曲軸凸輪軸位置傳感器

1、【作用【作用】1、曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器CKPS （Crankshaft Position Sensor ）又稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲又稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器軸轉(zhuǎn)角傳感器 功用：采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信功用：采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，并輸入號，并輸入ECU，以便確定點火時刻和噴，以便確定點火時刻和噴油時刻。油時刻。2、凸輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器CMPS（=Camshaft Position Sensor）又稱為判缸傳感器又稱為判缸傳感器 功用：采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸功用：采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入入ECU，從而進行順序噴油控制、點火時，從而進行順序噴油

2、控制、點火時刻和爆震控制?？毯捅鹂刂??！景惭b位置【安裝位置】 1 1、曲軸位置傳感器、曲軸位置傳感器 曲軸前端、飛輪上曲軸前端、飛輪上 2 2、凸輪軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器 凸輪軸前后端凸輪軸前后端【分類【分類】 電磁式、霍爾式、光電式電磁式、霍爾式、光電式一、電磁式曲軸一、電磁式曲軸/凸輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器 無源傳感器無源傳感器1、組成、組成 永久磁鐵、線圈、信號轉(zhuǎn)子永久磁鐵、線圈、信號轉(zhuǎn)子 信號盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)信號信號盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)信號盤凸齒接近并對正電盤凸齒接近并對正電磁線圈時，磁場增強；磁線圈時，磁場增強；當(dāng)信號盤凸齒離開電當(dāng)信號盤凸齒離開電磁線圈時，磁場減弱。磁線圈時，磁場減

3、弱。在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，其變的感應(yīng)電動勢，其頻率和幅值隨發(fā)動機頻率和幅值隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而增大，轉(zhuǎn)速的增大而增大，根據(jù)頻率（脈沖數(shù)）根據(jù)頻率（脈沖數(shù)）計量轉(zhuǎn)速。計量轉(zhuǎn)速。齒頂齒頂槽底槽底齒角對正接近齒角對正接近齒角對正離去齒角對正離去寬齒槽或銷釘正對電寬齒槽或銷釘正對電磁線圈時，產(chǎn)生頻率磁線圈時，產(chǎn)生頻率不同的信號，用于確不同的信號，用于確認曲軸基準位置。認曲軸基準位置。信號盤一圈產(chǎn)生的信信號盤一圈產(chǎn)生的信號個數(shù)與信號盤的凸號個數(shù)與信號盤的凸齒數(shù)相等。凸齒數(shù)越齒數(shù)相等。凸齒數(shù)越多，計量越準確。多，計量越準確。齒頂齒頂槽底槽底齒角對正接近齒角對正接近齒角對正離去

4、齒角對正離去 信號轉(zhuǎn)子的凸齒接近傳感器探頭時：信號轉(zhuǎn)子的凸齒接近傳感器探頭時： 氣隙氣隙磁路磁阻磁路磁阻磁通量磁通量 E=/t，E0 凸齒與探頭對齊時，凸齒與探頭對齊時，不變，不變，E=0 信號轉(zhuǎn)子的凸齒離開傳感器探頭時：信號轉(zhuǎn)子的凸齒離開傳感器探頭時： 氣隙氣隙磁路磁阻磁路磁阻磁通量磁通量 E=/t，E 0 隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號的頻率是越來越大，同時信號的振幅也是的頻率是越來越大，同時信號的振幅也是越來越高。越來越高。G G信號是用于辨別氣缸及檢測活塞上止點位置信號是用于辨別氣缸及檢測活塞上止點位置（壓縮上止點前（壓縮上止點前10 10 ）

5、 Ne Ne信號是檢測曲軸轉(zhuǎn)角位置及發(fā)動機轉(zhuǎn)信號是檢測曲軸轉(zhuǎn)角位置及發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號。速的信號。 電磁式凸輪軸曲軸位置傳感器電路電磁式凸輪軸曲軸位置傳感器電路 信號轉(zhuǎn)子信號轉(zhuǎn)子 58個凸齒個凸齒 57個齒缺個齒缺 1個大齒缺個大齒缺 （2個凸齒個凸齒+3個齒缺）個齒缺） （58+2）+（57+3）=120 360/120=3 每個齒缺每個齒缺/凸齒占凸齒占3 大齒缺占大齒缺占15 信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，凸齒產(chǎn)生信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，凸齒產(chǎn)生58個信個信號送給號送給ECU 若若 1minECU接到曲軸位置信號接到曲軸位置信號116000個個 轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)速為：116000/58=2000r/min 信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

