第十四章 检测技术的综合应用（下）
检测技术的综合应用（下）主要学
习传感器在汽车、机器人和智能楼宇中
的应用。
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第四节 传感器在现代汽车中的应用
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一、汽车结构及工作过程概述
汽车类型繁多，
结构比较复杂，大体
可分为发动机、底盘
和电气设备三大部分，
可分成燃料系、点火
系、传动系、轿厢系
等几个系统，每一部
分均安装有许多检测
和控制用的传感器。
（参考南京交通技师学院资料，
以几幅下同）
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汽车底盘示意图
后
轮
悬
挂
传动轴
转
向
机
构
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福特林肯Navigator底盘发动机
传
动
轴
排
气
管
前刹车盘
后轮悬挂
减
速
箱
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汽车发动机
发动机是汽车的动力装置，其作用是
使吸入的燃料燃烧而产生动力，通过传动
系统，使汽车行驶。汽油发动机主要由汽
缸、燃料系、点火系、起动系、冷却系及
润滑系等组成。汽车的工作过程均是在电
控单元ECU控制下进行的。
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与发动机配套使用的各种传感器
进气压力
传感器
曲轴位置传感器
进气压力、
温度传感器
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ECU结构
a）外形
b）ECU内部
原理框图及输
入/输出信号
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各种ECU外形（参考北京元业隆公司资料）
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汽车ECU的应用
ECU用于控制 方
向盘的助力系统
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ECU在汽车四轮独立悬挂避振中的应用
前悬挂
后悬挂
为了减小汽车在崎岖的道路上的颠簸，提高舒适
性，ECU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
的变化，保持轿厢的平稳。
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汽车ECU的应用（续）
ECU用于防碰撞和控制安全气囊
传感器将速
度、距离等与碰
撞有关的参数传
送给ECU。
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汽车避撞系统原理框图
安
全
气
囊
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ECU在接
收到碰撞传感
器的信号后，
打开折叠式安
全气囊。
折叠式安全气囊
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二、传感器在汽车运行中的作用
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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
须对油气混合气中的空气 - 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
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
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。
ECU必须知道节气门的开度，才能控制喷油器的喷油
量。
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空气流量传感器
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。
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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
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受ECU控制的喷油器
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汽车水温传感器
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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
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ECU，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
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ECU控制增大空
燃比，改变油气浓度，提高燃烧效率，减少黑
烟污染。
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氧含量传感器及其在汽车中的安装位置
排气总管
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传感器在汽车ABS中的作用
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。
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“防抱死制动系统”又
称为ABS。ABS由车轮速度传感器、ECU以及电—液
控制阀等组成。ECU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
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。
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汽车防抱死解决方案
刹车装置
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汽车防抱死使用效果及注意事项
在用力紧急刹车时，
ABS自动启动。
使用ABS能改善刹车效果
使用ABS前易发生“甩尾
”
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汽车防侧滑系统
汽车在行驶过程中必须
保持驱动车轮在冰雪等易滑
路面上的稳定性并防止侧偏
力的产生，故在前后四个车
轮中安装有车轮速度传感器
（转速传感器）。当发生侧
滑时，ECU分别控制有关车
轮的制动控制装置及发动机
功率，提高行驶的稳定性和
转向操作性。
安装防侧滑传感器
前后比较
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防侧滑系统涉及到的的传感器
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汽车在雪地中的安全行驶有赖于
防侧滑系统
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汽车性能测试仪表及各点信号
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汽车部件的检测
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现代汽车性能测试用的部分仪表
ECU模拟信号发生器ECU历史记录读出器
（汽车故障诊断仪）
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汽车性能测试仪表
汽车尾气分析仪
电喷系统
清洗测试仪
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休 息 一 下
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