發(fā)動機曲軸凸輪軸位置傳感器概要課件

1、(最新整理)發(fā)動機曲軸凸輪軸位置傳感器概要2021/7/261曲 軸、凸 輪 軸 位 置 傳 感 器2021/7/2621. 曲軸、凸輪軸位置傳感器概述一、作用：1、曲軸位置傳感器作用：檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角信號及上止點信號，將此信號輸入ECU，以計算進氣量及決定點火和噴油時刻。 2、凸輪軸位置傳感器作用： 功用是采集配氣凸輪軸的位置信號并輸入ECU以便ECU識別1缸壓縮上止點，從而進行順序噴油控制、點火時刻控制和爆震控制。此外，凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機啟動時識別出第一次點火時刻。2021/7/263在起動時，ECU接收曲軸位置傳感器信號后還不能控制點火線圈工作，還要接收凸輪軸位置傳感器的

2、參考信號按順序控制點火。參與點火控制的凸輪軸位置傳感器，若在運轉(zhuǎn)過程中被拔掉，發(fā)動機照常運轉(zhuǎn)。但重新起動時，則需要重復(fù)幾次（凸輪軸位置傳感器的損壞不會造成發(fā)動機不能起動）。曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的相互關(guān)系2021/7/264獨立點火、順序噴射的直列發(fā)動機既要安裝曲軸位置傳感器，又要安裝凸輪軸位置傳感器。V型發(fā)動機無論同時點火還是獨立點火，也無論分組噴射還是順序噴射，都需要安裝曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器。2021/7/265二、安裝部位：1、曲軸位置傳感器安裝在曲軸的前部、中部或飛輪上。2、凸輪軸位置傳感器一般安裝在凸輪軸前部、后部或分電器內(nèi)。2021/7/2661.曲軸、凸輪軸

3、位置傳感器概述磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器2021/7/2671.曲軸、凸輪軸位置傳感器概述霍爾效應(yīng)式凸輪軸位置傳感器光電式曲軸位置傳感器2021/7/2681.曲軸、凸輪軸位置傳感器概述光電式曲軸位置傳感器2021/7/269三、常見類型：1、電磁感應(yīng)式2、霍爾效應(yīng)式3、光電式2021/7/26101、電磁感應(yīng)式曲軸凸輪軸位置傳感器 1）組成 永久磁鐵、線圈、信號轉(zhuǎn)子2021/7/26112）工作原理2021/7/2612結(jié)構(gòu)原理分析： 此傳感器為磁脈沖式傳感器，由永久磁鐵、線圈等組成。當觸發(fā)輪齒經(jīng)過傳感器時，引起磁通量的改變，便在線圈中感應(yīng)出一個交變的電壓信號。該信號電壓

4、的大小與觸發(fā)輪齒轉(zhuǎn)速成正比。信號輪線圈永久磁鐵2021/7/2613信號轉(zhuǎn)子的凸齒接近傳感器探頭時： 氣隙磁路磁阻磁通量 E=/t，E0 凸齒與探頭對齊時，不變，E=0信號轉(zhuǎn)子的凸齒離開傳感器探頭時： 氣隙磁路磁阻磁通量 E=/t，E 02021/7/26143)信號特點 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越來越高。2021/7/26154)豐田車-有分電器2021/7/2616G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10 ）G信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及波形2021/7/26175)富康-無分電器信號轉(zhuǎn)子 58個凸齒 57個齒缺 1個大齒缺 （2個凸

5、齒+3個齒缺） （58+2）+（57+3）=120 360/120=3 每個齒缺/凸齒占3 大齒缺占152021/7/2618 Ne信號是檢測曲軸轉(zhuǎn)角位置及發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號。 Ne信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)與波形2021/7/2619（1）曲軸轉(zhuǎn)速檢測信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，凸齒產(chǎn)生58個信號送給ECU 若 1minECU接到曲軸位置信號116000個 轉(zhuǎn)速為：116000/58=2000r/min2021/7/2620 曲軸轉(zhuǎn)一圈所占時間： 60 000ms/2000=30ms58個凸齒和57個齒缺所占時間： 30ms/(58+57+5) (58+57)=28.75ms大齒缺（2個凸齒和3個齒缺）所占時間： 3

6、0/（58+57+5）5=1.25ms2021/7/2621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)3 每1曲軸轉(zhuǎn)角對應(yīng)時間： 0.25ms/3=0.083ms 2021/7/2622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20 0.083ms20=1.67ms ECU接收到1缸上止點前基準信號（大齒缺信號）后3.33ms時刻，點火，實現(xiàn)提前20點火。 （5.0ms-1.67ms=3.33ms）2021/7/26236)磁感應(yīng)式傳感器檢修一、常見故障：無法起動發(fā)動機

7、或發(fā)動機運行不良等。二、磁感應(yīng)式傳感器及其信號檢查1、元件檢測： 1）電阻的測量:2K或者20K量程，線圈電阻約為900 。2）感應(yīng)信號的檢測:應(yīng)用交流20V量程可拆檢或起動測量其感應(yīng)電壓，工作時電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。2021/7/26242、線路及信號的確認：1）拔下插座，打開點火開關(guān)，測量轉(zhuǎn)速傳感器的兩根信號線與搭鐵之間的電壓，約為2.5V,說明傳感器插座到ECU的連接正常；2）試燈一端點蓄電池正極，一端點在油泵繼電器的控制線上，啟動發(fā)動機時觀察試燈能否持續(xù)點亮。3）應(yīng)用檢測儀讀取數(shù)據(jù)流，啟動發(fā)動機時有否約300轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)顯示。2021/7/2625霍爾效應(yīng)通有電流I的白金導(dǎo)體（半導(dǎo)體）垂直

