磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢修

1、磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)原理與檢修曲軸位置傳感器又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器， 其功 用是采集曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)， 并輸入控制單元， 以 便確定點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻。曲軸位置傳感器工作性能的好壞， 直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。一、磁感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理磁感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖 1 所示。傳感器主要 由信號(hào)轉(zhuǎn)子、 傳感線圈、 永久磁鐵和磁軛組成。 磁力線的路徑是： 永久磁鐵的N極-定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙-轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)子凸齒 與定子磁頭間的氣隙-磁頭-導(dǎo)磁板-永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)， 磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化， 磁路的磁阻和 穿過(guò)傳感線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)

2、生周期性地變化。 根據(jù)電磁感 應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)， 轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙 減小，磁路磁阻減小，磁通量增多，磁通變化率增大，感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)為正。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸齒接近磁頭邊緣時(shí)，磁通量急劇增多，磁通變 化率最大， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最高。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到凸齒的中心線與磁頭 的中心線對(duì)齊時(shí)， 轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙最小， 磁路的磁阻最 小，磁通量最大，磁通變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿 著順時(shí)針?lè)较蚶^續(xù)旋轉(zhuǎn)， 凸齒離開磁頭時(shí)， 凸齒與磁頭間的氣隙 增大，磁路的磁阻增大，磁通量減少，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值。由此 可見，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凸齒， 就在傳感線圈中產(chǎn)生一個(gè)

3、周期 的交變電動(dòng)勢(shì)即傳感線圈輸出端相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。圖1 磁感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理圖a）凸齒接近磁頭，E?O;b ）凸齒正對(duì)磁頭，E=O;c）凸齒離 開磁頭， E?01信號(hào)轉(zhuǎn)子；2 傳感線圈;3 永久磁鐵;4 磁軛二、桑塔納 2000GSi 型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)與 工作原理1.桑塔納 2000GSi 型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)八、桑塔納 2000GSi 型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲 軸箱內(nèi)靠近離合器一側(cè)的缸體上，由信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組 成，如圖 2 所示。信號(hào)發(fā)生器用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，由永 久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成。永久磁鐵上帶有一

4、個(gè)磁頭， 磁頭正對(duì)著曲軸上的齒盤式信號(hào)轉(zhuǎn)子安裝， 磁頭與磁軛連接而構(gòu) 成導(dǎo)磁回路。 信號(hào)轉(zhuǎn)子為齒盤式， 在其圓周上間隔均勻地分布有 58 個(gè)凸齒，其中有 57 個(gè)小齒缺和一個(gè)大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn) 信號(hào)，對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī) 1 缸或 4缸壓縮上止點(diǎn)前一定角度， 每個(gè)凸 齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為 30 （58X 30+57X 30=3450）,大 齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個(gè)凸齒和三個(gè)小齒缺所占的弧度為 150。信號(hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，信號(hào)轉(zhuǎn)子也旋 轉(zhuǎn)一圈。圖2桑塔納2000GSi型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)1 氣缸體；2 傳感器磁頭；3 信號(hào)轉(zhuǎn)子圖 3 磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器標(biāo)準(zhǔn)波形

5、圖 4 故障波形2.桑塔納2000GSi型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器工作原理當(dāng)曲軸位置傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)， 由磁感應(yīng)式傳 感器的工作原理可知， 信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凸齒， 傳感線圈相應(yīng) 地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。 當(dāng)大齒缺轉(zhuǎn)過(guò)磁頭時(shí)， 其輸出信號(hào)為 一寬脈沖信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于 1 缸或 4 缸壓縮上止點(diǎn)前一定角度。 ECU接收到寬脈沖信號(hào)時(shí)，再根據(jù)凸輪軸位置傳感器輸入的信號(hào) 來(lái)確定即將到達(dá)上止點(diǎn)是 1 缸還是 4 缸活塞。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子上有 58個(gè)凸齒，因此信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，傳感線圈就會(huì)產(chǎn)生 58 個(gè)交 變電壓信號(hào)并輸入 ECU。每當(dāng)曲軸位置傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)子隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈， 傳 感線

