摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也是越來越廣泛，其中近年來在汽車領(lǐng)域中尤為顯著，讓汽車用戶感受到了電子技術(shù)給他們帶來的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，其中傳感器技術(shù)就是近年在汽車發(fā)動機(jī)中得到普遍應(yīng)用的電子技術(shù)，利用傳感器能夠?qū)ο到y(tǒng)環(huán)境中的各種信息進(jìn)行采集，并傳遞到上層進(jìn)行各種邏輯分析，從而完成對發(fā)動機(jī)的調(diào)整和檢測。本文主要對汽車電控發(fā)動機(jī)中傳感器檢測進(jìn)行了分析，并通過舉例來展示傳感器在電控發(fā)動機(jī)檢測中的各項功能，以期能夠不斷提升汽車的檢測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：傳感器；電控發(fā)動機(jī)；檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.229

電子技術(shù)使得汽車向著更加智能化、多功能化和微型化方向發(fā)展，尤其是在發(fā)動機(jī)方面的應(yīng)用，使得用戶對發(fā)動機(jī)的操作更加簡單。通過電控發(fā)動機(jī)的中傳感器能夠?qū)l(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的各種狀況轉(zhuǎn)化為電子信號或是數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)诫娍貑卧?，這樣維修人員就能夠通過這些信號來掌握發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，從而及時診斷發(fā)動機(jī)故障，有效提高汽車的維修效率。

1 傳感器在汽車發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用

隨著汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)在汽車中的應(yīng)用也是越來越廣泛，為了提升對汽車功能的控制，電子技術(shù)通過集成系統(tǒng)，借助于計算機(jī)技術(shù)，將汽車功能集成在一個系統(tǒng)當(dāng)中，采用分布控制結(jié)構(gòu)，允許子系統(tǒng)在總系統(tǒng)之下對問題進(jìn)行獨(dú)立處理，這樣能夠有效提升電子控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和有效性，在布線技術(shù)上也是采用多路布線方法，在每個節(jié)點上安裝傳感器，讓線路上每個節(jié)點的變化都能夠被感知，并讓系統(tǒng)處理器做出相應(yīng)的反應(yīng)來，由此可見傳感器在汽車電子控制當(dāng)中的地位。隨著處理器集成程度越來越高，芯片功能運(yùn)行速度和效率也越來越高，汽車的處理器功能也是越來越強(qiáng)大，傳感器的信息量也應(yīng)該隨之增加，這樣處理器才能更快地對傳感器信號進(jìn)行處理和修正，可見傳感器信號是電子控制系統(tǒng)處理信息的來源，如果信號本身的優(yōu)勢不明顯，那么處理器本身的高效率和高速度也就顯現(xiàn)不出來了。

而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)也在不斷得到提升，其在汽車發(fā)動機(jī)中發(fā)揮的作用也將越來越明顯?，F(xiàn)在汽車傳感器正在朝著微型化、智能化和可靠性方向發(fā)展，汽車自動化和智能化的不斷發(fā)展，使得其發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)也是越來越復(fù)雜，所需要的傳感器也是越來越多，而為了有效減小傳感器所占位置和重量以及減少傳感器之間的相互干擾，微型抗干擾傳感器已經(jīng)成為傳感器發(fā)展的必然趨勢，傳感器自身的集成度也是會越來越高，體積越來越小，對外界的抗干擾性也是會越來越強(qiáng)。而另一方面，為了滿足汽車向智能化方向發(fā)展，傳感器不僅要有采集數(shù)據(jù)傳遞信號的基本功能，而且在控制上也要向著智能化的方向發(fā)展，增強(qiáng)信號的傳輸質(zhì)量，并將原先的電子信號轉(zhuǎn)換為智能系統(tǒng)能夠處理的數(shù)據(jù)信號，從而有效提升傳感器的控制功能。再者，對于當(dāng)前汽車發(fā)動機(jī)來說，傳感器本身不耐高溫，且長期運(yùn)行會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，需要定期進(jìn)行更換，這無疑增加了汽車后期的維護(hù)費(fèi)用，也降低了傳感器性能。因而如何有效提升傳感器的可靠性也是傳感器技術(shù)發(fā)展中的重點，對于汽車運(yùn)行穩(wěn)定也同樣具有重要價值。

