汽車常用傳感器工作原理及用途

躍創科學 2024-05-10 20:55:10

我們看到現代的所有汽車中,幾乎配備了各種不同的傳感器。這些傳感器就好比汽車的各種感知器官,沒有這些傳感器,汽車就不能正常行駛。

這些傳感器通過收集汽車上各種實時數據,並計算出完美的空氣與燃料的混合比,以在所有工況下實現最佳的燃油經濟性和出色的性能。

傳感器可以大致分爲三類:

用于發動機控制的傳感器、用于車身控制的傳感器和用于制動器、懸架和變速箱等其他部件的傳感器。

發動機控制單元或 ECU從發動機上的各種傳感器接收信息,將該信息與出廠時標定好的數據進行比較,然後,將輸出的信號發送到噴油器、點火控制器、怠速控制閥、怠速電機、EGR閥、進氣控制閥等這些執行機構,以保證發動機能夠有效地運行。

讓我們一起來看看汽車有哪些重要的傳感器:

第一個重要的傳感器是曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器通常位于曲軸箱中的曲軸上的齒輪上方,它監視活塞上止點(TDC)、曲軸在發動機中的位置、還測量曲軸的轉速。它計算曲軸上的差值數量,將該值發送到 ECU,在 ECU 中找到曲軸和活塞的位置,位置變化率用于計算發動機的轉速。

第二個讓我們來看看凸輪位置傳感器

凸輪位置傳感器通常位于發動機的氣缸蓋中,凸輪傳感器的用途是找到凸輪軸和閥門的准確位置,它與曲柄傳感器一起工作以實現完美點火。如果這些傳感器其中一個出現故障,發動機就會無法啓動。

第三,空氣流量傳感器

空氣流量傳感器位于空氣濾清器和發動機進氣歧管之間,用于計算進氣沖程期間進入發動機的空氣量,測量空氣量有助于 ECU確定必須噴射多少燃油才能實現完美的空氣和燃油混合比,以保證燃油能夠完全燃燒,達到最佳的燃燒效率。

第四 進氣歧管絕對壓力傳感器,

進氣歧管絕對壓力感器是位于進氣歧管中的裝置,用于計算進入發動機的空氣壓力值,與空氣流量傳感器非常相似,空氣流量傳感器測量空氣質量和流量,而進氣歧管絕對壓力感器則測量空氣的壓力,壓力越高,空氣質量就越高,因此,可以使用更多燃料,該傳感器有助于ECU修正噴油量和點火正時角度,若進氣壓力傳感器損壞,電腦接收不到進氣,就會造成混合氣過濃過稀,從而産生黑煙,燃燒不完全,甚至排氣管爆破。

第五,汽車發動機爆震傳感器

爆震傳感器位于發動機缸體外部,術語“爆震”就意味著在實際點火時間之前就發生了點火,從而産生了高壓、使發動機産生振動和高噪音。爆震傳感器能夠識別發動機的高頻爆震振動,並在 ECU 接收到電信號時向點火控制器發送信號,調整點火提前角並停止發動機內部爆震的發生,從而提高經濟性和動力性。

第六,發動機的冷卻和溫度傳感器

汽車發動機在運行時會産生大量熱量,必須持續冷卻以避免發動機損壞,這通常是將冷卻液循環到散熱器的通道來完成的,散熱器包含薄金屬翅片,可提供與散熱器更多的接觸面積,以便與大氣中的空氣接觸,並且散熱器還裝有一個電風扇,將熱量從散熱器傳遞到大氣,因此散熱器中的冷卻液冷卻後又送回到發動機中,這個過程會重複一直循環,

冷卻液溫度傳感器位于發動機和散熱器通道之間的冷卻管路上。冷卻液溫度傳感器監測液體冷卻液的溫度並將信號發送到 ECU,ECU使用該數據計算冷卻液的溫度,並據此調整燃油噴射和點火正時,並控制電風扇的打開和關閉何時進行。此信息還用于將發動機溫度的准確溫度讀數發送到儀表盤上。

第七,燃油溫度傳感器

燃油溫度傳感器用于測量燃油溫度,並在燃油溫度較低時,將信號傳輸到 ECU ,因爲燃油密度大時,更容易燃燒,因此 ECU 會在燃油溫度低時噴射更多燃油,以保證密度更大,當燃油溫度高時, ECU就會控制噴射更少的燃油,這優化了發動機的性能。一些車企將此傳感器放置在位于油箱內部的裝置上,還有另外一些車企中, 將它安裝于連接到發動機的高壓泵上,用于檢測燃油的溫度。

第八,安全氣囊碰撞傳感器

安全氣囊系統是車輛安全系統中最重要的組件之一,碰撞傳感器一小塊電子器件旨在告知車輛何時損壞, 何時發生事故。 傳感器在碰撞後幾毫秒內向安全氣囊控制單元發出信號, 當控制單元確定發生事故時,它向充氣機系統發送信號,充氣機立即填充安全氣囊,這一切都發生在瞬間,通常在 25 至 50 毫秒內, 該安全氣囊爲車內人員提供緩沖系統並拯救生命

碰撞傳感器位于汽車前部保險杠後面以及車身側柱或車門內部。

第九,車輪速度傳感器,

車輪速度傳感器用于防抱死制動系統, 在該系統中,制動器在一秒鍾內被施加和釋放多次,因此系統確保車輪在緊急制動時不會抱死。車輛在保持抓地力的同時減速,並且可用的牽引力允許駛員提供轉向輸入,這有助于駕駛員駕駛車輛以避免事故。 先進的防抱死制動系統,比一些車輛中的普通制動器具有顯著的優勢。

我們將速度傳感器安裝在所有車輪上,用于監控每個車輪的速度。 ECU 讀取每個車輪的信號,速度傳感器檢測到任何車輪的速度與其他車輪相比大幅降低後,ECU將信號發送到相應車輪的閥門以降低制動壓力,閥門關閉,之後車輪開始再次加速,信號再次發送至 ECU,ECU依次發送信號以打開,閥門並增加制動壓力,從而應用制動循環重複,直至制動正常。

第十,倒車雷達超聲波傳感器

是以超聲波傳感器爲核心構成的倒車雷達,能以聲音或更爲直觀地顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況,解除駕駛員倒車時左右探視所引起的困擾,提高倒車安全性。它位于後保險杠中,某些車輛的前保險杠中也有,這些傳感器以超聲波或電磁原理工作,當駕駛員挂倒檔時,後停車傳感器會自動激活並發送超聲波,當這些波撞擊附近的物體時,它們會被反射並再次被傳感器捕獲,該過程會測量傳感器和物體之間的距離,這會通過儀表板中的視覺指示和聲音向駕駛員指示車輛和物體之間的距離,以實現安全停車。

第十一 雨刮傳感器

雨刮傳感器位于擋風玻璃上端,感應降雨量並控制刮水周期以達到適當的間隔,當擋風玻璃上有水滴時,它會發出一束紅外光,光線會被反射回來,在不同的角度,這告訴系統啓動雨刷器,並根據降水強度結合車輛的速度調整雨刷器的速度和頻率,雨越多,雨刷器自動運行的速度越快。

好了,現在我們已經學習完本期內容。

感謝學習本期汽車常用的傳感器知識講解。

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