6、圈就會(huì)向ECU輸入58個(gè)脈沖信號(hào)。如果在1min，ECU接收 到曲軸位置傳感器145000個(gè)信號(hào)，ECI便計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速為2500 (145000/58=2500)r/min。ECU根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)接收曲軸位置 傳感器脈沖信號(hào)的數(shù)量，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速。ECU空制噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間是以大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)為基準(zhǔn) 進(jìn)行控制。當(dāng)ECU接收到大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)后， 再根據(jù)小齒缺信 號(hào)來(lái)控制點(diǎn)火時(shí)間、噴油時(shí)間和點(diǎn)火線圈初級(jí)電流接通時(shí)間。圖5 故障波形三、磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法1. 外觀檢查（1）檢查傳感器安裝狀態(tài)是否符合要，用非導(dǎo)磁厚薄規(guī)測(cè)量轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭之間的氣隙，氣隙應(yīng)為0.20.4mm,氣

7、隙如不符，必須按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整 ;（2） 拆下傳感器檢查磁頭部位是否吸附有鐵屑;（3）檢查飛輪齒圈上是否有金屬雜質(zhì)。2. 萬(wàn)用表檢測(cè)（1）檢查屏蔽線是否完好 屏蔽線與兩針腳之間阻值應(yīng)為無(wú)窮大，如阻值不是無(wú)窮大， 則需更換傳感器。（2）線路檢查點(diǎn)火開關(guān)“ OFF”; 拔下線束插頭 ; 用萬(wàn)用表電阻檔分別檢測(cè)傳感器線束插頭端子3、2、1 與控制單元線束插孔 56、63、67 之間的電阻值，其阻值最大不超 過(guò)1.5 Q ,如阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明導(dǎo)線短路，需要修理或更換線 束。（3）傳感器阻值檢測(cè)點(diǎn)火開關(guān)“ OFF”;拔下線束插頭 ;用萬(wàn)用表電阻檔檢測(cè)傳感器插座上端子“ 2”與“ 3”之 間信號(hào)線圈的電阻

8、值應(yīng)為 4501000Q。如阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明 信號(hào)線圈斷路，應(yīng)更換曲軸位置傳感器。（4）傳感器電壓檢測(cè) 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) ; 拔下線束插頭 ; 用跨接線將傳感器線束插頭“ 2”與“ 3”的兩個(gè)端子與ECU對(duì)應(yīng)的線束插孔跨接，用萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)量，啟動(dòng)瞬間交流電壓為0.82.7V，信號(hào)電壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大。3.KT600 解碼器檢測(cè)（1 ）檢測(cè)信號(hào)波形曲軸位置傳感器標(biāo)準(zhǔn)波形如圖 3 所示，其特點(diǎn)是： 波形的形狀基本一致，在 0V電平的上下基本對(duì)稱； 每一個(gè)峰值電壓相差不多 ; 波形頻率隨車速變化而改變， 車速升高， 波形頻率增加即 波形變密。（2）波形分析最常見的故障是根本不產(chǎn)生信號(hào)， 故障原因是傳感器線圈有 斷路故障。 如果示波器顯示在零電位時(shí)是一條直線， 則說(shuō)明傳感 器信號(hào)系統(tǒng)中有故障。首先確定示波器到傳感器的連接是否正 常，然后檢查相關(guān)的零件（曲軸、凸輪軸）是否旋轉(zhuǎn)、磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的氣隙是否適當(dāng)及傳感器頭有無(wú)故障。注意： 也有可能是點(diǎn)火模塊或發(fā)動(dòng)機(jī) ECU中的傳感器內(nèi)部電路搭鐵，此時(shí) 可以用拔下傳感器導(dǎo)線連接器后再用波形測(cè)試設(shè)備測(cè)試的方法 來(lái)判斷。圖