6、動一周，產(chǎn)生信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，產(chǎn)生1個大齒個大齒缺信號，所占時間長，對應(yīng)缺信號，所占時間長，對應(yīng)1缸缸/4缸上止點缸上止點 當(dāng)當(dāng)ECU得到大齒缺信號后，按照得到大齒缺信號后，按照每個凸齒和齒缺所占每個凸齒和齒缺所占3的信息，的信息，得到曲軸轉(zhuǎn)角的信號。得到曲軸轉(zhuǎn)角的信號。 例：例：2000r/min 116000=200058 凸齒信號凸齒信號 114000=200057 齒缺信號齒缺信號 2000=20001 大齒缺信號大齒缺信號 曲軸轉(zhuǎn)一圈所占時間：曲軸轉(zhuǎn)一圈所占時間： 60 000ms/2000=30ms 58個凸齒和個凸齒和57個齒缺所占時間：個齒缺所占時間： 30ms/(58+57+

7、5) (58+57)=28.75ms 大齒缺（大齒缺（2個凸齒和個凸齒和3個齒缺）所占時間：個齒缺）所占時間： 30/（58+57+5）5=1.25ms 每個凸齒、每個齒缺所占時間：每個凸齒、每個齒缺所占時間： 28.75/（58+57）=28.75/115=0.25ms 每個凸齒、每個齒缺對應(yīng)每個凸齒、每個齒缺對應(yīng)3 每每1曲軸轉(zhuǎn)角對應(yīng)時間：曲軸轉(zhuǎn)角對應(yīng)時間： 0.25ms/3=0.083ms 假設(shè)大齒缺后第一個凸齒信號為上止點前假設(shè)大齒缺后第一個凸齒信號為上止點前60 0.083ms60=5.0ms 1缸點火提前角為上止點前缸點火提前角為上止點前20 0.083ms20=1.67ms EC

8、U接收到接收到1缸上止點前基準信號（大齒缺缸上止點前基準信號（大齒缺信號）后信號）后3.33ms時刻，點火，實現(xiàn)提前時刻，點火，實現(xiàn)提前20點火。點火。 （5.0ms-1.67ms=3.33ms）大眾大眾- -曲軸位置傳感器信號輸出特點曲軸位置傳感器信號輸出特點（1 1）萬用表檢測）萬用表檢測 （桑塔納（桑塔納AJRAJR發(fā)動機）發(fā)動機） 測量信號電壓：測量信號電壓：2 2和和3 3間應(yīng)有間應(yīng)有交流電壓信號，信號電壓或交流電壓信號，信號電壓或頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而增大。增大。 測量傳感器電阻：傳感器測量傳感器電阻：傳感器2 2和和3 3間的電阻，間的電阻，480480

9、10001000。 測量間隙：傳感器與信號盤測量間隙：傳感器與信號盤凸齒間隙與規(guī)定相符。信號凸齒間隙與規(guī)定相符。信號盤應(yīng)無缺損。盤應(yīng)無缺損。 測量屏蔽線：線束端子測量屏蔽線：線束端子1 1與搭與搭鐵間的電阻，應(yīng)為鐵間的電阻，應(yīng)為00。 頻率和幅值隨轉(zhuǎn)速的增大頻率和幅值隨轉(zhuǎn)速的增大而增大；而增大； 靠除去觸發(fā)輪上一個齒所靠除去觸發(fā)輪上一個齒所產(chǎn)生的同步脈沖，可以確產(chǎn)生的同步脈沖，可以確定上止點的信號；定上止點的信號； 波形的形狀基本一致，在波形的形狀基本一致，在0V0V電位的上下基本對稱；電位的上下基本對稱； 各個最大（最?。┓逯惦姼鱾€最大（最?。┓逯惦妷簯?yīng)相差不多，若某一個壓應(yīng)相差不多，若某一

10、個峰值電壓低于其他的峰值峰值電壓低于其他的峰值電壓，則應(yīng)檢查觸發(fā)輪是電壓，則應(yīng)檢查觸發(fā)輪是否有缺角或彎曲。否有缺角或彎曲。（2 2）示波器檢測）示波器檢測 最常見的傳感器故障是根最常見的傳感器故障是根本不產(chǎn)生信號，這說明是本不產(chǎn)生信號，這說明是傳感器的線圈有斷路故障；傳感器的線圈有斷路故障； 圖圖a a所示故障波形為齒槽所示故障波形為齒槽中填有異物造成的；中填有異物造成的； 圖圖b b所示故障波形是傳感所示故障波形是傳感器觸發(fā)輪安裝不當(dāng)造成；器觸發(fā)輪安裝不當(dāng)造成； 如果檢測出的波形異常，如果檢測出的波形異常，應(yīng)更換磁脈沖式曲軸位置應(yīng)更換磁脈沖式曲軸位置傳感器（含傳感器體和觸傳感器（含傳感器體和

