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曲轴位置传感器的结构_原理与检测诊断

2012-07-14 3页 pdf 157KB 158阅读

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曲轴位置传感器的结构_原理与检测诊断 2005年 第 7 期9 2 MC ApplicationMC应用 MC ApplicationMC MC现代零部件 曲轴位置传感器是电喷发动机 特别是集中控制系统中最重要的传 感器,也是点火系统和燃油喷射系 统共用的传感器。其功能是检测发 动机曲轴转角和活塞上止点,并将 检测信号及时送至发动机电脑,用 以控制点火时刻(点火提前角)和 喷油正时。同时,曲轴位置传感器 亦是测量发动机转速的信号源。因 此,曲轴位置传感器又称发动机转 速与曲轴位置传感器,或称曲轴位 置/判缸/转速传感器。 曲轴位置传感器的结构 与原理 ...
曲轴位置传感器的结构_原理与检测诊断
2005年 第 7 期9 2 MC ApplicationMC应用 MC ApplicationMC MC现代零部件 曲轴位置传感器是电喷发动机 特别是集中控制系统中最重要的传 感器,也是点火系统和燃油喷射系 统共用的传感器。其功能是发 动机曲轴转角和活塞上止点,并将 检测信号及时送至发动机电脑,用 以控制点火时刻(点火提前角)和 喷油正时。同时,曲轴位置传感器 亦是测量发动机转速的信号源。因 此,曲轴位置传感器又称发动机转 速与曲轴位置传感器,或称曲轴位 置/判缸/转速传感器。 曲轴位置传感器的结构 与原理 曲轴位置传感器有多种形式, 随车型的不同而异。就其安装部位 而言,有曲轴前端(日产磁脉冲式、 通用霍尔式)、凸轮轴前端(桑塔纳 2000AJR发动机霍尔式)、飞轮上或 分电器内(丰田TCCS系统磁冲式、 日产公司光电式)。其结构形式也不 完全一样。按传感器产生信号的原 理,可分为磁脉冲式、光电式和霍 尔式三类,可集中安装,也可分置。 1.磁脉冲式曲轴位置传感器 的结构与原理 磁脉冲式曲轴位置传感器应用 最广泛,如日产、丰田TCCS系统和 韩国大宇轿车等。下面以日产公司 磁脉冲式曲轴位置传感器为例,分 析其结构和工作原理。 日产公司磁脉冲式曲轴位置传 感器安装在曲轴前端的带轮之后 (丰田安装于分电器之内)。在带轮 后端设置一个带有细齿的薄圆盘, 是用以产生信号的,常称信号盘。信 号盘和曲轴带轮一起装在曲轴上, 随曲轴一起旋转。在信号的外缘,沿 圆周每隔4°加工一个齿,共有90个 齿。此外,每隔120°布置一个凸缘, 共3个。安装在信号盘边缘的传感器 盒是产生电信号的信号发生器,信 ??????????、 ??????? ■ 四川机电职业技术学院/蔡秀琴 2005年 第 7 期 9 3 MC应用MC ApplicationMC Application MC MC现代零部件 号发生器内有3个永久磁铁,上面绕 有线圈磁头。其中磁头2产生120° 信号(G信号),用于辨别气缸及检 测活塞上止点位置;磁头1和3共同 产生1°信号(Ne信号),用以检测 曲轴转角及发动机转速信号。发动 机转动时,信号盘的齿和凸缘切割 磁头,使其感应线圈内磁场变化,从 而在感应线圈里产生交变的电动势, 再将其滤波整形后,变成脉冲信号, 如图1所示。发动机旋转一圈,在磁 头2上产生三个120°脉冲信号;在 磁头1和3上各产生相位差90°的 90个脉冲信号,经信号合成后向电 脑输送180个脉冲1°的信号。