1、 毕业设计（论文）桑塔纳发动机传感器检测The detection of santana engine sensor 班 级 汽检 101 学生姓名 孙孟祥 学号 100080528 指导教师 代洪 张菊 职称 教授 讲师 导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 年 月 日 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称桑塔纳发动机传感器检测 课题性质 工程设计 班 级 汽检 101 学生姓名 孙 孟 祥 学 号 100080528 指导教师 代洪 张菊 导师职称 教授 讲师 一选题意义及背景桑塔纳AJR发动机在大众系列轿车中具有代表性的意义，理解桑塔纳AJR发动机传感器的工作原理及
2、检修就能很好的解决这一系列传感器的检修。目前市面上电控及传感器的检修费用很贵，通过这次介绍希望有更多的人了解，降低维修费用。二毕业设计（论文）主要内容较为详细的介绍了桑塔纳 AJR 发动机上的传感器，包括类型、结构原理、线路连接及检测。讲述了桑塔纳 AJR 发动机的故障诊断。详细的介绍了各传感器的标准工作电压及电阻，通个测量实际值与标准值比对来确定传感器的好坏。三计划进度：第 八 周：询问指导教师，查找相关资料阶段。第 九 周：构思大体框架，列出大纲，并听取指导教师的意见。第 十 周：熟悉桑塔纳 AJR 发动机的传感器，并听取指导教师的意见。第十一周：对桑塔纳 AJR 发动机传感器进行检测，并
3、听取指导教师的意见。第十二周：完成初稿，听取指导教师的意见并作局部修改。第十三周：将论文打印出来并装订好准备答辩。第十四周：论文答辩四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、毕业设计（论文）电子稿2、纸质文档指导教师 教研室主任年 月 日 年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术
4、不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 摘 要本文主要讲述桑塔纳 2000Gsi 轿车 AJR 型发动机电控系统的传感器的工作原理及检测方法。首先，以图文的方式综述什么是电控系统，电控系统中传感器，电控单元，执行器三者的关系。然后分章节一一介绍各个传感器，并以实物图和控制电路原理图二者相结合的方式更清楚的阐述各个传感器的工作原理和具体的检测方法。本文主
5、要是传感器技术方面的资料，读者可以通过对本文了解更多的关于桑塔纳 2000Gsi 发动机的资料。关键词： 发动机 传感器 检测AbstractThis paper mainly tells santana 2000 gsi car AJR type engine electronic control system of the sensors working principle and test methodFirst of all, with excellent pictures and texts in what is way of electric control system, ele
6、ctric control system sensors, electronic control unit, the relationship between actuators. Then points chapter introduced each sensor, and in-kind diagram and control circuit principle diagram of the combination of both more clearly expounds the working principle of each sensor and detailed test met
7、hods.This paper mainly is the sensor technology aspects of material, the reader can through to this paper learn more about santana 2000 gsi engine material.Key： Engine sensor detection目 录前 言 1第一章 汽车传感器 ECU 执行器的关系概述 .31.1 电子控制组件（ECU） 31.2 传感器 .31.3 执行器 .3第二章 传感器的检测 .52.1 空气流量计 52.1.1 空气流量计的结构和工作原理 .5