2 傳感器在汽車電控發(fā)動機(jī)中的運(yùn)行原理和檢測

傳感器是汽車電子技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，傳感器能夠?qū)l(fā)動機(jī)的各項數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子信號，從而能夠為電子設(shè)備所使用，因而在電控發(fā)動機(jī)中要完成電子控制任務(wù)，傳感器是必不可少的。而不同的傳感器其測定范圍、測定類型、分辨能力、測定精度、響應(yīng)性等都是不同的，而要在發(fā)動機(jī)上安裝不同類型的傳感器，對傳感器自身的經(jīng)濟(jì)性、耐久性等要求也是比較高的。目前，在市場上比較常見的傳感器類型主要有溫度傳感器，對發(fā)動機(jī)運(yùn)行溫度進(jìn)行測定；壓力傳感器，對發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測定；氣體濃度傳感器，對發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的氣體濃度進(jìn)行測定；轉(zhuǎn)速傳感器，對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測定；以及爆燃傳感器，對發(fā)動機(jī)缸體爆燃強(qiáng)度進(jìn)行測定等。

2.1 傳感器工作原理

利用傳感器不僅能夠?qū)我蛔兞窟M(jìn)行測定，而且還能夠?qū)⒆兞吭陔S著時間變化而產(chǎn)生的變化給反映出來，并可以給出相應(yīng)的取出和判斷，性能突出的傳感器的敏感度也很好，能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)的實際運(yùn)行數(shù)據(jù)信號進(jìn)行靈敏捕捉，并將其轉(zhuǎn)換為電子信號，而轉(zhuǎn)換之間元數(shù)據(jù)與信號之間的失真比率往往是衡量傳感器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，也就是要從對傳感器在處理信號的能力上對其自身的性能進(jìn)行評價，而傳感器的信號處理能力主要是依賴于磁電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、熱電效應(yīng)以及光電效應(yīng)等，來完成信號處理的機(jī)理，這是傳感器工作的本質(zhì)。在工作原理上，傳感器能夠通過對制定物理量進(jìn)行感受，并按照事先設(shè)定好的規(guī)律將物理量轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電信號，從這一過程可以看出，傳感器實際上就是一個采集和轉(zhuǎn)換裝置，將采集來的非電量轉(zhuǎn)換成電子設(shè)備能夠進(jìn)行處理的電量裝置。在結(jié)構(gòu)上，傳感器主要是由敏感元件、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以及測量電路來組成，其中敏感元件主要是起到采集數(shù)據(jù)的作用，通過元件對外界環(huán)境變化的感應(yīng)或相應(yīng)來記錄相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)變成能夠為轉(zhuǎn)換元件所接受的非電量，完成數(shù)據(jù)的采集工作，且敏感元件能夠持續(xù)不斷地對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，只要發(fā)動機(jī)和傳感器還在運(yùn)行就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)對汽車電控發(fā)動機(jī)的實時監(jiān)控。而轉(zhuǎn)換元件，顧名思義則是將敏感元件傳輸過來的數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的規(guī)則轉(zhuǎn)換成電子信號。測量電路則是將轉(zhuǎn)換元件傳遞過來的電量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯蚴穷l率信號傳輸?shù)诫娍貑卧?dāng)中，由電控單元對這些電子信號或數(shù)據(jù)信號進(jìn)行進(jìn)一步處理。

2.2 傳感器的檢測

傳感器在汽車發(fā)動機(jī)當(dāng)中具有重要地位，因而如果傳感器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，那么會直接影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行，給汽車運(yùn)行帶來安全隱患，而一般來講傳感器主要是存在線路故障和本身故障兩種類型，掌握對其進(jìn)行檢測的方法，對于有效診斷故障部位和故障原因具有重要意義。在檢測上主要是存在三種方法，分別是元件在線檢測方法，單獨(dú)檢測方法和診斷儀檢測方法，其中在線檢測防范是通過對傳感器運(yùn)行時端子電壓進(jìn)行測量，然后對發(fā)動機(jī)電控單元和傳感器之間的連線進(jìn)行檢測，以此來判斷是哪里出現(xiàn)了故障，在實際檢測過程中，維修人員多是采用在線檢測儀器來完成檢測，像是汽車LED試燈、汽車專用示波器、故障診斷儀等。這種檢測方法的關(guān)鍵就在于要保持傳感器在線工作狀態(tài)，在傳感器工作的前提下進(jìn)行檢測和診斷；而單獨(dú)檢測方法則是在傳感器停用的時候進(jìn)行檢測的一種方法，將傳感器摘下來之后對傳感器的內(nèi)部進(jìn)行檢測，包括對敏感元件、轉(zhuǎn)換元件等連線、電阻值等進(jìn)行檢查，在檢查時可用萬用表對傳感器元件進(jìn)行檢測，這種檢測方法一般是在明確傳感器出現(xiàn)故障之后采用的一種檢測方法。在檢測過程中，除了對傳感器內(nèi)部元件進(jìn)行檢測之外，還要對電源線、信號線等進(jìn)行檢測，其中電源線的檢測方法是將傳感器插頭拔下，然后將點火開關(guān)接通，對電控單元和傳感器兩側(cè)的電源電壓進(jìn)行測量，檢查兩側(cè)電壓數(shù)值是否相同。在對信號線進(jìn)行檢測時則需要將傳感器的插頭插上，然后將點火開關(guān)接通，讓發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對信號電壓進(jìn)行測量，在對電控單元測定的電壓數(shù)值進(jìn)行比較，對兩組數(shù)據(jù)之間是否存在差異來判斷傳感器是否出現(xiàn)故障問題。