传感 器盒上有四孔电连接器,孔1为120° 信号输出线,孔2为信号放大与整形 电路和电源线,孔3为1°信号输出 线,孔4是接地线。通过该连接器将 曲轴位置传感器的感应信号送至电 脑。电脑根据120°信号判别何缸何 时处于活塞上止点位置,以确定喷 油正时和点火正时;根据1°信号感 知曲轴的转角和发动机转速,以确 定每次循环符合最佳空燃比的喷油 量。 将向电脑输入一缸上止点位置信号 和缸序判别信号(G信号),相当于 磁脉冲曲轴位置传感器120°信号。 3.霍尔效应式曲轴位置传感 器结构与原理 霍尔效应式曲轴位置传感器是 根据霍尔效应原理制成的,它装在 分电器内,由触发叶轮和信号触发 开关等组成。霍尔效应式曲轴位置 传感器仅此是不够的,还需一个同 步信号传感器(同步信号发生器)来 判定霍尔效应式曲轴位置传感器信 号,所明的是哪两个气缸的活塞 在接近上止点,而且接近什么行程 的上止点,即判定出一个气缸活塞 所处的位置,为燃油喷射提供依据。 如北京切诺基霍尔效应式曲轴位置 传感器装在变速器喇叭形壳体(飞 轮壳体)上,桑塔纳2000GSI轿车 (时代超人、俊杰)装在曲轴下端的 圆盘上。而北京切诺基汽车发动机 的同步信号传感器为霍尔效应式, 装于分电器内部,桑塔纳2000GSI (时代超人、俊杰)轿车装于曲轴后 端的圆盘上,为磁感应式。北京切 诺基吉普车同步信号传感器虽然装 于分电器内部,但其信号是控制燃 油喷射系统所必需的,与点火系统 没有关系,此信号丢失,燃油喷射 系统无法工作,发动机就不能工作, 但点火系统却仍能工作。 曲轴位置传感器的检测 1.曲轴位置传感器故障对发 动机工作的影响 曲轴位置传感器是喷射和点火 系统的重要传感器。发动机E C U是 通过曲轴位置传感器感知曲轴(或 活塞)运行位置与发动机转速信息 的,所以它可以控制喷油、计算每 信号盘位于发光二极管和光敏 二极管之间。当信号盘随凸轮轴(或 分电器轴)转动时,因信号盘上有 光孔而产生透光与遮光的交替变化, 使两只光敏二极管交替产生与消除 电动势,从而产生脉冲电压信号。凸 轮轴每转一周(分电器轴转半周), 由360个光孔所控制的电路将输出 360个脉冲信号,每个脉冲信号对应 于凸轮轴1°转角(曲轴2°转角), 此信号作为向电脑输入的转速和转 角信号(N e信号)。由光孔(缝隙) 较宽的一缸上止点位置标记和60° (六缸)或9 0°(四缸)间隔光孔, 2.光电式曲轴位置传感器的 结构与原理 安装光电式曲轴位置传感器的 轿车有:日产公爵(安装于分电器 内)、日产蓝鸟(安装在排气凸轮轴 前端)、日产地平线、日本三菱(安 装在进气凸轮上)、韩国现代(安装 在分电器内部)等轿车。 光电式曲轴位置传感器由信号 发生器和带光孔的信号盘组成。信 号发生器固定安装在固定底座板上, 主要由两只发光二极管、两只光敏 二极管和整形(控制)电路组成。两 只发光二极管分别对着相应的两只 光敏二极管,发光二极管以光敏二 极管为照射目标。信号盘固定在凸 轮轴(或分电器轴)上,与凸轮轴 (分电器轴)一起转动。信号盘边缘 分别刻有360条缝隙(光孔),用来 产生1°信号(2°曲轴转角信号); 在遮光盘边缘稍靠内侧分布着6个 间隔60°的光孔(六缸发动机)或 90°的光孔(四缸发动机),用来产 生曲轴位置信号(120°信号六缸或 180°信号四缸),其中较宽的光孔 是用来判断第一缸活塞上止点位置 的,如图2所示。 