8、2.1.2 空气流量计的检测 .52.2 节气门位置传感器 72.2.1 节气门位置传感器的作用 .72.2.2 节气门位置传感器的结构与工作原理 .72.2.3 节气门位置传感器的检测 .82.3 爆震传感器 92.3.1 爆震传感器的应用背景 .92.3.2 爆震传感器的工作原理 .92.3.3 爆震信号的判定 .92.3.4 爆震传感器的检测 .92.4 曲轴位置传感器 .102.4.1 概述 102.4.2 曲轴位置传感器的结构和工作原理 102.4.3 曲轴位置传感器的检测 112.5 凸轮轴位置传感器 .112.5.1 概述 112.5.2 凸轮轴位置传感器的结构和工作原理 112
9、.5.3 凸轮轴位置传感器的检测 13第三章 AJR 发动机的电控系统的常见故障 143.1 蓄电池电压和起动机工作正常，但发动机不能起动或冷起动困难 153.2 发动机怠速时抖动 153.3 喷油器、曲轴位置传感器的检查 15结 论 .16参考文献 .17致 谢 .180前 言桑塔纳 2000Gsi 轿车是上海大众汽车制造厂在上世纪末推出的新车型，其结构具有一定的普遍性和代表性。（1）概述桑塔纳 2000GSi 型轿车的 AJR 型发动机采用了德国波许（BOSCH）公司最先进的 Motronic3.8.2 电子控制多点汽油顺序喷射系统。它是在 AFE 型发动机Motronic1.5.4 系统
10、基础上发展起来的。该系统采用热膜式空气流量计检测发动机进气流量，可直接反映发动机负荷，比 Motronic1.5.4 系统所采用的绝对压力传感器检测进气歧管压力并推算流量的方法更精确。AJR 型发动机的曲轴上装有 1 个 58 齿的信号触发轮，用于产生曲轴转角信号，它比 AFE 型发动机的分电器中由 4 齿触发轮产生的转角信号更为准确。M3.8.2 系统能依据进气流量信号和曲轴转角信号准确地控制发动机混合气空燃比和点火时间，从而极大地降低了汽车排气污染。M3.8.2 电子控制汽油喷射系统由空气供给系统、汽油供给系统、控制系统组成，AJR 型发动机电子控制系统的结构示意图如图 1 所示。（2）怠
11、速系统的主要部件介绍节气门控制单元：由节气门电位计 G69、怠速节气门电位计 G88、怠速开关F60、怠速电机、应急弹簧组成。节气门控制单元是一个整体，不能拆开，不能调整。节气门控制单元有四种工作状况：非怠速工况、怠速调节、减速调节和机械应急怠速工作状况。（3）传感器与附加信号：图 1 AJR 型发动机电子控制系统的结构示意图1-热膜式空气流量计 2-电子控制单元 3-电动汽油泵 4-节气门控制组件 5-怠速电机（与节气门控制组件一体） 6-进气温度传感器 7-油压调节器 8-喷油器 9-爆震传感器 10-汽油滤清器 11-点火线圈 12-氧传感器 13-冷却液温度传感器 14-转速传感器1热
12、膜式空气流量计 G70 向发动机控制单元提供进入发动机汽缸的空气量，使之确定喷油量和点火时间；发动机转速和曲轴位置传感器 G28 向发动机控制单元提供发动机转速和曲轴转角信号，起动机转动时若无此信号则发动机不能发动。凸轮轴位置传感器 G40 是点火控制的主信号；水温传感器 G62、进气温度传感器 G72 为喷油和点火正时的修正信号；氧传感器 G39 向发动机控制单元提供废气中“剩余氧含量”信号，控制单元根据这个信号修正下一时刻的喷油量。爆震传感器 G61、G66 将爆震信号传给控制单元，控制单元对该缸的点火时间向后推迟。附加信号是与发动机控制单元有关的输入和输出信号，可以是传感器或开关信号，也
13、可以是与其他控制单元交换的信号。主要有：发动机转速信号、空调压缩机信号、空调开关信号、车速信号、诊断信号等。（4）汽车故障自诊断系统： 汽车故障自诊断是指汽车控制系统在正常工作时，电控单元 ECU 的输入和输出信号都是在一个规定的范围内运行，当控制电路的信号出现异常时，ECU中的诊断系统就判定该电路信号出现故障并把的故障码储存在随机储存器（RAM）中，故障码可长期保存，清除故障码需要断开专门的随机储存器连接电路或者直接断开蓄电池。2第一章汽车传感器 ECU 执行器的关系概述1.1 电子控制组件（ECU）ECU 以微机为中心。还包括前置的 A/D 转换器、数字信号缓冲器以及后置的信号放大器等。微
