曲軸位置以及轉(zhuǎn)速傳感器

1、關(guān)于曲軸位置及轉(zhuǎn)速傳感器第一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月磁感應(yīng)式傳感器工作原理 電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器第二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月感應(yīng)線圈正時轉(zhuǎn)子磁鐵(永久磁鐵)NSNSNS磁鐵信號轉(zhuǎn)子ABC通過線圈的磁通量點火信號產(chǎn)生電壓禿頂交流波形【信號類型】頻率信號發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號頻率信號振幅電磁式凸輪軸曲軸位置傳感器影片第三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 該曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端的V帶輪之后。在V帶輪后端設(shè)置一個帶有細(xì)齒的薄圓齒盤（用以產(chǎn)生信號，稱為信號盤），它和曲軸V帶輪一起裝在曲軸上，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。在信號盤的外緣，沿著圓周每隔4有個齒。共有9

2、0個齒，并且每隔120布置1個凸緣，共3個。安裝在信號盤邊沿的傳感器盒是產(chǎn)生電信號信號發(fā)生器。信號發(fā)生器內(nèi)有3個在永久磁鐵上繞有感應(yīng)線圈的磁頭，其中磁頭產(chǎn)生120信號，磁頭和磁頭共同產(chǎn)生曲軸1轉(zhuǎn)角信號。磁頭對著信號盤的120凸緣，磁頭和磁頭對著信號盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn)角安裝。信號發(fā)生器內(nèi)有信號放大和整形電路，外部有四孔連接器，孔“1”為120信號輸出線，孔“2”為信號放大與整形電路的電源線，孔“3”為1信號輸出線，孔“4”為接地線。通過該連接器將曲軸位置傳感器中產(chǎn)生的信號輸送到ECU。電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器：日產(chǎn)車第四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，信號盤

3、的齒和凸緣引起通過感應(yīng)線圈的磁場發(fā)生變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)圖5.78 交變的電動勢與脈沖信號產(chǎn)生交變的電動勢，經(jīng)濾波整形后，即變成脈沖信號，如圖5.78所示。發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生3個120脈沖信號，磁頭和各產(chǎn)生90個脈沖信號（交替產(chǎn)生）。由于磁頭和磁頭相隔3曲軸轉(zhuǎn)角安裝，而它們又都是每隔4產(chǎn)生一個脈沖信號，所以磁頭和磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號相位差正好為90。將這兩個脈沖信號送入信號放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生曲軸1轉(zhuǎn)角的信號，如圖5.79所示。產(chǎn)生120信號的磁頭安裝在上止點前70的位置（如圖5.80所示），故其信號亦可稱為上止點前70信號，即發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中，磁頭在各缸上止點前70位置均產(chǎn)

4、生一個脈沖信號。第五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 第六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 第七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 豐田公司TCCS系統(tǒng)用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)。該傳感器分成上、下兩部分，上部分產(chǎn)生G信號，下部分產(chǎn)生Ne信號，都是利用帶有輪齒的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，使信號發(fā)生器感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，再將它放大后，送入ECU。 Ne信號是檢測曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的信號，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的1信號。該信號由固定在下半部具有等間隔24個輪齒的轉(zhuǎn)子（N0.2正時轉(zhuǎn)子）及固定于其對面的感應(yīng)線圈產(chǎn)生。電

5、磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器：豐田車第八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，輪齒與感應(yīng)線圈凸緣部（磁頭）的空氣間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致通過感應(yīng)線圈的磁場發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。輪齒靠近及遠(yuǎn)離磁頭時，將產(chǎn)生一次增減磁通的變化，所以，每一個輪齒通過磁頭時，都將在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個完整的交流電壓信號。N0.2正時轉(zhuǎn)子上有24個齒，故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1圈，即曲軸旋轉(zhuǎn)720時，感應(yīng)線圈產(chǎn)生24個交流電壓信號。Ne信號如圖5.81b）所示，其一個周期的脈沖相當(dāng)于30曲軸轉(zhuǎn)角（72024=30）。更精確的轉(zhuǎn)角檢測，是利用30轉(zhuǎn)角的時間由ECU再均分30等份，即產(chǎn)生1曲軸轉(zhuǎn)角的信號。同理，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速

