發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸凸輪軸位置傳感器概要課件

1、(最新整理)發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)及上止點(diǎn)信號(hào)，將此信號(hào)輸入ECU，以計(jì)算進(jìn)氣量及決定點(diǎn)火和噴油時(shí)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(hào)并輸入ECU以便ECU識(shí)別1缸壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時(shí)刻控制和爆震控制。此外，凸輪軸位置信號(hào)還用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)識(shí)別出第一次點(diǎn)火時(shí)刻。2021/7/263在起動(dòng)時(shí)，ECU接收曲軸位置傳感器信號(hào)后還不能控制點(diǎn)火線圈工作，還要接收凸輪軸位置傳感器的

2、參考信號(hào)按順序控制點(diǎn)火。參與點(diǎn)火控制的凸輪軸位置傳感器，若在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被拔掉，發(fā)動(dòng)機(jī)照常運(yùn)轉(zhuǎn)。但重新起動(dòng)時(shí)，則需要重復(fù)幾次（凸輪軸位置傳感器的損壞不會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)）。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(dú)立點(diǎn)火、順序噴射的直列發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)無(wú)論同時(shí)點(diǎn)火還是獨(dú)立點(diǎn)火，也無(wú)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(hào)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(dāng)觸發(fā)輪齒經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，引起磁通量的改變，便在線圈中感應(yīng)出一個(gè)交變的電壓信號(hào)。該信號(hào)電壓

4、的大小與觸發(fā)輪齒轉(zhuǎn)速成正比。信號(hào)輪線圈永久磁鐵2021/7/2613信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒接近傳感器探頭時(shí)： 氣隙磁路磁阻磁通量 E=/t，E0 凸齒與探頭對(duì)齊時(shí)，不變，E=0信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒離開傳感器探頭時(shí)： 氣隙磁路磁阻磁通量 E=/t，E 02021/7/26143)信號(hào)特點(diǎn) 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號(hào)的頻率是越來(lái)越大，同時(shí)信號(hào)的振幅也是越來(lái)越高。2021/7/26154)豐田車-有分電器2021/7/2616G信號(hào)是用于辨別氣缸及檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置（壓縮上止點(diǎn)前10 ）G信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及波形2021/7/26175)富康-無(wú)分電器信號(hào)轉(zhuǎn)子 58個(gè)凸齒 57個(gè)齒缺 1個(gè)大齒缺 （2個(gè)凸

5、齒+3個(gè)齒缺） （58+2）+（57+3）=120 360/120=3 每個(gè)齒缺/凸齒占3 大齒缺占152021/7/2618 Ne信號(hào)是檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角位置及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)。 Ne信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)與波形2021/7/2619（1）曲軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，凸齒產(chǎn)生58個(gè)信號(hào)送給ECU 若 1minECU接到曲軸位置信號(hào)116000個(gè) 轉(zhuǎn)速為：116000/58=2000r/min2021/7/2620 曲軸轉(zhuǎn)一圈所占時(shí)間： 60 000ms/2000=30ms58個(gè)凸齒和57個(gè)齒缺所占時(shí)間： 30ms/(58+57+5) (58+57)=28.75ms大齒缺（2個(gè)凸齒和3個(gè)齒缺）所占時(shí)間： 3

6、0/（58+57+5）5=1.25ms2021/7/2621每個(gè)凸齒、每個(gè)齒缺所占時(shí)間： 28.75/（58+57）=28.75/115=0.25ms每個(gè)凸齒、每個(gè)齒缺對(duì)應(yīng)3 每1曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)時(shí)間： 0.25ms/3=0.083ms 2021/7/2622假設(shè)大齒缺后第一個(gè)凸齒信號(hào)為上止點(diǎn)前60 0.083ms60=5.0ms 1缸點(diǎn)火提前角為上止點(diǎn)前20 0.083ms20=1.67ms ECU接收到1缸上止點(diǎn)前基準(zhǔn)信號(hào)（大齒缺信號(hào)）后3.33ms時(shí)刻，點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)提前20點(diǎn)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(wú)法起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