14、机运算速度快、精度高，能实时控制，并具备多中断响应等功能。目前除了 8 位、16 位微机外，32 位特别是 64 位微机已开始逐步使用。而且，不仅有通用型微机和单片机，专用的汽车微机也已研制出来。正是微机技术突飞猛进的发展促进了汽车电控技术的不断完善。可以说，当前 ECU 的发展总趋势是从单系统单机控制向多系统集中控制过渡。不久以后，汽车电控系统将采用计算机网络技术，把发动机电控系统、车身电控系统、底盘电控系统及信息与通信系统等各系统的 ECU 相联结，形成机内分布式计算机网络，实现汽车电子综合控制。实物如图 1-1 所示图 1-1 ECU 实物图 1.2 传感器汽车传感器的工作条件极为恶劣，
15、因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。近年来在该领域中，理论研究及材料应用发展较为迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等迅猛发展。毋庸置疑，智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。例如氧传感器，结构图 1-2，实物图 1-3 所示。图 1-2 氧传感器结构图 图 1-3 氧传感器实物图 1.3 执行器执行器用来精确无误地执行 ECU 发出的命令信号。因此，执行器工作的精确与否将最终影响电控的成败，正因如此，其工作可靠性和精确性一直作为研究重点而倍受关注。目前，汽车电控系统的执行器类型繁多，有电磁阀、电动机、压电元件、点火器、电磁继电器、热电偶等，结构与功能不尽相同。执行器的发3展方
16、向是智能化执行器和固态智能动力装置。综上所述：电控系统主要由传感器、电子控制组件（ECU） 、执行器 3 个部分组成。传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力等） ，将其转换为电信号；ECU 的作用是接收传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果；执行器则根据 ECU 输出的电信号驱动执行机构，使之按要求变化。传感器，ECU，执行器之间的关系如图 1-4 所示。图 1-4 传感器 ECU 执行器的关系图4第二章传感器的检测 2.1 空气流量计2.1.1 空气流量计的结构和工作原理热膜式空气质量计安装在空气滤清器和进气软管之间，主要由导流隔栅、金属滤网、外壳、温度补偿电路
17、、混合电路盒和线束插座等组成。热膜式空气流量计的实物如图 2-1 所示 图 2-1 热膜式空气流量计的实物图桑塔纳 AJR 发动机是使用热膜式空气流量计，本节主要介绍热膜式空气流量计的工作原理。热线式空气流量计工作为：当无空气流动时，电桥处于平衡状态，控制电路输出某一加热电流至热线电阻 RH；当有空气流动时，由于 RH的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，如果保持热线电阻与吸入空气的温差不变并为一定值，就必须增加流过热线电阻的电流 IH。因此，热线电流 IH 就是空气质量流量的函数。热膜式空气流量计和热线式空气流量计一样也是利用惠斯登电桥工作的，所不同的是：热膜式不使用白金丝
18、作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。2.1.2 空气流量计的检测空气流量计连接电路图 2-25图 2-2 空气流量计连接电路图1.电阻测试（1）线束导通性测试：将点火开关置于 OFF，拔下 ECU 插接器，拔下热膜式空气流量计插接器，根据电路图找到空气流量计图形下面的针脚号与 ECU 信号测试端口图相应的针脚号，分别测试空气流量计 3、4、5 号针脚对应至电控单元 12、11、13 号针脚的电阻，所有电阻都应低于 1，否则，更换线束。在实际测量中，由于测量手法、万用表本身的误差以及被测物体表面的氧化与灰尘等因素，发生几个欧姆的误差属正常现象，不必拘
