传感器的检测(三) ——CKP、O2S_教学案例设计_教学研究_教育专区

传感器的 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 (三) ——CKP、O2S_教学案例 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 _教学研究_教育专区 教 案 用 纸 (A—8) 学 章 节 授 课 日 期 汽车发动机 传感器的检测(三) 科 构造与维修 课 班 曲轴与凸轮轴位置传感器CKP 1-6 时 级 氧传感器O2S 授 课 方 式 一体化 1(掌握电磁式CPS结构原理与检测 2(掌握霍尔效应式CPS结构原理与检测 教 学 目 的 3(掌握光电式CPS结构原理与检测 4(掌握氧传感器的检测 1(电磁式CPS结构原理与检测 2(霍尔效应式CPS结构原理与检测 重点、难点 3(光电式CPS结构原理与检测 4(氧传感器的检测 发动机电控实验台、万用表、示波器、解码器 教 具 准 备 说 明 教学内容,课程引入、教学过程、布置作业, 1. 教学组织 15min 2. 教学过程 240min 3. 小结 10min 4. 作业 5min 教学 教学过程及主要教学内容 提示 【组织教学】 5min 一、清点人数，检查考勤 二、更具班级人数，安排小组负责人 三、准备实训设备，工具 【引入课题】 10min 1、电脑怎么确定一缸压缩上止点,电脑怎么判别喷油时刻和点火时刻,本次课我们要学习曲轴与凸轮轴位置传感器传感器的作用、原理及检测。 2、汽车发动机如何解决排放污染问题及燃油浪费的问题,本次课我们还要学习氧传感器的作用、原理 及检测，氧传感器简称O2S。 【讲授新课】 75min 曲轴与凸轮轴位置传感器的检测 一、曲轴与凸轮轴位置传感器功用、类型及位置 功用:检测发动机上止点、曲轴转角、发动机转速信号送给ECU，以确认曲轴位置，用来控制喷油正时和点火正时 类型:磁电式、光电式、霍尔式 位置:经常安装在发动机的曲轴端、凸轮轴端、飞轮上或分电器内 二、磁电式 1)结构与原理如下图所示 丰田TCCS系统，位于分电器内，利用转子旋转使磁通量变化，从而在感应线圈里产生交变的 感应电动势信号，将此信号放大后，送入电脑ECU。 2)发动机转速(Ne)信号如下图所示: 曲轴转角1?信号=30?转角时间/30等分 发动机转速:Ne信号以2个脉冲时间(曲轴60?)为基准计算和检测 3)曲轴位置(G)信号如下图所示: G信号:辨别气缸及检测活塞上止点位置。G1为第6缸压缩上止点前10?，G2为第1缸压缩 上止点前10? G信号:ECU利用Ne信号计算曲轴转角的基准信号 4)控制电路如下图所示: G1-G-:第6缸上止点位置电脉冲信号 G2-G-:第1缸上止点位置电脉冲信号 Ne-G-:曲轴转速电脉冲信号 5)电磁式曲轴位置传感器的检修(丰田车系) 1)电磁式曲轴位置传感器电阻的检查:用万用表的电阻挡测量传感器上各端子间的电阻。 165min 2)电磁式曲轴位置传感器输出信号的检查:拔下电磁式曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时用示波器检查曲轴位置传感器上G1-G0、G2-G0、Ne-G0端子，应有脉冲信号输出。 3)电磁式曲轴位置传感器的线圈与信号转子的间隙检查:用塞尺测量信号转子与传感器线圈凸 出部分的空气隙。若间隙不符合要求则须更换分电器壳体总成。 电磁式曲轴位置传感器的就车检查: ?用交流电压表的2V挡测量其输出电压，起动时应高于0.1V,运转时应为0.4-0.8V。 ?用频率表测量其工作频率。 ?用示波器检测其输出信号的波形。 ?如果在传感器上能检测到电压信号，而在ECU连接器上检测不到信号，则应检查传感器至ECU之间的导线及插头。 三、霍尔式曲轴位置传感器 1)组成:由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成。 2)原理:ECU通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时使磁场强度改变，霍 尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU，ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转 速。 霍尔效应原理如图所示: a)叶片对永久磁铁和霍尔元件隔磁，不产生霍尔电压 b)叶片离开空气隙，产生霍尔电压 10min (a) (b) 3)霍尔式曲轴位置传感器的检修 5min (1)拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压，应为8V或 12V(视车型而定)。若无电压，则应检查传感器至ECU之间的线路及ECU上相应端子的电压。 (2)插回传感器插头，起动发动机，测量传感器输出端子的信号电压，应为3V-6V。