图1 日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器原理图 图2 信号盘结构图 2005年 第 7 期9 4 MC ApplicationMC应用 MC ApplicationMC MC现代零部件 图3 磁脉冲式曲轴位置与转角 传感器电路图 车 型 发动机 电源端子号 转角(Ne)端子 位置(G)端子 日产公爵 VG30E1与4 12V2与4(8与搭铁)2.3V 3与4(17与搭铁)0.3V 韩国现代 5V 0.2~1.2V 日产地平线 RB20ET 12V 2~3V 0.8~0.9V 光电式传感器端子电压值 循环喷油量和点火机何时工作,而一些克莱斯勒公司的更为特别,当发 动机接到曲轴位置传感器脉冲信号前是不向点火线圈正极提供电能的。 2.曲轴位置传感器的检测 (1)磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 ①曲轴位置传感器电阻的检测。曲轴位置传感器的电路如图3所示。拔 出其导线插接件,用万用表测量传感器上各端子之间的电阻,应符合附表的 ,否则应更换传感器。 ②曲轴位置传感器输出信号的检 测。拔出曲轴位置传感器的导线插接 件,当转动发动机时,G1-、G2-和G- 端子间应有脉冲信号输出。如果没有 脉冲信号输出,则需更换传感器。 ③传感器线圈与信号转子的间隙 检测。用厚薄规检查信号转子与传感 器线圈凸起之间的空气间隙,其间隙为0.2~0.4mm。若间隙不符合,则 需调整或更换。 仍插接着,将电压表两表笔连接到 3 和6 号端子,如图5所示,接通 点火开关,按发动机旋转方向转动 发动机,观察电压表读数应在0 ~ 7V之间变化,并且曲轴转两圈、电 压变化4次,否则说明霍尔效应发生 器有故障,应予更换。 图5 霍尔传感器输出电压检查图 1.分电器 2.点火控制器 3.点火线圈 4.中央高压线 5.发动机机体 图4 三菱光电式曲轴位置传感 器电路图 (2)光电式曲轴位置传感器的检测 光电式曲轴位置传感器有两组光电 信号发生器,集中安装于分电器中。 图4为三菱汽车曲轴位置传感器与E C U的连接电路图。检测时,拔下传 感器插接件,使点火开关置于 “ON”,测量电源电压应为12V,或 在传感器端子2与端子1之间接 12V蓄电池电压,将电流表接在端 子1 与3、1 与4之间。当转动信号 盘一周时,电流表应摆动1 次或4 次,每次应指示1mA,其不同车型 电压应符合附表的规定,否则应更 换光电式传感器。 (3)霍尔效应式曲轴位置传感器的检测 ①曲轴位置与转角传感器的检查。用万用表直流电压挡测量曲轴位置与 转角传感器的供电电压,正常值应为12V; 用万用表直流电压挡测量起动状 态下该传感器的输出信号电压,曲轴位置信号电压值应为0.8~0.9V,曲轴转 角信号电压值应为2 ~3V。 ②测量霍尔传感器输出电压。断开点火开关,打开分电器盖,拔出分电 器盖上中央高压线并搭铁,拔掉点火器连接插头上的橡胶套管,但连接插头 ③模拟霍尔信号发生器动作。 关闭点火开关,打开分电器盖,转 动曲轴,使分电器触发叶轮不在气 隙中。拔出电器盖上的中央高压线, 使其端部距气缸体5 ~7 m m,接通 点火开关,用螺钉旋具在信号发生 器的气隙中轻轻的插入和拔出,模 拟触发叶轮在气隙中的动作,如图 5 所示。若此时高压线端部跳火,说 明信号发生器等良好;若不跳火,说 明信号发生器有故障,应更换。 结语 由于曲轴位置传感器所 产生的基准信号不仅是点火 基准,而且还是用于汽油喷 射控制的喷油基准,其性能 的好坏直接影响汽车的使 用。因此我们通过以上方法 可以检测、诊断及排除曲轴 位置传感器的故障,从而保 障汽车的使用性能。 文章查询编号:W0727
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