19、泥于具体数字。（2）线束短路性测试：将数字万用表设置在电阻 200K 档，测量空气流量计针脚 2 与电控单元针脚 11、12、13 之间电阻应为。测量空气流量计针脚与电控单元针脚：311、13；412、13；511、12 之间电阻均应为。2.电压测试本项目电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分， 其中信号电压测试是确定空气流量计是否失效的主要依据。（1）电源电压测试：打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压 20V 档，红色表针置于空气流量计针脚 2，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，打起动机时应显示 12V；红色表针置于空气流量计针脚 4，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体
20、，应显示 5V。在实际维修中，应拔下传感器插头，打开点火开关，测量 2 号端子与接地间电压，打起动机时应显示 12V。 此时电控单元会记录空气流量计的故障码，测试完毕后要使用诊断仪清除故障码。 （2）信号电压测试：分单件测试和就车测试两部分。A.单件测试：将点火开关置于 OFF，拆下空气流量计。将 12V 电瓶电压施加在空气流量计电器插座针脚 2 上，将 5V 电压施加在空气流量计电器插座针脚4 上，将数字万用表设置在直流电压 20V 档，测量空气流量计电器插座针脚 3和针脚 5，应有 1.5V 左右电压；用电吹风的出风口紧靠传感器的空气入口，用冷风档向传感器内吹风时，电压值为 2.30.2V
21、；吹风机缓慢远离热膜式空气流量计，随着距离的增大，电压值应逐渐减小；当吹风机距传感器入口端60.2m 时，电压值应为 1.5V 左右，。若不能满足上述条件，可以判定空气流量计有故障。B.就车测试：起动发动机至工作温度，将数字万用表设置在直流电压 20V档， 测量空气流量计针脚 5 的反馈信号，红色表针置于空气流量计针脚 5，黑色表针搭铁，怠速时应显示电压 1.5V 左右；急踩加速踏板应显示 2.8V 左右。若不符合上述变化，或电压反而下降，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以断定空气流量计损坏，必须更换。2.2 节气门位置传感器2.2.1 节气门位置传感器的作用节气门位置传感器的作用是把汽油
22、机运转过程中节气门的位置或开启变化率转换成电压信号。该信号输入 ECU 后用于（1）修正喷油量（2）修正点火提前角（3）影响废气再循环系统的工作（4）控制自动变速器的工作等2.2.2 节气门位置传感器的结构与工作原理桑塔纳 AJR 发动机的节气门位置传感器的结构及控制组件如图 2-3 所示。节气门轴带动滑动电刷在电阻片上滑动，从而将节气门开度的变化转变为电压的变化。桑塔纳 AJR 发动机的节气门位置传感器的工作原理为：当节气门处于怠速开度时，怠速开关触点闭合，3 号端子的电位为 0，这样 ECU 就可以根据此信号确定怠速状态。ECU 根据收到 5 号端子、 3 号端子传来的信号判断出发动机的工
23、作状态。电路连接如图 2-4 所示。ECU 不仅可以根据怠速触点的信号确定怠速状态，而且可以在节气门位置传感器安装位置发生变化、电阻有误差等情况，将其作为 ECU 校正节气门开度信号的基准点。图 2-3 节气门位置传感器结构图 1 1 节气门拉索轮 2 节气门控制器电位计 3 紧急运行弹簧 4 怠速电机 5 节气门电位计 6 整体式怠速稳定装置 7 怠速开关72.2.3 节气门位置传感器的检测1）电阻检测线束导通性的检测。将点火开关置于 OFF，拔下此传感器的导线插头，检查节气门控制组件插头端子至发动机控制单元 ECU 相应端子（ECU66 号端子与传感器 1 号端子、ECU 59 号端子与传
24、感器 2 号端子、ECU69 号端子与传感器 3号端子、ECU62 号端子与传感器 4 号端子、ECU75 号端子与传感器 5 号端子、ECU67 号端子与传感器 7 号端子、ECU 74 号端子与传感器 8 号端子）之间的电阻值，最大不得超过 1.5。 2）电压检测供电电压的检测。打开点火开关，测量节气门控制组件插头端子 4 和 7 间电压应不小于 4.5V（用 20V 量程档）。3）波形检测将点火开关置于 OFF 位置，把示波器连接到汽车自诊断接口，选择节气门测试，然后启动发动机。电压应从怠速时的低于 1V 到节气门全开时的低于5V。波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。节气门标准波形如