若无信 号电压，则为传感器故障。 (3)用示波器检查传感器输出电压的波形。 四、光电式曲轴位置传感器 1)组成:由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。 2)原理:利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU。如图所示: 光电式曲轴位置传感器 曲轴1?信号供ECU计算曲轴转角和发动机转速;曲轴120?信号，供ECU确认活塞上止点(前70?)位置。 信号盘结构 3)光电式曲轴位置传感器的检修 (1)拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁端子之间的电压，应为5V 或12V(视车型而定)。若无电压，则应检查传感器至ECU之间的线路及ECU上相应端子的电压。 (2)插回传感器插头，起动发动机，转速保持在2500r/min左右，测量传感器输出端子的电压， 应为2-3V，否则为传感器损坏。 (3)用示波器检测其信号波形。 氧传感器的检测 一、氧传感器的结构和工作原理 在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近 理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。 目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 (1)氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管(固体电解质)，亦称锆管。锆管固定在带有安装螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜，其内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔;电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。 氧化锆在温度超过300?后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器，这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30s内迅速将氧传感器加热至工作温度。它有三根接线，一根接ECU，另外两根分别接地和电源。 锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压。当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时，排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。这些气体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间电压陡增。因此，锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变:稀混合气时，输出电压几乎为零;浓混合气时，输出电压接近1V。 要准确地保持混合气浓度为理论空燃比是不可能的。实际上的反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1-0.8V之间不断变化(通常每10s内变化8次以上)。如果氧传感器输出电压变化过缓(每1Os少于8次)或电压保持不变(不论保持在高电位或低电位)，则表明氧传感器有故障，需检修。 (2)氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛材料的电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性制成的，故又称电阻型氧传感器。二氧化钛式氧传感器的外形和氧化锆式氧传感器相似，在传感器前端的护罩内是一个二氧化钛厚膜元件。纯二氧化钛在常温下是一种高电阻的半导体，但表面一旦缺氧，其品格便出现缺陷，电阻随之减小。由于二氧化钛的电阻也随温度不同而变化，因此，在二氧化钛式氧传感器内部也有一个电加热器，以保持氧化钛式氧传感器在发动机工作过程中的温度恒定不变。 如图 5所示，ECU 2#端子将一个恒定的1V电压加在氧化钛式氧传感器的一端上，传感器的另一端与ECU4#端子相接。当排出的废气中氧浓度随发动机混合气浓度变化而变化时，氧传感器的电阻随之改变，ECU4#端子上的电压降也随着变化。当4#端子上的电压高于参考电压时，ECU判定混合气过浓;当 4#端子上的电压低于参考电压时，ECU判定混合气过稀。通过ECU的反馈控制，可保持混合气的浓度在理论空燃比附近。在实际的反馈控制过程中，二氧化钛式氧传感器与ECU连接的4#端子上的电压也是在0.1-0.9V之间不断变化，这一点与氧化锆式氧传感器是相似的。 