11、觸發(fā)輪）。發(fā)輪）。光電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)光電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)a）工作原理圖）工作原理圖 b）結(jié)構(gòu)圖）結(jié)構(gòu)圖 c）轉(zhuǎn)盤）轉(zhuǎn)盤1-輸出信號輸出信號 2-光敏二極管光敏二極管 3-發(fā)光二極管發(fā)光二極管 4-電源電源 5-轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤 6-轉(zhuǎn)子頭蓋轉(zhuǎn)子頭蓋 7-密封蓋密封蓋 8-波成形電路波成形電路 9-第一缸第一缸120信號縫隙信號縫隙 10-1信號縫隙信號縫隙 11-120信號縫隙信號縫隙 遮光盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)外圈孔對準光源時，光接收器導(dǎo)遮光盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)外圈孔對準光源時，光接收器導(dǎo)通，輸出高電平；當(dāng)孔離開光源時，光接收器截通，輸出高電平；當(dāng)孔離開光源時，光接收器截止，輸出低電平。

12、遮光盤不停旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生脈沖信止，輸出低電平。遮光盤不停旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生脈沖信號。號。1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 信號盤信號盤 信號發(fā)生器信號發(fā)生器 遮光盤（轉(zhuǎn)盤）：安裝在遮光盤（轉(zhuǎn)盤）：安裝在分電器軸上，隨分電器軸分電器軸上，隨分電器軸一起轉(zhuǎn)動，外圍均布有一起轉(zhuǎn)動，外圍均布有360個光孔，靠內(nèi)均布有個光孔，靠內(nèi)均布有6個光孔，其中有一個較個光孔，其中有一個較寬的光孔。寬的光孔。 遮光盤光孔的數(shù)目決定信遮光盤光孔的數(shù)目決定信號數(shù)目，光孔的位置和形號數(shù)目，光孔的位置和形狀決定信號波形。狀決定信號波形。 光源（發(fā)光二極光源（發(fā)光二極管）：兩只發(fā)光二管）：兩只發(fā)光二極管通過遮光盤兩極管通過遮光盤兩圈光孔正對著兩只圈光孔正對

13、著兩只光敏二、三極管。光敏二、三極管。 光接收器（光敏二、光接收器（光敏二、三極管）：接收發(fā)三極管）：接收發(fā)光二極管的光信號，光二極管的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號。轉(zhuǎn)換為電信號。 信號盤上有信號盤上有360個透光孔，發(fā)動機每工作個透光孔，發(fā)動機每工作一個循環(huán)，傳感器輸出一個循環(huán)，傳感器輸出360個方波信號，個方波信號，每一個周期的方波信號占每一個周期的方波信號占2曲軸轉(zhuǎn)角，高曲軸轉(zhuǎn)角，高低電位持續(xù)時間相同，因此各占低電位持續(xù)時間相同，因此各占1曲軸轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)角，角，ECU根據(jù)高低電位變化的方波信號，根據(jù)高低電位變化的方波信號，可計算出曲軸轉(zhuǎn)角信號。可計算出曲軸轉(zhuǎn)角信號。 外圈光孔對應(yīng)產(chǎn)生外圈光孔對應(yīng)產(chǎn)

14、生2曲軸轉(zhuǎn)角信號，用于計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速曲軸轉(zhuǎn)角信號，用于計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角；內(nèi)圈光孔對應(yīng)產(chǎn)生和曲軸轉(zhuǎn)角；內(nèi)圈光孔對應(yīng)產(chǎn)生120曲軸轉(zhuǎn)角信號，曲軸轉(zhuǎn)角信號，用于用于確定曲軸基準位置。確定曲軸基準位置。分別對應(yīng)各缸活塞上止點前分別對應(yīng)各缸活塞上止點前70，其其中較寬的一個光孔對應(yīng)一缸中較寬的一個光孔對應(yīng)一缸活塞上止點前活塞上止點前70。 隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號的頻隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號的頻率將越來越大，但信號的振幅基本不變。率將越來越大，但信號的振幅基本不變。1、密封圈、密封圈 2、分火頭、分火頭 3、發(fā)光二級管發(fā)光二級管 4、光敏二極、光敏二極管管 5、放大電路、