25、图 2-5。图 2-4 节气门位置传感器电路图与连接插头图图 2-5 节气门波形图图 2-5 节气门波形图82.3 爆震传感器2.3.1 爆震传感器的应用背景在汽油机点火控制系统中，爆震的实时控制是其中重要组成部分。爆震和点火控制密切相关，点火过于提前发动机就会出现爆震，消除爆震的简单易行办法就是推迟点火提前角。因此，利用点火提前角闭环控制能够有效的控制发动机爆震水平，使发动机工作在爆震的临界状态，从此能够获得最佳性能。点火提前角闭环控制利用爆震传感器的信号作为反馈信号。当点火控制系统检测到爆震就推迟点火，直到爆震完全消失为止;当爆震消失后并在若干循环内不再出现，控制系统会逐步提前一定的点火角
26、度。这样控制的根据是，爆震在一定程度上可视为随机现象，点火控制系统力求尽快恢复点火提前以保证发动机的性能和排放。2.3.2 爆震传感器的工作原理爆震传感器也有多种类型。常见的有压电式和瓷质伸缩式两大类。桑塔纳AJR 发动机使用的是压电共振型爆震传感器，本节主要介绍此传感器。共振型压电式爆震传感器的工作原理为：当压电晶体受到外部的机械作用力时，其两个极面上会产生电压，这就是晶体的压电效应。压电式爆震传感器是利用压电晶体的压电效应工作的。2.3.3 爆震信号的判定当产生爆震时的振动频率（约 6000Hz 左右）与压电效应传感器自身的固有频图 2-6 共振型压电式爆震传感器输出电压与频率的关系图 率
27、一致时，即产生共振现象。这时传感器会输出一个很高的爆震信号电压送至ECU，ECU 及时修正点火时间，避免爆震的产生。 共振型压电式爆震传感器输出电压与频率关系如图 2-6。2.3.4 爆震传感器的检测（1）用解码器检测仪检测爆震传感器 其检测方法是: 1)将电脑检测仪与汽车电脑故障诊断插座连接; 2)让发动机运转，并将电脑检测仪设定为数据传送状态; 93)在发动机运转过程中，用鎯头敲击爆震传感器附近的缸体，同时观察电脑检测仪显示屏上数据表中发动机点火提前角的数值。若该数值在鎯头敲击时有所下降，表明爆震传感器工作正常，否则，说明爆震传感器有故障。（2）用示波器检测爆震传感器 其检测方法是:1)将
28、示波器测头与爆震传感器信号输出线连接; 2)打开电门开关，但不要起动发动机; 3)用鎯头敲击爆震传感器附近的缸休，同时观察示波器上爆震传感器的输出信号波形。在:螂头敲击的同时，应有爆震波形出现,否则，说明爆震传感器有故障。 （3）爆震传感器输出信号的检查拔开爆震传感器的连接插头，在发动机怠速时用万用表电压档检查爆震传感器的接线端子与搭铁间的电压，应有脉冲电压输出。如没有，应更换爆震传感器。2.4 曲轴位置传感器2.4.1 概述曲轴位置传感器(Crankshaft Position Sensor，CPS)又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单
29、元(ECU)，以便确定点火时刻和喷油时刻。 2.4.2 曲轴位置传感器的结构和工作原理桑塔纳 2000GSi 型轿车的磁感应式曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上，主要由信号发生器和信号转子组成，磁感应式传感器是利用电磁感应原理工作的，如图 2-7 所示。图 2-7 磁感应式传感器工作原理a)接近 b）对正 c）离开1 信号转子 2 感应线圈 3 永久磁铁曲轴位置传感器的工作原理为：信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上，由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈又称为信号线圈，永久磁铁上带有一个磁头，磁头正对安装在曲轴上的齿盘式信号转子，磁头与磁轭(导磁板)连接而构成导磁回路。信
30、号转子为齿盘式，在其圆周上均匀间隔地制作有58 个凸齿、57 个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号，对应发动机气缸1 或气缸 4 压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。因为信号转子随曲轴一同旋转，曲轴旋转一圈 (3600)，信号转子也旋转一圈(360 0)，所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角10为 3600，每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为 30(5830+5730=3450)，大齿缺所占的曲轴转角为 150(230+330=150)。当曲轴位置传感器随曲轴旋转时，由磁感应式传感器工作原理可知，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就会产生一个