二、氧传感器的检测 氧传感器的基本电路 (1)氧传感器加热器电阻的检测 点火开关置于“OFF”，拔下氧传感器的导线连接器，用万用表Ω档测量氧传感器接线端中加热器端子与自搭铁端子(图 6的端子1和2)间的电阻其电阻值应符合标准值(一般为4-40Ω;具体数值参见具体车型说明书)。如不符合标准，应更换氧传感器。测量后，接好氧传感器线束连接器，以便作进一步的检测。 (2)氧传感器反馈电压的检测 测量氧传感器反馈电压时，应先拔下氧传感器线束连接器插头，对照被测车型的电路图，从氧传感器反馈电压输出端引出一条细导线，然后插好连接器，在发动机运转时从引出线上测量反馈电压。有些车型也可以从故障诊断插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的小轿车，可从故障诊断插座内的OX1或OX2插孔内直接测得氧传感器反馈电压(丰田V型六缸发动机两侧排气管上各有一个氧传感器，分别和故障检测插座内的OX1和OX2插孔连接)。 在对氧传感器的反馈电压进行检测时，最好使用指针型的电压表，以便直观地反映出反馈电压的变化情况。此外，电压表应是低量程(通常为2V)和高阻抗(阻抗太低会损坏氧传感器)的。 A、丰田V型六缸发动机氧传感器反馈电压的检测 ?将发动机热车至正常工作温度(或起动后以2500r/min的转速连续运转2min)。 ?把电压表的负极测笔接故障诊断插座内的E1插孔或蓄电池负极，正极测笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔或接氧传感器线束插头上的引出线 ?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0.4V上下不断变化，1Os内反馈电压的变化次数应不少于8次。 ?若电压表指针在1Os内的摆动次数等于或多于8次，则说明氧传感器及反馈控制系统工作正常;电压表指针若在10s内的摆动次数少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，可能是氧传感器表面有积炭而使灵敏度降低，此时应让发动机以2500r/min的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积炭;若电压表指针变化依旧缓慢，则为氧传感器损坏或ECU反馈控制电路有故障。 氧传感器是否损坏，可按下述 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 检查:拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与ECU连接，将电压表的正极测笔直接与氧传感器反馈电压输出端连接，然后，发动机正常运转时脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为地形成稀混合气，此时电压表读数应下降到0.1-0.3V;接上脱开的曲轴箱通风管或真空软管，再拔下水温传感器接头，且用一个4-8KΩ的电阻代替水温传感器(或堵住空气滤清器的进气口)，人为地形成浓混合气，此时，电压表读数应上升到0.8-1.OV。也可以用突然踩下或松开油门踏板的方法来改变混合气浓度。在突然踩下油门踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升;突然松开油门踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。 如果在混合气浓度变化时，氧传感器输出电压不能相应地改变，说明氧传感器有故障。此时可拆去一根大真空软管，使发动机高速运转，以清除氧传感器上的铅或积炭，然后再测试。如果氧传感器反馈电压能按上述规律变化，说明氧传感器良好。否则，须更换氧传感器。 【实训教学过程】 一、实训项目、实训任务简述 燃油系统油压的检测 二、实训目的与要求 1.掌握曲轴与凸轮轴位置传感器的检测 2.掌握氧传感器的检测 3. 作业安全注意事项 三、分组(集训) 本次实训分为4个小组，每组8名，每组分二轮进行检测。 组员由:组长、记录人员、资料查阅人员、检测作业人员 四、设备准备、工具准备 1、示波器 2、解码器 3、桑塔纳2000电控实训台 4、万用表 学员领完工具后，检查工具数量及好坏。 五、按5S管理标准做好实训工作现场 整 理:SEIRI 要/不要(把要和不要的区分开来) 整 顿:SEITON 定位(把要的留下并做上明显标示，不要的弃掉) 清 扫:SEISO 工作场所没有垃圾和脏乱 清 洁:SEIKETSU工作场所 保持光亮和卫生 修 养:对于规定了的事，大家都要认真地遵守 【小 结】:集训小结 1、曲轴与凸轮轴位置传感器的结构、原理与分类 2、曲轴与凸轮轴位置传感器的检测 3、氧传感器的结构、原理与分类 4、氧传感器的检测 【作 业】: 1、描述曲轴与凸轮轴位置传感器的检测并画出电路, 2、描述氧传感器的检测并画出电路, 【教学后记】