应式。发动机转速传感器的安装部位有曲轴、凸轮轴、飞轮和分电器内等。 2.水温传感器的作用及常见类型是什么？ 【答案】水温传感器的作用是将发动机冷却液的温度转变为电压信号并输送到 ECU，以便 ECU 在发动机低温起动或升温暖机期间，根据冷却液的温度，对发动机的基本喷油量做进一步修正。常见类型为热敏电阻式水温传感器。 3.氧传感器的作用是什么？有哪些类型？ 【答案】氧传感器在发动机工作过程中，向 ECU 输送一个标志着排气中含氧量的电压信号。根据此电压信号，ECU 可以随时修正汽油的喷射量，确保可燃混合气的空燃比始终接近理论空燃比（14.7）。氧传感器有二氧化锆式、二氧化钛式两种类型。 4.车速传感器的作用及常见类型有哪些？ 【答案】车速传感器的作用是测量汽车的行驶速度，主要用于发动机怠速和汽车加速、减速期间的空燃比控制。常见类型有舌簧开关型车速传感器和光电耦合型车速传感器。 [概念强化] 1.（单项选择题）电磁感应式发动机转速传感器主要由（ ）组成。 A. 永久磁铁、信号线圈、转子 B. 叶轮、霍尔元件、控制电路 C. 光源、光接收器、遮光盘 D. 以上都不是 【答案】A 2.（单项选择题）水温传感器常见的类型为（ ）。 A. 绕线电阻式 B. 热敏电阻式 C. 扩散电阻式 D. 半导体晶体管式 【答案】B 3.（单项选择题）氧传感器的陶瓷电解质最佳工作温度范围为 500 - 600℃的是（ ）。 A. 二氧化锆式 B. 二氧化钛式 C. 以上都是 D. 以上都不是 【答案】A 4.（单项选择题）常见的车速传感器类型不包括（ ）。 A. 电容式 B. 舌簧开关型 C. 光电耦合型 D. 以上都是 【答案】A 5.（判断题）霍尔式发动机转速传感器是通过检测单位时间内感生电压的变化次数来得知发动机转速。（ ） 【答案】✕ 6.（判断题）水温传感器电阻检测方法与进气温度传感器电阻检测方法完全不同。（ ） 【答案】✕ 7.（判断题）二氧化锆式氧传感器输出电压高时表示可燃混合气稀。（ ） 【答案】✕ 8.（判断题）光电耦合型车速传感器安装在变速器内。（ ） 【答案】✕ [高考模拟] 1.（单项选择题）发动机转速传感器产生的信号不包括（ ）。 A. 活塞下止点的位置信号 B. 活塞上止点的位置信号 C. 曲轴转角信号 D. 以上都不是 【答案】A 2.（单项选择题）光电感应式发动机转速传感器中，当遮光盘挡住光线时，光敏二极管（ ）。 A. 导通 B. 截止 C. 不确定 D. 以上都不是 【答案】B 3.（单项选择题）进气温度传感器在 L 型汽油喷射系统中安装在（ ）。 A. 空气滤清器的壳体内 B. 空气流量传感器内 C. 发动机冷却液连接管上 D. 以上都不是 【答案】B 4.（单项选择题）非共振型爆震传感器是利用（ ）直接检测爆燃信息。 A. 压电感应元件 B. 振子和压电感应元件 C. 火花塞座金属垫 D. 以上都不是 【答案】A 5.（单项选择题）舌簧开关型车速传感器中，软轴转一圈，永久磁铁的极性变换（ ）次。 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 【答案】B 6.（判断题）电磁感应式发动机转速传感器只有一套信号发生系统。（ ） 【答案】✕ 7.（判断题）水温传感器电阻检测时，就车检测和车下检测方法完全一样。（ ） 【答案】✕ 8.（判断题）进气温度传感器电阻检测可以用电热吹风器加热进行。（ ） 【答案】√ 9.（判断题）二氧化钛式氧传感器最佳工作温度比二氧化锆式低。（ ） 【答案】✕ 10.（判断题）火花塞座金属垫型爆震传感器一般每个气缸安装多个。（ ） 【答案】✕ 11.（名词解释题）怠速转速 【答案】发动机在无负荷状态下的最低稳定运转速度。 12.（名词解释题）理论空燃比 【答案】完全燃烧时，空气与燃料的质量比为 14.7:1，这个比例称为理论空燃比。 [课堂练习] 一、名词解释题 1. 爆燃 【答案】发动机不正常燃烧时，末端混合气在火焰前锋面到达之前发生自燃，产生强烈的压力波冲击。 2. 怠速控制 【答案】通过控制发动机进气量、喷油量等参数，使发动机在怠速状态下保持稳定的转速。 3. 信号波形 【答案】传感器或执行器输出的电信号随时间变化的图形表示。 二、单项选择题 4. 以下哪种不是发动机转速传感器的安装部位？（ ） A. 活塞 B. 曲轴 C. 凸轮轴 D. 分电器 【答案】A 5. 霍尔式发动机转速传感器中，叶轮上的叶片进入空气间隙时，传感器（ ）霍尔电压。 A. 产生 B. 不产生 C. 不确定 D. 以上都不是 【答案】B 6. 水温传感器输出电压信号检测时，点火开关应置于（ ）。 A. OFF 挡 B. ON 挡 C. ST 挡 D. 以上都不是 【答案】B 7. 共振型爆震传感器由振子和（ ）构成。 A. 电容感应元件 B. 电感感应元件 C. 压电感应元件 D. 以上都不是 【答案】C 8. 光电耦合型车速传感器中，转子由（ ）驱动。 A. 发动机曲轴 B. 变速器输出轴 C. 转运表软轴 D. 以上都不是 【答案】C 三、判断题 9. 电磁感应式发动机转速传感器的转子旋转时，通过信号线圈的磁通量始终不变。（ ） 【答案】✕ 10. 水温传感器电阻随温度升高而增大。（ ） 【答案】✕ 11. 进气温度传感器安装位置在不同类型汽油喷射系统中完全相同。（ ） 【答案】✕ 12. 火花塞座金属垫型爆震传感器只在部分车型中使用。（ ） 【答案】✓ 13. 车速传感器只用于测量汽车的行驶速度，没有其他作用。（ ） 【答案】✕ [课堂小结] 1. 电控汽油发动机燃料系统各部件的工作原理。 2. 电控汽油发动机燃料系统各部件的作用、类型和安装位置。 3. 使用专用检测设备对电控汽油发动机燃料系统各部件的检测方法。 学科网（北京）股份有限公司 $$