31、周期性交变电动势(即电动势出现一次最大值和一次最小值)，线圈相应地输出一个交变电压信号。因为信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺，所以当大齿缺转过磁头时，信号电压所占的时间较长，即输出信号为一宽脉冲信号，该信号对应于气缸 1 或气缸 4 压缩上止点前一定角度。电子控制单元(ECU)接收到宽脉冲信号时，便可知道气缸1 或气缸 4 上止点位置即将到来，至于即将到来的是气缸 1 还是气缸 4，则需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有 58 个凸齿，因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈)，传感线圈就会产生 58 个交变电压信号输入电子控制单元。 2.4.3 曲轴位置传感器的检测
32、1）点火开关置于 OFF，脱开传感器电插头。用绝缘电阻表检测传感器线圈阻值，阻值应符合要求，否则更换传感器。2) 检查 ECU 和传感器之间的线束与连接情况。3) 检查传感器内部：转子轴和转子是否松动、转子齿是否断裂、转子齿与传感器线圈铁心之间的空气间隙（一般正常值在 0.20.4mm 之间）是否符合要求。4) 检查正时传动带是否工作正常（影响传动精度） 。用手转动齿圈或启动发动机时，传感器应输出交流信号，可用示波器观察。2.5 凸轮轴位置传感器2.5.1 概述凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor，CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder Identific
33、ation Sensor，CIS) ，为了区别于曲轴位置传感器(CPS)，凸轮轴位置传感器一般都用 CIS 表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入 ECU，以便 ECU 识别气缸 1 压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。2.5.2 凸轮轴位置传感器的结构和工作原理桑塔纳 2000GSi 型轿车使用的是霍尔式凸轮轴位置传感器，其结构如图 2-8 信号波形如图 2-9。11图30 30360图 2-8 霍尔式凸轮
34、轴位置传感器结构图 图 2-9 霍尔式凸轮轴位置传感器波形图霍尔式凸轮轴位置传感器的工作原理为：霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器及其他形式的霍尔式传感器都是根据霍尔效应制成的传感器。霍尔效应：霍尔效应(Hall Effect)是美国约翰霍普金斯大学物理学家霍尔博士(DrEHHall)于 1879 年首先发现的。他发现把一个通有电流 I 的长方体形白金导体垂直于磁力线放入磁感应强度为 B 的磁场中时，在白金导体的两个横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电压 UH，当取消磁场时，电压立即消失。该电压后来称为霍尔电压，U H与通过白金导体的电流 I 和磁感应强度 B 成正比。霍尔式传感器工作
35、原理：当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过：当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，此时霍尔元件产生电压(UH=1920V)，霍尔集成电路输出级的晶体管导通，传感器输出的信号电压 U0 为低电平(实测表明：当电源电压 Ucc=144V 或 5V 时，信号电压U0=0103 V)。当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，霍尔电压 UH为零，集成电路输出级的晶体管截止，传感器输出的信号电压 U0为高电平(实测表明：当电源电压 Ucc=144 V 时，信号电压 U0=98 V ；当电源电压 Ucc=5V 时，信号电压 U0=