8、于磁力線放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中時，在白金導(dǎo)體橫向側(cè)面上就會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場的電壓VH，VH與通過半導(dǎo)體的電流I和磁感應(yīng)強度B成正比，當取消磁場時電壓立即消失。 2 霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理2021/7/26261) 霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)原理分析： 此傳感器為霍爾效應(yīng)式傳感器，由永久磁鐵、霍爾元件、信號輪、集成放大電路等組成。 葉輪在轉(zhuǎn)動時“間斷”地阻擋磁場，使得霍爾元件間斷地產(chǎn)生高低變化的矩形波信號。a)磁路截斷時b)磁路接通時霍爾元件及放大電路葉輪磁鐵2021/7/26272) 大眾-有分電器 1）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)，

9、與霍爾集成電路相對。 觸發(fā)葉輪：安裝在分電器軸上，缸數(shù)相等的四個葉片（50）和四個窗口（40）。 霍爾集成電路：安裝在分電器上，位于觸發(fā)葉輪的外測。2021/7/26282）工作原理 葉片進入氣隙，磁場被旁路，霍爾電壓為0，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，輸出低電平。2021/7/2629發(fā)動機不停地運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生數(shù)字脈沖信號，信號的頻率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而增大。葉輪葉片的數(shù)目決定信號數(shù)目，葉輪的形狀決定信號波形。2021/7/26303)切諾基-無分電器2021/7/2631(1)輸出信號窗口葉片2021/7/2632（2）結(jié)構(gòu) 信號盤 、霍爾傳感器、永久磁鐵2021/

10、7/2633（3）工作原理信號盤隨著曲軸轉(zhuǎn)動時，缺齒與霍爾傳感器正對時導(dǎo)致氣隙變化，霍爾電壓為高電平。信號盤每轉(zhuǎn)動一周，ECU會接收到8個/12個脈沖信號，根據(jù)此信號可以計算出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。但是無法判斷1缸上止點位置，所以必須和凸輪軸位置傳感器配合使用。2021/7/2634（4）信號波形2021/7/2635（5）霍爾效式傳感器檢修一、常見故障：排放超標，油耗增加或運行不良等。二、霍爾效應(yīng)式傳感器及其信號檢查1、診斷儀： 讀取故障代碼，檢查有無傳感器故障記錄。 2、線路及信號的確認： 1）拔下插座，打開點火開關(guān)，測量霍爾傳感器的三個接線端與搭鐵之間的電壓，應(yīng)為12V或5V電源，12V或5V信

11、號參考電壓，0V接地。任一不正常應(yīng)檢查相關(guān)的電路。2021/7/26362）用萬用表檢測信號輸出電壓是否正常；一般怠速時約為2.5V或6.0V左右。人為觸發(fā)時為0V和5V間或0和12V間變化。3）對于某些車型（如五菱西門子電控系統(tǒng)）：可應(yīng)用檢測儀讀取數(shù)據(jù)流，啟動發(fā)動機時有否約300轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)顯示。ECU據(jù)此信號也可控制油泵、噴油及點火工作等。3、示波器法：可用示波器檢測脈沖波形，霍爾式傳感器輸出為矩形波，凸輪軸每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個高低位信號。2021/7/2637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 b）結(jié)構(gòu)圖 c）轉(zhuǎn)盤1-輸出信號 2-光敏二極管 3-發(fā)光二極管 4-電源 5-轉(zhuǎn)盤

12、 6-轉(zhuǎn)子頭蓋 7-密封蓋 8-波成形電路 9-第一缸120信號縫隙 10-1信號縫隙 11-120信號縫隙3、光電式凸輪軸/曲軸位置傳感器2021/7/2638 遮光盤旋轉(zhuǎn)，當外圈孔對準光源時，光接收器導(dǎo)通，輸出高電平；當孔離開光源時，光接收器截止，輸出低電平。遮光盤不停旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生脈沖信號。2021/7/26391.結(jié)構(gòu) 信號盤 信號發(fā)生器（1）日產(chǎn)汽車2021/7/2640光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖2021/7/2641信號盤遮光盤（轉(zhuǎn)盤）：安裝在分電器軸上，隨分電器軸一起轉(zhuǎn)動，外圍均布有360個光孔，靠內(nèi)均布有6個光孔，其中有一個較寬的光孔。遮光盤光孔的數(shù)目決定信號數(shù)目，光孔的位置

13、和形狀決定信號波形。2021/7/2642信號發(fā)生器光源（發(fā)光二極管）：兩只發(fā)光二極管通過遮光盤兩圈光孔正對著兩只光敏二、三極管。光接收器（光敏二、三極管）：接收發(fā)光二極管的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號。2021/7/26432、工作原理信號盤上有360個透光孔，發(fā)動機每工作一個循環(huán)，傳感器輸出360個方波信號，每一個周期的方波信號占2曲軸轉(zhuǎn)角，高低電位持續(xù)時間相同，因此各占1曲軸轉(zhuǎn)角，ECU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。2021/7/26443、信號輸出外圈光孔對應(yīng)產(chǎn)生2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120曲軸轉(zhuǎn)角信號，用于確定曲軸基準位置。分別對應(yīng)各缸活塞上止點前70，其中較寬的一個光孔對應(yīng)一缸活塞上止點前70。2021/7/2645傳感器的信號特點 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。2021/7/2646優(yōu)點：不受電磁干擾。缺點：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