15、放大電路 6、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子光電式曲軸和凸輪軸位置光電式曲軸和凸輪軸位置 傳感器電路傳感器電路 優(yōu)點：優(yōu)點：不受電磁干擾。不受電磁干擾。 缺點：缺點：受灰塵影響大。光電式傳感器的功受灰塵影響大。光電式傳感器的功能元件通常被密封得很好，一但損壞了分能元件通常被密封得很好，一但損壞了分電器軸套或密封墊，或當(dāng)維修時可能使油電器軸套或密封墊，或當(dāng)維修時可能使油污和污物進入敏感區(qū)域造成污損，這就可污和污物進入敏感區(qū)域造成污損，這就可能引起不能起動、失速和斷火。能引起不能起動、失速和斷火。 應(yīng)用：應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于亞洲車型。廣泛應(yīng)用于亞洲車型。5 5、使用、使用 1.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng) 將霍爾元件垂直放于將霍爾元

16、件垂直放于磁場，通一垂直于磁磁場，通一垂直于磁場的電流，則在垂直場的電流，則在垂直于磁場和電流方向產(chǎn)于磁場和電流方向產(chǎn)生一電壓，霍爾電壓。生一電壓，霍爾電壓?；魻栯妷赫扔诖艌龌魻栯妷赫扔诖艌鰪姸葟姸菳和電流強度和電流強度I 。2. 2. 大眾大眾- -有分電器有分電器 1 1）結(jié)構(gòu)（桑塔納）結(jié)構(gòu)（桑塔納） 永久磁鐵：安裝在分電器底板上，位于觸發(fā)葉輪的內(nèi)側(cè)，與霍永久磁鐵：安裝在分電器底板上，位于觸發(fā)葉輪的內(nèi)側(cè)，與霍爾集成電路相對。爾集成電路相對。 觸發(fā)葉輪：安裝在分電器軸上，缸數(shù)相等的四個葉片（觸發(fā)葉輪：安裝在分電器軸上，缸數(shù)相等的四個葉片（5050）和）和四個窗口（四個窗口（4040）。）

17、。 霍爾集成電路：安裝在分電器上，位于觸發(fā)葉輪的外測?；魻柤呻娐罚喊惭b在分電器上，位于觸發(fā)葉輪的外測。2）工作原理）工作原理 葉片進入氣隙，磁場被旁路，霍爾電壓為葉片進入氣隙，磁場被旁路，霍爾電壓為0，輸出高電平，輸出高電平 葉片離開氣隙，磁場穿過霍爾元件，產(chǎn)生霍爾電壓，輸出葉片離開氣隙，磁場穿過霍爾元件，產(chǎn)生霍爾電壓，輸出低電平。低電平。3）輸出信號）輸出信號窗口窗口葉片葉片 信號盤隨著曲軸轉(zhuǎn)動時，缺齒與霍爾傳感信號盤隨著曲軸轉(zhuǎn)動時，缺齒與霍爾傳感器正對時導(dǎo)致氣隙變化，霍爾電壓為高電器正對時導(dǎo)致氣隙變化，霍爾電壓為高電平。平。 信號盤每轉(zhuǎn)動一周，信號盤每轉(zhuǎn)動一周，ECU會接收到會接收到8個

18、個/12個脈沖信號，根據(jù)此信號可以計算出個脈沖信號，根據(jù)此信號可以計算出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。 但是無法判斷但是無法判斷1缸上止點位置，所以必須和缸上止點位置，所以必須和凸輪軸位置傳感器配合使用。凸輪軸位置傳感器配合使用。4）檢測）檢測（桑塔納（桑塔納2000AFE發(fā)動機）發(fā)動機）（1）萬用表檢測）萬用表檢測 信號線：插好連接器，信號線：插好連接器，起動發(fā)動機，測量腳起動發(fā)動機，測量腳與腳間的電壓，應(yīng)約與腳間的電壓，應(yīng)約為為3V。 搭鐵線：拔下連接器，搭鐵線：拔下連接器，點火開關(guān)點火開關(guān)OFF，測量插，測量插頭腳與搭鐵間的電阻，頭腳與搭鐵間的電阻，應(yīng)為應(yīng)為0。 電源線：拔下連接器，電源線：拔下連接器，點火開關(guān)點火開關(guān)ON，測量插，測量插頭腳與搭鐵間的電壓，頭腳與搭鐵間的電壓，應(yīng)為應(yīng)為5V。（2）示波器檢測）示波器檢測 數(shù)字信號：信號頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而增大。數(shù)字信號：信號頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而增大。 波形的幅值大多數(shù)應(yīng)滿波形的幅值