36、48 V 桑塔纳 2000GSi 型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端。它主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。信号转子又称为触发叶轮，安装在进气凸轮轴上，用定位螺栓和座圈定位固定。信号转子的隔板又称为叶片，在隔板上制有一个窗口，窗口对应产生的信号为低电平信号，隔板(叶片)对应产生的信号为高电平信号。霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁和导磁钢片等组成。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。霍尔元件用硅半导体材料制成，与永久磁铁之间留有0204mm 的间隙，当信号转子随进气凸轮轴一同转动时，隔板和窗口便从霍尔集成
37、电路与永久磁铁之间的气隙中转过。该传感器接线插座上有三个引线720基准信号HZ/转角度信号24HZ/转第四缸BTDC7第一缸BTDC712端子，端子 1 为传感器电源正极端子，与控制单元端子 62 连接：端子 2 为传感器信号输出端子，与控制单元端子 76 连接：端子 3 为传感器电源负极端子，与控制单元端子 67 连接。工作情况：由霍尔式传感器工作原理可知，当隔板(叶片)进入气隙(即在气隙内)时，霍尔元件不产生电压，传感器输出高电平(5V)信号；当隔板(叶片)离开气隙(即窗口进入气隙)时，霍尔元件产生电压。传感器输出低电平信号(01V)。凸轮轴位置传感器输出的信号电压与曲轴位置传感器输出的信
38、号电压之间的关系如图 2-10 所示。发动机曲轴每转两圈(720 0)，霍尔式传感器信号转子就转过一圈(360 0)，对应产生一个低电平信号和一个高电平信号，其中低电平信号对应于气缸 1 压缩上止点前一定角度。发动机工作时，磁感应式曲轴位置传感器(CPS)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CIS)产生的信号电压不断输入电子控制单元(ECU)。当 ECU 同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平(15 0)信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时，便可识别出此时为气缸 1 活塞处于压缩行程、气缸 4 活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。电子控制单元识别出气缸
39、1 压缩上止点位置后，便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。如果发动机产生了爆燃，电子控制单元还能根据爆燃传感器输入的信号判别出是哪一个缸产生了爆燃，从而减小点火提前角，以便消除爆燃。图 2-10 曲轴位置与凸轮轴位置传感器输出波形的对应关系2.5.3 凸轮轴位置传感器的检测霍尔式凸轮轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判定其是否良。 （1）电源检测 点火开关转至 OFF 位，拔下传感器插头，接着把点火开关转至 ON 位，检测1 和 2 端子间电压应为 12V，若没有电压则说明线路断路或者 ECU 搭铁不良。再拔下 ECU 侧插头，用欧姆档测量分别测量 1
40、号端子与 ECU 的阻值和 2 号端子与ECU 的阻值的阻值，若有无穷大则说明线路断路，若阻值在几欧姆内则说明线路良好。同时，也要注意检查线束是否对地或对电源短路。如果线路没有断路接着测量 ECU 搭铁，若搭铁良好说明 ECU 损坏，需更换。给传感器施加 12V 电压，正在信号输出端子 3 与 1 之间接上电流表，转动转子一圈，电流表应摆动1 次，电流应约为 1mA。传感器与电脑的链接关系如图 2-11.13图 2-11 传感器与电脑的链接关系图（2）电阻检测1 点火开关置于“OFF”位置，拔下曲轴位置传感器导线连接器，用万用表 档跨接在传感器侧的端子 1 与 3 间，此时万用表显示读数为（开
