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发动机转速与曲轴位置传感器

重点与难点
重点:曲轴位置传感器的结构和工作原理
难点:霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理
教学手段与方法
多媒体教学,讲授。电磁式、霍尔式和光电式曲轴位置传感器的教学采用实物教学的方法
教学过程:(包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等)
Ⅰ授课思路:曲轴位置传感器在讲解3种传感器的结构原理的基础上,分析其不同的特点。
(3)空调信号(A/C)
A/C空调信号用来检测空调压缩机是否工作。
3.执行器
在发动机控制系统中的执行器:电磁式喷油器;电火控制器(点火模块);怠速控制阀、怠速电机;EGR阀等
控制方式:一般是由ECU控制执行器电磁线圈的搭铁回路(如喷油器),也有的是由ECU控制的某些电子控制电路,如电子点火器等。
Ⅴ本次课内容小结
(2)二氧化锆(ZrO2)氧传感器
(1)结构
(2)工作原理
Zr2O3可使O2电离,形成浓差电池。在大气侧,O2被电离变成O-2而得电子,故大气侧为+极;在排气侧,由于铂电极的催化作用使排气中的CO和HC氧化,故排气中几乎无氧,大气侧O-2便向排气侧扩散,并在排气侧放出放出电子,变成O2↑,故排气侧为“一”极。
由缝隙较宽的一缸上止点位置标记和60°(或90°)间隔缝隙所控制的电路将向微机输入一缸上止点位置信号和缸序判别信号(G信号)。
5)温度传感器
分类:绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式和热电偶式等。
应用较多的是绕线电阻式和热敏电阻式温度传感器。
(1)绕线电阻式温度传感器
在绝缘绕线架上绕上高纯度的镍线,再罩上适当的外套Байду номын сангаас制成,用于测量冷却水和进气温度。响应特性较差。
当传感器的固有振荡频率与发动机爆燃时的振动频率相同时,传感器输出最大信号。
(2)压电式爆燃传感器
①共振型压电式爆燃传感器
原理:选择振荡片的固有频率与被测发动机爆燃时的振动频率一致,则当爆燃发生时两者共振,压电元件有最大谐振输出。
②非共振型压电式爆燃传感器
当发动机产生爆燃时,配重块就以一正比于加速度的交变力施加在压电片上,从而产生输出信号。
转子的齿数、形式、线圈的数目有多种形式:
①G信号由一个四齿转子和一个线圈检测,可检测每一缸的压缩上止点位置;Ne信号由一个24齿转子和一个线圈检测。
②G信号由一个两齿转子和一个线圈检测,Ne信号由一个24齿转子和一个线圈检测。
③G信号由单齿转子和一个线圈检测。Ne信号由一个四齿转子和一个线圈检测。
(2)霍尔式传感器
(2)热敏式温度传感器
这种传感器也是利用半导体的电阻随温度变化而改变的特性,使其灵敏度高。有NTC(负温度系数)和PTC(正温度系数)两种。虽然灵敏度高,但线性差。
6)车速传感器
作用:车速传感器信号主要用于发动机怠速和汽车加减速时的空燃比控制。
分类:舌簧开关式和光电式两种。
(1)舌簧开关式车速传感器
授课题目
4)发动机转速和曲轴位置传感器5)温度传感器6)车速传感器7)氧传感器8)爆燃传感器9)开关信号3.执行器
授课类型
理论课
首次授课时间
2007年4月3日
学时
2
教学目标
了解发动机曲轴位置传感器的分类,掌握发动机曲轴位置传感器、温度传感器、车速传感器、氧传感器爆、燃传感器和执行器的结构和工作原理。
作用:可提供发动机曲轴位置和转速信号,以确定喷油时刻以及点火时刻。
类型:磁脉冲式、光电式、霍尔式
安装位置:曲轴前端,凸轮轴前端,分电器内,飞轮等。
(1)磁脉冲式
实例(丰田)
装在分电器内,Ne信号:—由24齿转子和Ne信号发生器组成。G信号:—由1齿转子和2个信号发生器G1、G2构成。
将G、Ne信号输入ECU,可决定满足发动机多种运转条件的喷射量和喷射时刻,并确定基本点火提前角。
(2)光电式车速传感器
光电式车速传感器由转子、遮光板、光电传感器及外壳等组成。
7)氧传感器
作用:检测排气中的氧含量,使ECU能对空然比进行反馈控制。
类型:二氧化钛型;二氧化锆型
(1)二氧化钛(TiO2)氧传感器
原理:二氧化钛(TiO2)的导电性随排气中氧含的变化而改变,故称之为电阻型氧传感器。正常情况下,二氧化钛电阻很大,但在排气中氧含量很少时,二氧化钛中的氧便逸出,出现晶格缺陷,导电性增加,电阻减小。为了消除温度对电阻的影响,可装温度补偿电阻,也为二氧化钛,但不与废气直接接触,接成桥式电路。
霍尔效应:
RH—霍尔系数;D—基片厚度;I—磁场电流;B—磁场强度
霍尔式传感器的工作原理
霍尔式传感器的结构
(3)光电式传感器
组成:发光二极管、光敏二极管、遮光盘和控制电路。
凸轮轴转一周,由360条缝隙所控制的电路将输出360个脉冲信号,每个脉冲信号对应于凸轮轴1°转角(曲轴2°转角),此信号作为向微机输入的转速信号(Ne信号)。
这种爆燃传感器在爆燃时输出的电压较无爆燃时无明显增加,爆燃是否发生是靠滤波器检出传感器输出信号中有无爆燃频率来判别的。
9)开关信号
(1)启动信号(STA)
此信号用来判断发动机是否处在启动状态,以便进行启动喷油控制。
(2)空挡启动开关信号(NSW)
在装有自动变速器(A/T)的汽车中,ECU用这个信号区别变速器是处于“P”或“N”(停车或空挡),还是处于“L”、“2”、“D”或“R”挡行驶状态。
思考题、讨论题、作业
1.发动机转速和曲轴位置传感器的作用和分类?
2.简述氧化锆式氧传感器的工作原理?
教学后记
Ⅱ过程设计:
1.提问问题,复习上次课内容(约3min)
2.导入新课
3.新课内容:具体内容见“授课内容”(约74min)
4.本次课内容小结(约2min)
5.布置作业(约1min)
Ⅲ讲解要点:电磁式、霍尔式和光电式曲轴位置传感器的结构、工作原理以及他们之间的区别。
Ⅳ授课内容:
4)发动机转速和曲轴位置传感器
(3)特性
输出电压在理论空燃比附近有突变,过量空气系数α=1时突变,α>1时输出几乎为零,α<1时输出电压接近1V。
8)爆燃传感器
功用:把爆燃时传到缸体上的机械振动转化成电压信号,输入ECU作为爆燃控制信号。
分类:分磁致伸缩式和压电式两种;其中压电式又可分为共振型和非共振型
(1)磁致伸缩式爆燃传感器
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