发动机曲轴凸轮轴位置传感器ppt课件

.,曲轴、凸轮轴位置传感器,.,1.曲轴、凸轮轴位置传感器概述,一、作用：1、曲轴位置传感器作用：检测发动机转速、曲轴转角信号及上止点信号，将此信号输入ECU，以计算进气量及决定点火和喷油时刻。2、凸轮轴位置传感器作用：功用是采集配气凸轮轴的位置信号并输入ECU以便ECU识别1缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆震控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机启动时识别出第一次点火时刻。,.,在起动时，ECU接收曲轴位置传感器信号后还不能控制点火线圈工作，还要接收凸轮轴位置传感器的参考信号按顺序控制点火。参与点火控制的凸轮轴位置传感器，若在运转过程中被拔掉，发动机照常运转。但重新起动时，则需要重复几次（凸轮轴位置传感器的损坏不会造成发动机不能起动）。,曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的相互关系,.,独立点火、顺序喷射的直列发动机既要安装曲轴位置传感器，又要安装凸轮轴位置传感器。V型发动机无论同时点火还是独立点火，也无论分组喷射还是顺序喷射，都需要安装曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。,.,二、安装部位：,1、曲轴位置传感器安装在曲轴的前部、中部或飞轮上。2、凸轮轴位置传感器一般安装在凸轮轴前部、后部或分电器内。,.,1.曲轴、凸轮轴位置传感器概述,磁感应式曲轴位置传感器,霍尔效应式曲轴位置传感器,.,1.曲轴、凸轮轴位置传感器概述,霍尔效应式凸轮轴位置传感器,光电式曲轴位置传感器,.,1.曲轴、凸轮轴位置传感器概述,光电式曲轴位置传感器,.,三、常见类型：1、电磁感应式2、霍尔效应式3、光电式,.,1、电磁感应式曲轴凸轮轴位置传感器,1）组成永久磁铁、线圈、信号转子,.,2）工作原理,.,结构原理分析：此传感器为磁脉冲式传感器，由永久磁铁、线圈等组成。当触发轮齿经过传感器时，引起磁通量的改变，便在线圈中感应出一个交变的电压信号。该信号电压的大小与触发轮齿转速成正比。,信号轮,线圈,永久磁铁,.,信号转子的凸齿接近传感器探头时：气隙磁路磁阻磁通量E=/t，E0凸齿与探头对齐时，不变，E=0信号转子的凸齿离开传感器探头时：气隙磁路磁阻磁通量E=/t，E0,.,3)信号特点,随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率是越来越大，同时信号的振幅也是越来越高。,.,4)丰田车-有分电器,.,G信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置（压缩上止点前10）,G信号发生器的结构及波形,.,5)富康-无分电器,信号转子58个凸齿57个齿缺1个大齿缺（2个凸齿+3个齿缺）（58+2）+（57+3）=120360/120=3每个齿缺/凸齿占3大齿缺占15,.,Ne信号是检测曲轴转角位置及发动机转速的信号。,Ne信号发生器结构与波形,.,（1）曲轴转速检测,信号转子转一周，凸齿产生58个信号送给ECU若1minECU接到曲轴位置信号116000个转速为：116000/58=2000r/min,.,曲轴转一圈所占时间：60000ms/2000=30ms58个凸齿和57个齿缺所占时间：30ms/(58+57+5)(58+57)=28.75ms大齿缺（2个凸齿和3个齿缺）所占时间：30/（58+57+5）5=1.25ms,.,每个凸齿、每个齿缺所占时间：28.75/（58+57）=28.75/115=0.25ms每个凸齿、每个齿缺对应3每1曲轴转角对应时间：0.25ms/3=0.083ms,.,假设大齿缺后第一个凸齿信号为上止点前600.083ms60=5.0ms1缸点火提前角为上止点前200.083ms20=1.67msECU接收到1缸上止点前基准信号（大齿缺信号）后3.33ms时刻，点火，实现提前20点火。（5.0ms-1.67ms=3.33ms）,.,6)磁感应式传感器检修,一、常见故障：无法起动发动机或发动机运行不良等。二、磁感应式传感器及其信号检查1、元件检测：1）电阻的测量:2K或者20K量程，线圈电阻约为900。2）感应信号的检测:应用交流20V量程可拆检或起动测量其感应电压，工作时电压随转速升高而升高。,.,2、线路及信号的确认：1）拔下插座，打开点火开关，测量转速传感器的两根信号线与搭铁之间的电压，约为2.5V,说明传感器插座到ECU的连接正常；2）试灯一端点蓄电池正极，一端点在油泵继电器的控制线上，启动发动机时观察试灯能否持续点亮。