任务描述
通过检查和维修燃油供给系统空气流量传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器等，掌握以上传感器的工作原理、安装位置和检修方法。完成该任务时间为6课时。
相关知识
1.电控系统
发动机电控系统主要由传感器、电控单元（ECU）和执行器组成。传感器将信号输入给电控单元，执行器受电控单元的控制，具体执行某项控制功能。发电机电控系统的电控单元实质上是车载微型计算机，有些汽车制造厂也称为电子控制模块（EC.）或功率控制模块（PC.）等，是发动机控制系统的核心。
ECU将蓄电池电压转换为5V电源，同时通过VC输出电路将该电源提供至传感器。VC电路短路时，EC.中的微处理器和通过VC电路获得电源的传感器由于没有从VC电路获得电源而不能运行。在此条件下，系统不能起动且即使系统出现故障，.IL（发动机故障指示灯）也不点亮。
2.空气流量传感器
空气流量传感器也称为空气流量计，用于测量流经节气门的空气流量，EC.利用此信息确定燃油喷射时间和相应的空燃比。常见的空气流量传感器有热线式、热膜式、卡门涡旋式等。
（1）热线式空气流量传感器的工作原理
热线式空气流量传感器的内部有一个暴露于进气流的加热铂丝。EC.向铂热丝施加一个特定的电流，将其加热到规定的温度。进气流冷却铂热丝和内部热敏电阻，从而影响它们的电阻。EC.改变施加于质量空气流量传感器中的这些零部件的电压来保持电流值恒定。电压大小与通过传感器的空气流量成比例，EC.则利用它来计算进气质量。该电路的结构使得铂热丝和温度传感器构建一个桥接电路，并且控制功率晶体管，使得A和B的电压保持相等，以维持预定的温度，如图4-18所示。
图4-18 热线式空气流量传感器
图4-19 卡门涡旋式空气流量传感器原理
热膜式空气流量传感器与热线式空气流量传感器工作原理类似。
（2）卡门涡旋式空气流量计
卡门涡旋式空气流量传感器的结构和工作原理如图4-19所示。在进气管道正中间设有一流线形或三角形的涡流发生器，当空气流经该涡流发生器时，在其后部的气流中会不断产生一列不对称却十分规则的被称为卡门涡流的空气涡流。根据卡门涡流理论，这个旋涡行列紊乱地依次沿气流流动方向移动，其移动速度与空气流速成正比，即在单位时间内通过涡流发生器后方某点的旋涡数量与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内涡流的数量就可计算出空气流速和流量。
3.进气歧管绝对压力传感器
进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元ECU，作为确定喷油器基本喷油量的依据。目前，应用较为广泛的有半导体压敏电阻式和真空膜盒传动式两种。
半导体压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器原理如图4-20所示，其内置的压力转换元件是利用半导体的压阻效应制成的硅膜片。硅膜片的两侧分别是真空室和进气歧管压力室，进气歧管内绝对压力越高，硅膜片的变形量越大，该变形量与压力成正比。附着在薄膜上的应变电阻的阻值则产生与该变形量成正比的变化。利用这种原理，可把进气歧管内压力的变化变换成电信号。
图4-20 进气歧管绝对压力传感器(www.xing528.com)
4.节气门位置传感器
节气门位置传感器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。
节气门位置传感器是一种线性电位计，电位计的滑动触点由节气门轴带动，其结构和电压信号输出特性如图4-21所示。在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不同，从而将节气门开度转变为电压信号输送给ECU。ECU通过节气门位置传感器，可以获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的、连续变化的电压信号，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。一般在这种节气门位置传感器中，也设有一怠速触点（IDL），以判定发动机的怠速工况。
图4-21 节气门位置传感器结构与特性
a）节气门位置传感器结构 b）节气门位置传感器输出特性
5.冷却液温度传感器和进气温度传感器
冷却液温度传感器安装在发动机气缸体或气缸盖的水套上，与冷却液接触，用来检测发动机的冷却液温度。电控单元根据冷却液温度传感器来修正喷油脉冲宽度、点火时刻等。如图4-22所示，冷却液温度传感器的内部是一个半导体热敏电阻，它具有负的温度电阻系数，即冷却液温度越低，电阻越大；反之，冷却液温度越高，电阻越小。
进气温度传感器可以与空气流量计或进气歧管绝对压力传感器安装在一起，它用来检测进入进气管道中的空气温度。当进气温度低时，其密度大，氧气含量高，EC.根据此信号增加燃油喷射量以提高操纵性能。进气温度传感器的工作原理与冷却液温度传感器相同。
6.氧传感器
为了最有效地利用三元催化器，必须精确控制空燃比，使其尽量接近理论空燃比。为了帮助EC.实现精确的空燃比控制，采用加热型氧传感器。加热型氧传感器位于三元催化器前部，能检测废气中的氧浓度。
氧传感器是根据二氧化锆陶瓷在高温环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧浓度时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，从而引起氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧引出的电极，可测到稳定电动势。
图4-22 冷却液温度传感器
a）构造 b）电阻与冷却液温度的关系
如图4-23所示，实际空燃比比理论空燃比大时，废气中的氧浓度变浓。氧传感器将空燃比过大信号，即低于0.45V的电压信号传递给EC.。相反，当空燃比比理论空燃小时，废气中氧浓度变稀。氧传感器将空燃比过小信号，即高于0.45V的电压信号传递给EC.。EC.会根据氧传感器信号调整燃油喷射时间。
后氧传感器位于三元催化器后部，能检测废气中的氧浓度。EC.利用分别安装在三元催化器前、后的加热型氧传感器来监测三元催化器的效率。
图4-23 氧传感器
任务实施
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