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曲轴传感器阅读:579

    曲轴位置传感器位置传感器 的供应商是发动机电子控制系统中最主要的传感器传感器 的供应商之一,它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器曲轴位置传感器 的供应商所采用的结构随车型不同而不同,可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。

光电式曲轴位置传感器

    光电式曲轴位置传感器的结构和工作
    (1)日产公司光电式曲轴位置传感器的结构和工作
    日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内,它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘组成。信号盘安装在分电器轴上,其外围有360条缝隙,产生1°(曲轴转角)信号;外围稍靠内侧分布着6个光孔(间隔60°),产生120°信号,其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的120°信号的。
    信号发生器固装在分电器壳体上,主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组成。两只发光二极管分别正对着光敏二极管,发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,当信号盘随发动机曲轴运转时,因信号盘上有光孔,产生透光和遮光的交替变化,造成信号发生器输出表征曲轴位置和转角的脉冲信号。
    当发光二极管的光束照射到光敏二极管上时,光敏二极管感光而导通;当发光二极管的光束被遮挡时,光敏二极管截止。信号发生器输出的脉冲电压信号送至电子电路放大整形后,即向电控单元输送曲轴转角1°信号和120°信号。因信号发生器安装位置的关系,120°信号在活塞上止点前70°输出。发动机曲轴每转2圈,分电器轴转1圈,则1°信号发生器输出360个脉冲,每个脉冲周期高电位对应1°,低电位亦对应1°,共表征曲轴转角720°。与此同时,120°信号发生器共产生6个脉冲信号。
    (2)“现代SONATA”汽车用光电式曲轴位置传感器的结构和工作
    “现代SONATA”,汽车光电式曲轴位置传感器的工作原理与日产公司光电式曲轴位置传感器相似,其信号盘的结构稍有不同,对于带有分电器的汽车,传感器总成装于分电器壳内;对于无分电器的汽车,传感器总成安装在凸轮轴左端部(从车前向后看)。信号盘外圈有4个孔,用来感测曲轴转角并将其转化为电压脉冲信号,电控单元根据该信号计算发动机转速,并控制汽油喷射正时和点火正时。信号盘内圈有一个孔,用来感测第1缸压缩上止点(在有些SONATA车上,设有两孔,用来感测第1、4缸的压缩上止点,目的是为了提高精度),并将它转换成电压脉冲信号输入电控单元,电控单元根据此信号计算出汽油喷射顺序。
    曲轴位置传感器的线路连接,其内设有两个发光二极管和两个光敏二极管,当发光二极管照射到信号盘光孔中的某一孔时,光线便照射到光敏二极管上,使电路导通。
    光电式曲轴位置传感器的检测
    (1)曲轴位置传感器的线束检查
    韩国“现代SONATA”汽车光电式曲轴位置传感器连接器(插头)的端子位置。检查时,脱开曲轴位置传感器的导线连接器,把点火开关置于“ON”,用万用表的电压档测量线束侧4#端子与地间的电压应为12V,线束侧2#端子和3#端子与地间电压应为4.8-5.2V,用万用表的电阻档测量线束侧1#端子与地间应为0Ω(导通)。
    (2)光电式曲轴位置传感器输出信号检测
    用万用表电压档接在传感器侧3#端子和1#端子上,在起动发动机时,电压应为0.2-1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间,用万用表电压档检测2#端子和1#端子电压应为1.8-2.5V。否则应更换曲轴位置传感器。

霍尔式曲轴位置传感器的检测

    霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号,经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。
    霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作
    (1)采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器
    美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发叶片的结构型式。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮,与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口,每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长;内信号轮外缘上设有3个触发叶片和3个窗口,3个触发叶片的宽度不同,分别为100°、90°和110°弧长,3个窗口的宽度亦不相同,分别为20°、30°和10°弧长。由于内信号轮的安装位置关系,宽度为100°弧长的触发叶片前沿位于第1缸和第4缸上止点(TDC)前75°,90°弧长的触发叶片前沿在第6缸和第3缸上止点前75°,110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第2缸上止点前75°。
    霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时,每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时,霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路(或称隔磁),这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气隙时,永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。将霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后,即向ECU输送电压脉冲信号,外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称为18X信号),1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间,ECU再将1个脉冲周期均分为20等份,即可求得曲轴旋转1°所对应的时间,并根据这一信号,控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号(称为3X信号),脉冲周期均为120°曲轴转角的时间,脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号,此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。
    (2)采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器
    克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,采用触发轮齿的结构。同时在分电器内设置同步信号发生器,用以协助曲轴位置传感器判别缸号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器,在2.5L四缸发动机的飞轮上有8个槽,分成两组,每4个槽为一组,两组相隔180°,每组中的相邻两槽相隔20°。在4.OL六缸发动机的飞轮上有12个槽,4个槽为一组,分成三组,每组相隔120°,相邻两槽也间隔20°。
    当飞轮齿槽通过传感器的信号发生器时,霍尔传感器输出高电位(5V);当飞轮齿槽间的金属与传感器成一直线时,传感器输出低电位(0.3V)。因此,每当1个飞轮齿槽通过传感器时,传感器便产生1个高、低电位脉冲信号。当飞轮上的每一组槽通过传感器时,传感器将产生4个脉冲信号。其中四缸发动机每1转产生2组脉冲信号,六缸发动机每1转产生3组脉冲信号。传感器提供的每组信号,可被发动机ECU用来确定两缸活塞的位置,如在四缸发动机上,利用一组信号,可知活塞1和活塞4接近上止点;利用另一组信号,可知活塞2和活塞3接近上止点。故利用曲轴位置传感器,ECU可知道有两个气缸的活塞在接近上止点。由于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4°,故ECU根据脉冲情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外,ECU还可以根据各脉冲间通过的时间,计算出发动机的转速。
    霍尔式曲轴位置传感器的检测
    霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点,即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲轴位置传感器为例来说明其检测方法。
    曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线,输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线,当飞轮齿槽通过传感器时,霍尔传感器输出脉冲信号,高电位为5V,低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。
    (1)传感器电源、电压的测试
    点火开关置于“ON”,用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为8V,在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V,否则为电源、线断路或接头接触不良。
    (2)端子间电压的检测
    用万用表的电压档,对传感器的ABC三个端子间进行测试,当点火开关置于“ON”时,A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值在发动机转动时,在0.3-5V之间变化,且数值显示呈脉冲性变化,最高电压5v,最低电压0.3V。如不符合以上结果,应更换曲轴位置传感器。
    (3)电阻检测
    点火开关置于“OFF”位置,拔下曲轴位置传感器导线连接器,用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间,此时万用表显示读数为∞(开路),如果指示有电阻,则应更换曲轴位置传感器。
    GM(通用)公司触发叶片式霍尔传感器的测试方法与上述相似,只是端子为4个,上止点信号(内信号轮触发)输出端与接地端为脉冲电压显示。

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