3）应用检测仪读取数据流，启动发动机时有否约300转的数据显示。,.,霍尔效应,通有电流I的白金导体（半导体）垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中时，在白金导体横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场的电压VH，VH与通过半导体的电流I和磁感应强度B成正比，当取消磁场时电压立即消失。,2霍尔式传感器结构及工作原理,.,1)霍尔式传感器结构及工作原理,结构原理分析：此传感器为霍尔效应式传感器，由永久磁铁、霍尔元件、信号轮、集成放大电路等组成。叶轮在转动时“间断”地阻挡磁场，使得霍尔元件间断地产生高低变化的矩形波信号。,a)磁路截断时,b)磁路接通时,霍尔元件及放大电路,叶轮,磁铁,.,2)大众-有分电器1）结构（桑塔纳）永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。触发叶轮：安装在分电器轴上，缸数相等的四个叶片（50）和四个窗口（40）。霍尔集成电路：安装在分电器上，位于触发叶轮的外测。,.,2）工作原理叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0，输出高电平叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出低电平。,.,发动机不停地运转，产生数字脉冲信号，信号的频率随发动机转速的增大而增大。叶轮叶片的数目决定信号数目，叶轮的形状决定信号波形。,.,3)切诺基-无分电器,.,(1)输出信号,窗口,叶片,.,（2）结构信号盘、霍尔传感器、永久磁铁,.,（3）工作原理,信号盘随着曲轴转动时，缺齿与霍尔传感器正对时导致气隙变化，霍尔电压为高电平。信号盘每转动一周，ECU会接收到8个/12个脉冲信号，根据此信号可以计算出发动机的转速。但是无法判断1缸上止点位置，所以必须和凸轮轴位置传感器配合使用。,.,（4）信号波形,.,（5）霍尔效式传感器检修,一、常见故障：排放超标，油耗增加或运行不良等。二、霍尔效应式传感器及其信号检查1、诊断仪：读取故障代码，检查有无传感器故障记录。2、线路及信号的确认：1）拔下插座，打开点火开关，测量霍尔传感器的三个接线端与搭铁之间的电压，应为12V或5V电源，12V或5V信号参考电压，0V接地。任一不正常应检查相关的电路。,.,2）用万用表检测信号输出电压是否正常；一般怠速时约为2.5V或6.0V左右。人为触发时为0V和5V间或0和12V间变化。3）对于某些车型（如五菱西门子电控系统）：可应用检测仪读取数据流，启动发动机时有否约300转的数据显示。ECU据此信号也可控制油泵、喷油及点火工作等。3、示波器法：可用示波器检测脉冲波形，霍尔式传感器输出为矩形波，凸轮轴每旋转一圈产生一个高低位信号。,.,光电式曲轴转角传感器的工作原理与结构a）工作原理图b）结构图c）转盘1-输出信号2-光敏二极管3-发光二极管4-电源5-转盘6-转子头盖7-密封盖8-波成形电路9-第一缸120信号缝隙10-1信号缝隙11-120信号缝隙,3、光电式凸轮轴/曲轴位置传感器,.,遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；当孔离开光源时，光接收器截止，输出低电平。遮光盘不停旋转，产生脉冲信号。,.,1.结构信号盘信号发生器,（1）日产汽车,.,光电式曲轴位置传感器的结构示意图,.,信号盘,遮光盘（转盘）：安装在分电器轴上，随分电器轴一起转动，外围均布有360个光孔，靠内均布有6个光孔，其中有一个较宽的光孔。遮光盘光孔的数目决定信号数目，光孔的位置和形状决定信号波形。,.,信号发生器,光源（发光二极管）：两只发光二极管通过遮光盘两圈光孔正对着两只光敏二、三极管。光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。,.,2、工作原理,信号盘上有360个透光孔，发动机每工作一个循环，传感器输出360个方波信号，每一个周期的方波信号占2曲轴转角，高低电位持续时间相同，因此各占1曲轴转角，ECU根据高低电位变化的方波信号，可计算出曲轴转角信号。,.,3、信号输出,外圈光孔对应产生2曲轴转角信号，用于计算发动机转速和曲轴转角；内圈光孔对应产生120曲轴转角信号，用于确定曲轴基准位置。分别对应各缸活塞上止点前70，其中较宽的一个光孔对应一缸活塞上止点前70。,.,传感器的信号特点,随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率将越来越大，但信号的振幅基本不变。,.,优点：不受电磁干扰。缺点：受灰尘影响大。光电式传感器的功能