6、由ECU依照Ne信號的兩個脈沖（60曲軸轉(zhuǎn)角）所經(jīng)過的時間為基準(zhǔn)進(jìn)行計測。圖5.82 G信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及波形 G信號用于判別氣缸及檢測活塞上止點位置，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器120信號。 G信號是由位于Ne發(fā)生器上方的凸緣轉(zhuǎn)輪（No.1正時轉(zhuǎn)子）及其對面對稱的兩個感應(yīng)線圈（G1感應(yīng)線圈和G2感應(yīng)線圈）產(chǎn)生的。其構(gòu)造如圖5.82所示。其產(chǎn)生信號的原理與Ne信號相同。G信號也用作計算曲軸轉(zhuǎn)角時的基準(zhǔn)信號。第九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 G1、G2信號分別檢測第6缸及第1缸的上止點。由于G1、G2信號發(fā)生器設(shè)置位置的關(guān)系，當(dāng)產(chǎn)生G1、G2信號時，實際上活塞并不是正好達(dá)到

7、上止點（BTDC），而是在上止點前10的位置。圖 5.83所示為曲軸位置傳感器G1、G2、Ne信號與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。第十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測電阻檢查 點火開關(guān)OFF，拔開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表的電阻檔測量曲軸位置傳感器上各端子間的電阻值（如表5.4所示）。如電阻值不在規(guī)定的范圍內(nèi)，必須更換曲軸位置傳感器。圖5-84為曲軸位置傳感器電路圖。第十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月曲軸位置傳感器輸出信號的檢查 拔下曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，用萬用表的電壓檔檢測曲軸位置傳感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-

8、端子間是否有脈沖電壓信號輸出。如沒有脈沖電壓信號輸出，則須更換曲軸位置傳感器。感應(yīng)線圈與正時轉(zhuǎn)子的間隙檢查 用厚薄規(guī)測量正時轉(zhuǎn)子與感應(yīng)線圈凸出部分的空氣間隙，如圖5.85所示。其間隙應(yīng)為0.2-0.4mm。若間隙不合要求，則須更換分電器殼體總成。第十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月G1,G2轉(zhuǎn)子Ne轉(zhuǎn)子磁鐵720360基準(zhǔn)信號HZ/轉(zhuǎn)角度信號24HZ/轉(zhuǎn)第四缸BTDC7第一缸BTDC73030電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器：大眾車電磁式曲軸位置傳感器FLASH動畫第十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月桑塔納和捷達(dá)轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器 第十四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于

9、2022年6月電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器：本田車信號輪第十五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月霍爾式凸輪軸/曲軸位置傳感器霍爾式凸輪軸曲軸位置傳感器影片第十六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 霍爾式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)葉片霍爾式曲軸位置傳感器 美國GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端，采用觸發(fā)葉片的結(jié)構(gòu)型式。在發(fā)動機(jī)的曲軸V帶輪前端固裝著內(nèi)外兩個帶觸發(fā)葉片的信號輪，與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。外信號輪外緣上均勻分布著18個觸發(fā)葉片和18個窗口，每個觸發(fā)葉片和窗口的寬度為10弧長；內(nèi)信號輪外緣上設(shè)有3個觸發(fā)葉片和3個窗口，3個觸發(fā)葉片的寬度不同，分別為100、90和

10、110弧長，3個窗口的寬度亦不相同，分別為20、30和10弧長。由于內(nèi)信號輪的安裝位置關(guān)系，寬度為100弧長的觸發(fā)葉片前沿位于第1缸和第4缸上止點（TDC）前75，90弧長的觸發(fā)葉片前沿在第6缸和第3缸上止點前75，110弧長的觸發(fā)葉片前沿在第5缸和第2缸上止點前75。第十七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 霍爾信號發(fā)生器由永久磁鐵、導(dǎo)磁板和霍爾集成電路等組成。內(nèi)外信號輪側(cè)面各設(shè)置一個霍爾信號發(fā)生器。信號輪轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時，霍爾集成電路中的磁場即被觸發(fā)葉片所旁路（或稱隔磁），這時不產(chǎn)生霍爾電壓；當(dāng)觸發(fā)葉片離開空氣隙時，永久磁鐵2的磁通便通過導(dǎo)磁板3

