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1、第十四章第十四章 检测技术的综合应用（下）检测技术的综合应用（下）检测技术的综合应用（下）检测技术的综合应用（下）主要学主要学习传感器在汽车、机器人和智能楼宇中习传感器在汽车、机器人和智能楼宇中的应用。的应用。5/24/20231第四节第四节 传感器在现代汽车中的应用传感器在现代汽车中的应用 5/24/20232一、汽车结构及工作过程概述一、汽车结构及工作过程概述 汽车类型繁多，汽车类型繁多，结构比较复杂，大体结构比较复杂，大体可分为发动机、底盘可分为发动机、底盘和电气设备三大部分，和电气设备三大部分，可分成燃料系、点火可分成燃料系、点火系、传动系、轿厢系系、传动系、轿厢系等几个系统，每一部等
2、几个系统，每一部分均安装有许多检测分均安装有许多检测和控制用的传感器。和控制用的传感器。（参考南京交通技师学院资料，（参考南京交通技师学院资料，以几幅下同）以几幅下同）5/24/20233汽车底盘示意图汽车底盘示意图后轮悬挂后轮悬挂传动轴传动轴转向机构转向机构5/24/20234福特林肯福特林肯NavigatorNavigator底盘底盘发动机发动机传动轴传动轴排气管排气管前刹车盘前刹车盘后轮悬挂后轮悬挂减速箱减速箱5/24/20235汽车发动机汽车发动机 发发动动机机是是汽汽车车的的动动力力装装置置，其其作作用用是是使使吸吸入入的的燃燃料料燃燃烧烧而而产产生生动动力力，通通过过传传动动系系统
3、统，使使汽汽车车行行驶驶。汽汽油油发发动动机机主主要要由由汽汽缸缸、燃燃料料系系、点点火火系系、起起动动系系、冷冷却却系系及及润润滑滑系系等等组组成成。汽汽车车的的工工作作过过程程均均是是在在电电控单元控单元ECU控制下进行的。控制下进行的。5/24/20236与发动机配套使用的各种传感器与发动机配套使用的各种传感器进气压力进气压力传感器传感器曲轴位置传感器曲轴位置传感器进气压力、进气压力、温度传感器温度传感器5/24/20237ECU结构结构 a a）外形）外形 b b）ECU内部内部 原原理框图及输理框图及输入入/输出信号输出信号 5/24/20238各种各种ECU外形外形（参考（参考北京
4、元业隆公司资料）北京元业隆公司资料）5/24/20239汽车汽车ECU的应用的应用 ECU ECU用于控制用于控制 方方向盘的助力系统向盘的助力系统5/24/202310ECU在在汽车四轮独立悬挂避振中的应用汽车四轮独立悬挂避振中的应用前悬挂前悬挂后悬挂后悬挂 为了减小汽车在崎岖的道路上的颠簸，提高舒适为了减小汽车在崎岖的道路上的颠簸，提高舒适性，性，ECU还能根据四个车轮的独立悬挂系统的受力情还能根据四个车轮的独立悬挂系统的受力情况，控制油压系统，调节四个车轮的高度，跟踪地面况，控制油压系统，调节四个车轮的高度，跟踪地面的变化，保持轿厢的平稳。的变化，保持轿厢的平稳。5/24/202311汽
5、车汽车ECU的应用（续）的应用（续）ECU用于防碰撞和控制安全气囊用于防碰撞和控制安全气囊 传感器将速传感器将速度、距离等与碰度、距离等与碰撞有关的参数传撞有关的参数传送给送给ECU。5/24/202312汽车避撞系统原理框图汽车避撞系统原理框图安安全全气气囊囊5/24/202313 ECU在接在接收到碰撞传感收到碰撞传感 器的信号后，器的信号后，打开打开折叠式安折叠式安全气囊。全气囊。折叠式安全气囊折叠式安全气囊5/24/202314二、传感器在汽车运行中的作用二、传感器在汽车运行中的作用 5/24/202315空气系统中的传感器空气系统中的传感器 为了得到最佳的燃烧状态和最小的排气污染，必
6、为了得到最佳的燃烧状态和最小的排气污染，必须对油气混合气中的空气须对油气混合气中的空气-燃油比例（空燃比）进燃油比例（空燃比）进行精确的控制。空气系统中传感器的作用是计量和控行精确的控制。空气系统中传感器的作用是计量和控制发动机燃烧所需要的空气量。制发动机燃烧所需要的空气量。空气进气量还与油门踏板有关。驾驶员通过操作空气进气量还与油门踏板有关。驾驶员通过操作油门踏板控制进气道的节气门开度，以改变进气流通油门踏板控制进气道的节气门开度，以改变进气流通截面积，从而控制进气量，由此控制发动机的功率。截面积，从而控制进气量，由此控制发动机的功率。ECU必须知道节气门的开度，才能控制喷油器的喷油必须知道