41、路），假如指示有电阻，则应更换曲轴位置传感器。 2 用万用表测量的欧姆档测量传感器 1 号端子与 2 号端子，若阻值无穷大说明霍尔传感器损坏，需更换。3 检查传感器与 ECU 继电器、ECU 间线束有无短路或开路情况。4 给传感器 2 号端子施加 12V 电源，在信号输出端子 3 与 1 之间接上电流表，转动转子一圈，电流表应摆动，电流应约为 1mA。若无电流波动，说明传感器损坏，需更换。5 检查传感器 1 号端子与发动机接地间线束的导通性，正常情况下应处于导通状态。同时，也要注意检查线束是否对地或对电源短路。14第三章 AJR 发动机的电控系统的常见故障3.1 蓄电池电压和起动机工作正常，但
42、发动机不能起动或冷起动困难1：检查节气门怠速电位计。测量节气门控制部件 5 脚与 7 脚之间的电压（踩动油门踏板或拉动拉绳），应在 0.4-4.5V 之间。如电压正常，则检修更换节气门电位计、检修相关线路和油门拉绳的安装位置。如电压正常，则进行下一步检查。2：怠速开关的检查。检查测量怠速开关两端的电阻值。当刚踩动油门踏板或拉动拉绳时，电阻值应为无穷大；当油门踏板或拉绳放松时，电阻值应小于 1欧姆。如电阻值不正常，则检修或更换怠速开关及相关线路；如电阻值正常，则进行下一步检查。3：水温传感器和进气温度传感器的检查。检查发动机温度（水温）传感器和进气温度传感器，它们的电阻值应随温度的变化而改变，间
43、隔不能超过 2 摄氐度，并随温度升高而减小。如水温不正常，则检修或更换传感器及相关线路；如水温正常，则检查点火系统，检查方法同上。3.2 发动机怠速时抖动仔细听发动机进气系统是否有泄漏的“嗤嗤”声。如有，则找出泄漏处并进行检修；如没有泄漏，则进行如下检查。1：怠速控制电动机的检查。接通点火开关至 1 档，应听到电动机的声音。如没有声音，则检修或更换怠速控制电动机，ECU 及相关线路；如有声音，则进行下一步的检查。2：节气门定位电位计的检查。测量节气门控制部件 8 与 7 脚之间的电压应为3.8V 左右，且不随节气门变化而改变。（1）如电压不正常，则检修或更换节气门定位电位计。（2）如电压正常，
44、则检查节气门定位电位计与 ECU 之间的线路。如线路正常，则检修或更换 ECU；如线路不正常，则检修或更换线路。（3）检查燃油分配管与节气门体之间的真空管连接是否良好。（4）将节气门控制部件至活性炭罐的管路拔下并封住，如故障消除，则检修或更换活性炭电磁阀。3.3 喷油器、曲轴位置传感器的检查具体方法如下：（1）检查并清洗或更换喷油器。测量喷油器的电阻值应为 13-18 欧姆。（2）检查曲轴位置传感器及其信号发生轮。（3）如怠速抖动严重，且转速提高时动力也不足，应检查点火系统是否有缺火现象15结 论本文主要介绍了桑塔纳 AJR 发动机电控元件的结构，工作原理，故障分析，故障检修方法。本文对发动机
45、电控系统的设计，发动机各个系统的电脑控制，包括进气控制、排放控制、点火控制、供油控制，安全防盗控制等方面做了简单介绍，提高我们在分析问题时考虑的全面性，准确性，同时使我们在分析问题的过程中条理更清晰，能对症下药，解决实际问题。了解了电控电路的自诊断，包括传感器自诊断、点火电路自诊断和供油电路自诊断等，并可通过指示灯显示和通过电脑，万用表，等工具的检测，来发现故障，排除故障。16参考文献1 张俊.汽车发动机电控技术.北京大学出版社 第 2 章 第 4 章2 韩建国.汽车电控系统检测与维修实训.机械工业出版社3 祁翠琴.汽车电控技术.北京大学出版社 第二章 第三章 4 黄虎等.现代汽车维修.上海:
46、上海交通大学出版社,2001.5 孔宪辉.张广坤.汽车故障诊断技术.北京：高等教育出版社,2002.6 现代汽车检测诊断与维修.北京理工大学出版社，2005.7 汽车检测与诊断技术.北京:机械工业出版社，2006.8 汽车电器检测与维修实训.北京 机械工业出版社,2007.9 胡光辉编.汽车电器设备构造与检修.北京 机械工业出版社，2007.10 高义军等.现代汽车电子技术.北京 人民邮电出版社，2005.11 冯缘编.汽车电子控制技术.北京 机械工业出版社，2005.12 鲁植雄等.汽车传感器检测图解.南京 江苏科学技术出版社，2007.17致 谢在本人的写作过程中，代洪老师给予了大力的帮助和指导，在此深表感谢！同时也感谢其他帮助和指导过我的老师和同学。时间过得好快，两年半的大学生活结束了。在此次论文撰写过程中，我收获到了很多，对我今后的工作帮助和启发很大。在即将毕业之际，我要感谢徐州工业职业技术学院给我提供的一个学习的机会和跨越的平台，感谢班主任的谆谆教导、机电工程系专业老师的辛勤培养，特别要感谢代洪等几位老师对我的大力支持及精心指导。在以后的工作和学习中，我仍将踏踏实实，兢兢业业，做好自己的本职工作，为社会做出自己应有的贡献。最后祝各位老师：身体健康，合家欢乐。
