发动机曲轴凸轮轴位置传感器概要课件

1、(最新整理)发动机曲轴凸轮轴位置传感器概要2021/7/261曲 轴、凸 轮 轴 位 置 传 感 器2021/7/2621. 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。2021/7/263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

2、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2021/7/264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。2021/7/265二、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。2021/7/2661.曲轴、凸轮轴

3、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2021/7/2671.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2021/7/2681.曲轴、凸轮轴位置传感器概述光电式曲轴位置传感器2021/7/269三、常见类型：1、电磁感应式2、霍尔效应式3、光电式2021/7/26101、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2021/7/26112）工作原理2021/7/2612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

4、的大小与触发轮齿转速成正比。信号轮线圈永久磁铁2021/7/2613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，E 02021/7/26143)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。2021/7/26154)丰田车-有分电器2021/7/2616G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2021/7/26175)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

5、齿+3个齿缺） （58+2）+（57+3）=120 360/120=3 每个齿缺/凸齿占3 大齿缺占152021/7/2618 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2021/7/2619（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/min2021/7/2620 曲轴转一圈所占时间： 60 000ms/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： 3

6、0/（58+57+5）5=1.25ms2021/7/2621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 2021/7/2622假设大齿缺后第一个凸齿信号为上止点前60 0.083ms60=5.0ms 1缸点火提前角为上止点前20 0.083ms20=1.67ms ECU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）2021/7/26236)磁感应式传感器检修一、常见故障：无法起动发动机

7、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。2021/7/26242、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。2021/7/2625霍尔效应通有电流I的白金导体（半导体）垂直

8、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2021/7/26261) 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2021/7/26272) 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，

9、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。2021/7/26282）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。2021/7/2629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。2021/7/26303)切诺基-无分电器2021/7/2631(1)输出信号窗口叶片2021/7/2632（2）结构 信号盘 、霍尔传感器、永久磁铁2021/

10、7/2633（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。2021/7/2634（4）信号波形2021/7/2635（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

11、号参考电压，0V接地。任一不正常应检查相关的电路。2021/7/26362）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。2021/7/2637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

12、 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2021/7/2638 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。2021/7/26391.结构 信号盘 信号发生器（1）日产汽车2021/7/2640光电式曲轴位置传感器的结构示意图2021/7/2641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

13、和形状决定信号波形。2021/7/2642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。2021/7/26432、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。2021/7/26443、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。2021/7/2645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。2021/7/2646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元件通常被密封得很好，一