7、或發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不良等。二、磁感應(yīng)式傳感器及其信號(hào)檢查1、元件檢測(cè)： 1）電阻的測(cè)量:2K或者20K量程，線圈電阻約為900 。2）感應(yīng)信號(hào)的檢測(cè):應(yīng)用交流20V量程可拆檢或起動(dòng)測(cè)量其感應(yīng)電壓，工作時(shí)電壓隨轉(zhuǎn)速升高而升高。2021/7/26242、線路及信號(hào)的確認(rèn)：1）拔下插座，打開點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量轉(zhuǎn)速傳感器的兩根信號(hào)線與搭鐵之間的電壓，約為2.5V,說(shuō)明傳感器插座到ECU的連接正常；2）試燈一端點(diǎn)蓄電池正極，一端點(diǎn)在油泵繼電器的控制線上，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)觀察試燈能否持續(xù)點(diǎn)亮。3）應(yīng)用檢測(cè)儀讀取數(shù)據(jù)流，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)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(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中時(shí)，在白金導(dǎo)體橫向側(cè)面上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直于電流方向和磁場(chǎng)的電壓VH，VH與通過(guò)半導(dǎo)體的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，當(dāng)取消磁場(chǎng)時(shí)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(hào)輪、集成放大電路等組成。 葉輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)“間斷”地阻擋磁場(chǎng)，使得霍爾元件間斷地產(chǎn)生高低變化的矩形波信號(hào)。a)磁路截?cái)鄷r(shí)b)磁路接通時(shí)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(duì)。 觸發(fā)葉輪：安裝在分電器軸上，缸數(shù)相等的四個(gè)葉片（50）和四個(gè)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(cè)。2021/7/26282）工作原理 葉片進(jìn)入氣隙，磁場(chǎng)被旁路，霍爾電壓為0，輸出高電平 葉片離開氣隙，磁場(chǎng)穿過(guò)霍爾元件，產(chǎn)生霍爾電壓，輸出低電平。2021/7/2629發(fā)動(dòng)機(jī)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生數(shù)字脈沖信號(hào)，信號(hào)的頻率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大。葉輪葉片的數(shù)目決定信號(hào)數(shù)目，葉輪的形狀決定信號(hào)波形。2021/7/26303)切諾基-無(wú)分電器2021/7/2631(1)輸出信號(hào)窗口葉片2021/7/2632（2）結(jié)構(gòu) 信號(hào)盤 、霍爾傳感器、永久磁鐵2021/

10、7/2633（3）工作原理信號(hào)盤隨著曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，缺齒與霍爾傳感器正對(duì)時(shí)導(dǎo)致氣隙變化，霍爾電壓為高電平。信號(hào)盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，ECU會(huì)接收到8個(gè)/12個(gè)脈沖信號(hào)，根據(jù)此信號(hào)可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是無(wú)法判斷1缸上止點(diǎn)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(hào)波形2021/7/2635（5）霍爾效式傳感器檢修一、常見故障：排放超標(biāo)，油耗增加或運(yùn)行不良等。二、霍爾效應(yīng)式傳感器及其信號(hào)檢查1、診斷儀： 讀取故障代碼，檢查有無(wú)傳感器故障記錄。 2、線路及信號(hào)的確認(rèn)： 1）拔下插座，打開點(diǎn)火開關(guān)，測(cè)量霍爾傳感器的三個(gè)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(hào)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(wàn)用表檢測(cè)信號(hào)輸出電壓是否正常；一般怠速時(shí)約為2.5V或6.0V左右。人為觸發(fā)時(shí)為0V和5V間或0和12V間變化。3）對(duì)于某些車型（如五菱西門子電控系統(tǒng)）：可應(yīng)用檢測(cè)儀讀取數(shù)據(jù)流，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)有否約300轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)顯示。ECU據(jù)此信號(hào)也可控制油泵、噴油及點(diǎn)火工作等。3、示波器法：可用示波器檢測(cè)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(gè)高低位信號(hào)。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(hào) 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(hào)縫隙 10-1信號(hào)縫隙 11-120信號(hào)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(dāng)外圈孔對(duì)準(zhǔn)光源時(shí)，光接收器導(dǎo)通，輸出高電平；當(dāng)孔離開光源時(shí)，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(hào)。2021/7/26391.結(jié)構(gòu) 信號(hào)盤 信號(hào)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(hào)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(dòng)，外圍均布有360個(gè)光孔，靠?jī)?nèi)均布有6個(gè)光孔，其中有一個(gè)較寬的光孔。遮光盤光孔的數(shù)目決定信號(hào)數(shù)目，光孔的位置

13、和形狀決定信號(hào)波形。2021/7/2642信號(hào)發(fā)生器光源（發(fā)光二極管）：兩只發(fā)光二極管通過(guò)遮光盤兩圈光孔正對(duì)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(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。2021/7/26432、工作原理信號(hào)盤上有360個(gè)透光孔，發(fā)動(dòng)機(jī)每工作一個(gè)循環(huán)，傳感器輸出360個(gè)方波信號(hào)，每一個(gè)周期的方波信號(hào)占2曲軸轉(zhuǎn)角，高低電位持續(xù)時(shí)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(hào)，可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)。2021/7/26443、信號(hào)輸出外圈光孔對(duì)應(yīng)產(chǎn)生2曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，用于計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角；內(nèi)圈光孔對(duì)應(yīng)產(chǎn)生120曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，用于確定曲軸基準(zhǔn)位置。分別對(duì)應(yīng)各缸活塞上止點(diǎn)前70，其中較寬的一個(gè)光孔對(duì)應(yīng)一缸活塞上止點(diǎn)前70。2021/7/2645傳感器的信號(hào)特點(diǎn) 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，傳感器輸出信號(hào)的頻率將越來(lái)越大，但信號(hào)的振幅基本不變。2021/7/2646優(yōu)點(diǎn)：不受電磁干擾。缺點(diǎn)：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