11、穿過霍爾元件，這時產(chǎn)生霍爾電壓。將霍爾元件間歇產(chǎn)生的霍爾電壓信號經(jīng)霍爾集成電路放大整形后，即向ECU輸送電壓脈沖信號。外信號輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生18個脈沖信號（稱為18X信號），1個脈沖周期相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)角的時間，ECU再將1個脈沖周期均分為20等份，即可求得曲軸旋轉(zhuǎn)1所對應(yīng)的時間，并根據(jù)這一信號，控制點火時刻。該信號的功用相當(dāng)于光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生1信號的功能。內(nèi)信號輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生3個不同寬度的電壓脈沖信號（稱為3X信號），脈沖周期均為120曲軸轉(zhuǎn)角的時間，脈沖上升沿分別產(chǎn)生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止點前75作為ECU判別氣缸和計算點火時刻的基準(zhǔn)信號，此信號相當(dāng)于前述光

12、電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的120信號。第十八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 第十九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月觸發(fā)輪齒霍爾式曲軸位置傳感器 克萊斯勒公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在飛輪殼上，采用觸發(fā)輪齒的結(jié)構(gòu)。同時在分電器內(nèi)設(shè)置同步信號發(fā)生器，用以協(xié)助曲軸位置傳感器判別缸號。北京切諾基車的霍爾式曲軸位置傳感器。在2.5L四缸發(fā)動機(jī)的飛輪上有8個槽，分成兩組，每4個槽為一組，兩組相隔180，每組中的相鄰兩槽相隔20。在4.OL六缸發(fā)動機(jī)的飛輪上有12個槽，4個槽為一組，分成三組，每組相隔120，相鄰兩槽也間隔20。第二十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)飛輪齒

13、槽通過傳感器的信號發(fā)生器時，霍爾傳感器輸出高電位（5V）；當(dāng)飛輪齒槽間的金屬與傳感器成一直線時，傳感器輸出低電位（0.3V）。因此，每當(dāng)1個飛輪齒槽通過傳感器時，傳感器便產(chǎn)生1個高、低電位脈沖信號。當(dāng)飛輪上的每一組槽通過傳感器時，傳感器將產(chǎn)生4個脈沖信號。其中四缸發(fā)動機(jī)每1轉(zhuǎn)產(chǎn)生2組脈沖信號，六缸發(fā)動機(jī)每1轉(zhuǎn)產(chǎn)生3組脈沖信號。傳感器提供的每組信號，可被發(fā)動機(jī)ECU用來確定兩缸活塞的位置，如在四缸發(fā)動機(jī)上，利用一組信號，可知活塞1和活塞4接近上止點；利用另一組信號，可知活塞2和活塞3接近上止點。故利用曲軸位置傳感器，ECU可知道有兩個氣缸的活塞在接近上止點。由于第4個槽的脈沖下降沿對應(yīng)活塞上止點

14、（TDC）前4，故ECU根據(jù)脈沖情況很容易確定活塞上止點前的運行位置。另外，ECU還可以根據(jù)各脈沖間通過的時間，計算出發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。第二十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2）霍爾式曲軸位置傳感器的檢測 霍爾式曲軸位置傳感器的檢測方法有一個共同點，即主要通過測量有無輸出電脈沖信號來判斷其是否良好。下面以北京切諾基的霍爾式曲軸位置傳感器為例來說明其檢測方法。 曲軸位置傳感器與ECU有三條引線相連。其中一條是ECU向傳感器加電壓的電源線，輸入傳感器的電壓為8V；另一條是傳感器的輸出信號線，當(dāng)飛輪齒槽通過傳感器時，霍爾傳感器輸出脈沖信號，高電位為5V，低電位為0.3V；第三條是通往傳感器的

15、接地線。曲軸位置傳感器接頭。第二十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月傳感器電源電壓的測試 點火開關(guān)置于“ON”，用萬用表電壓檔測量ECU側(cè)7#端子的電壓應(yīng)為8V，在傳感器導(dǎo)線連接器“A”端子處測量電壓也應(yīng)為8V，否則為電源、線斷路或接頭接觸不良。端子間電壓的檢測 用萬用表的電壓檔，對傳感器的ABC三個端子間進(jìn)行測試，當(dāng)點火開關(guān)置于“ON”時，A-C端子間的電壓值約為8V；B-C端子間的電壓值在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，在0.35V之間變化，且數(shù)值顯示呈脈沖性變化，最高電壓5v，最低電壓0.3V。如不符合以上結(jié)果，應(yīng)更換曲軸位置傳感器。電阻檢測 點火開關(guān)置于“OFF”位置，拔下曲軸位置傳感器導(dǎo)線連接器，用萬用表檔跨接在