7、节气门的开度，才能控制喷油器的喷油量。量。5/24/202316空气流量传感器空气流量传感器 空气流量传感器有多种类型，使用较多的空气流量传感器有多种类型，使用较多的有热丝式气体测速仪以及卡门涡街流量计。有热丝式气体测速仪以及卡门涡街流量计。5/24/202317节气门及节气门角位移开度传感器节气门及节气门角位移开度传感器节气门角度位移传感器节气门角度位移传感器节气门节气门5/24/202318 受受ECU控制的喷油器控制的喷油器5/24/202319汽车水温传感器汽车水温传感器 5/24/202320氧含量传感器在汽车中的应用氧含量传感器在汽车中的应用 当汽车节气门的开合度不正确时，汽缸中当
8、汽车节气门的开合度不正确时，汽缸中的燃油燃烧可能不正常。通过测量尾气的氧含的燃油燃烧可能不正常。通过测量尾气的氧含量，并将信号传输给量，并将信号传输给ECU，从而改变节气门的，从而改变节气门的开合度，使燃油的燃烧达到最佳工况。现代汽开合度，使燃油的燃烧达到最佳工况。现代汽车还在排气总管前端安装一只氧含量传感器。车还在排气总管前端安装一只氧含量传感器。当排气中的氧含量不足时，由当排气中的氧含量不足时，由ECUECU控制增大空控制增大空燃比，改变油气浓度，提高燃烧效率，减少黑燃比，改变油气浓度，提高燃烧效率，减少黑烟污染。烟污染。5/24/202321氧含量传感器及其在汽车中的安装位置氧含量传感器
9、及其在汽车中的安装位置 排气总管排气总管5/24/202322传感器在汽车传感器在汽车ABS中的作用中的作用 当汽车紧急刹车时，使汽车减速的外力主要来当汽车紧急刹车时，使汽车减速的外力主要来自地面作用于车轮的摩擦力，即所谓的地面附着力。自地面作用于车轮的摩擦力，即所谓的地面附着力。而地面附着力的最大值出现在车轮接近抱死而尚未抱而地面附着力的最大值出现在车轮接近抱死而尚未抱死的状态。这就必须设置一个死的状态。这就必须设置一个“防抱死制动系统防抱死制动系统”又又称为称为ABS。ABS由车轮速度传感器、由车轮速度传感器、ECU以及电以及电液液控制阀等组成。控制阀等组成。ECU根据车轮速度传感器来的脉
10、冲信根据车轮速度传感器来的脉冲信号控制电液制动系统，使各车轮的制动力满足少量滑号控制电液制动系统，使各车轮的制动力满足少量滑动但接近抱死的制动状态，以使车辆在紧急刹车时不动但接近抱死的制动状态，以使车辆在紧急刹车时不致失去方向性和稳定性。致失去方向性和稳定性。5/24/202323汽车防抱死解决方案汽车防抱死解决方案刹车装置刹车装置5/24/202324汽车防抱死使用效果及注意事项汽车防抱死使用效果及注意事项在用力紧急刹车时，在用力紧急刹车时，ABS自动启动。自动启动。使用使用ABS能改善刹车效果能改善刹车效果使用使用ABS前易发生前易发生“甩尾甩尾”5/24/202325汽车防侧滑系统汽车防
11、侧滑系统 汽车在行驶过程中必须汽车在行驶过程中必须保持驱动车轮在冰雪等易滑保持驱动车轮在冰雪等易滑路面上的稳定性并防止侧偏路面上的稳定性并防止侧偏力的产生，故在前后四个车力的产生，故在前后四个车轮中安装有车轮速度传感器轮中安装有车轮速度传感器（转速传感器）。当发生侧（转速传感器）。当发生侧滑时，滑时，ECU分别控制有关车分别控制有关车轮的制动控制装置及发动机轮的制动控制装置及发动机功率，提高行驶的稳定性和功率，提高行驶的稳定性和转向操作性。转向操作性。安装防安装防侧滑传感器侧滑传感器前后比较前后比较5/24/202326防侧滑系统涉及到的的传感器防侧滑系统涉及到的的传感器 5/24/202327汽车在雪地中的安全行驶有赖于汽车在雪地中的安全行驶有赖于防侧滑系统防侧滑系统 5/24/202328汽车性能测试仪表及各点信号汽车性能测试仪表及各点信号 5/24/202329汽车部件的检测汽车部件的检测5/24/202330现代汽车性能测试用的部分仪表现代汽车性能测试用的部分仪表ECU模拟信号发生器模拟信号发生器ECU历史记录读出器历史记录读出器（汽车故障诊断仪）（汽车故障诊断仪）5/24/202331汽车性能测试仪表汽车性能测试仪表汽车尾气分析仪汽车尾气分析仪电喷系统电喷系统 清洗测试仪清洗测试仪5/24/202332休休 息息 一一 下下5/24/202333