3 汽車電控發(fā)動機(jī)傳感器檢測

這里以桑塔納2000AJR電控發(fā)動機(jī)為例，對傳感器進(jìn)行檢測時主要可以從以下幾點來入手：

一是對空氣流量計進(jìn)行檢測，在空氣流量計出現(xiàn)故障之后，電控單元能夠自動檢測到流量計故障，維修人員可用專用的診斷儀對流量計進(jìn)行檢測，如對正極短路或是搭鐵開路，在空氣流量計出現(xiàn)問題之后應(yīng)該及時進(jìn)行更換。在對其進(jìn)行檢測時將點火開關(guān)接通，將空氣流量計連接器中的三線和電控單元相連接，呈搭鐵狀態(tài)，然后對空氣流量計的電壓進(jìn)行讀取，如果不在正常范圍之內(nèi)，則說明空氣流量計出現(xiàn)故障；

二是對轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行檢測，轉(zhuǎn)速傳感器是發(fā)動機(jī)中不可缺少的傳感器，其能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行采集和傳輸，如果轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)問題，需要連接專用診斷儀對其故障信號進(jìn)行讀取，如果沒有信號的話則需要及時將轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行更換。在檢測時需將點火開關(guān)連通，然后連接電控單元對轉(zhuǎn)速傳感器的電壓值進(jìn)行讀取，如果電壓值不在正常范圍之內(nèi)則說明轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)故障，需要及時進(jìn)行更換；

三是對霍爾傳感器進(jìn)行檢測，同樣用專用診斷儀對霍爾傳感器故障進(jìn)行讀取，如果檢測無效，則需要及時進(jìn)行更換。在檢測電壓值時同樣將點火開關(guān)連通，然后將霍爾傳感器與電控單元相連接，對霍爾傳感器的電壓值進(jìn)行讀取，如果電壓值不在正常范圍內(nèi)則說明霍爾傳感器出現(xiàn)問題，需要進(jìn)行更換等。由此可見，對于傳感器的檢測都需要連接電控單元，通過對電控單元中各電壓值或電阻值的讀取來判斷是哪種傳感器出現(xiàn)了故障，進(jìn)而進(jìn)行維修或更換，這一過程不僅需要專業(yè)的操作，還需要維修人員自身的經(jīng)驗。

4 結(jié)語

隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電控發(fā)動機(jī)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用也是越來越普遍，而要實現(xiàn)高效率的電子控制與傳感器技術(shù)是分不開的，且傳感器也正在朝著智能化、微型化的方向發(fā)展，從而為發(fā)動機(jī)檢測提供更加高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)，有效提升信息數(shù)據(jù)的采集效率，對汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行實時監(jiān)控，有效提升發(fā)動機(jī)故障診斷效率，為汽車運(yùn)行安全和效率提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉妍，彭春文，馬超等.基于MAX1452的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣壓力傳感器的設(shè)計[J].電子世界，2015（16）.

[2]趙寶平.淺析空氣流量傳感器工作性能的判別及檢修要領(lǐng)[J].汽車與駕駛維修：維修版，2015（10）.

[3]王學(xué)合.兩缸共軌柴油發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量傳感器信號處理方法研究[J].上海汽車，2015（10）.

[4]于霞，張衛(wèi)民，邱忠超等.飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片缺陷的差激勵渦流傳感器檢測[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2015（09）.

[5]蔣奇.基于FBG振弦的加速度傳感器優(yōu)化設(shè)計及試驗研究[J].光電子.激光，2015（09）.

[6]任其軍.傳感器在汽車發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].人間，2015（13）.

[7]趙寶平.桑塔納2000 AJR電控發(fā)動機(jī)傳感器與執(zhí)行器的檢測[J].汽車電器，2015（07）.

[8]內(nèi)山薰，彭惠民，朱曉蓉.用于檢測空氣質(zhì)量流量的車用空氣流量傳感器的開發(fā)[J].國外內(nèi)燃機(jī)，2015（02）.

作者簡介：

田興強(qiáng)（1973-），男，土家族，貴州印江人，本科、工學(xué)學(xué)士，副教授，研究學(xué)科或方向、成就等：從事機(jī)械制造技術(shù)、汽車運(yùn)用技術(shù)研究，職業(yè)教育教學(xué)改革研究。