曲轴凸轮轴位置传感器.

第二章传感器第七节曲轴/凸轮轴位置传感器【作用】1、曲轴位置传感器CKPS（CrankshaftPositionSensor）又称为发动机转速与曲轴转角传感器功用：采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入ECU，以便确定点火时刻和喷油时刻。2、凸轮轴位置传感器CMPS（=CamshaftPositionSensor）又称为判缸传感器功用：采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，从而进行顺序喷油控制、点火时刻和爆震控制。【安装位置】1、曲轴位置传感器曲轴前端、飞轮上2、凸轮轴位置传感器凸轮轴前后端【分类】电磁式、霍尔式、光电式HONDA汽车曲轴位置传感器的安装位置一、电磁式曲轴/凸轮轴位置传感器无源传感器1、组成永久磁铁、线圈、信号转子2、工作原理信号盘旋转，当信号盘凸齿接近并对正电磁线圈时，磁场增强；当信号盘凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱。在感应线圈中产生交变的感应电动势，其频率和幅值随发动机转速的增大而增大，根据频率（脉冲数）计量转速。齿顶槽底齿角对正接近齿角对正离去宽齿槽或销钉正对电磁线圈时，产生频率不同的信号，用于确认曲轴基准位置。信号盘一圈产生的信号个数与信号盘的凸齿数相等。凸齿数越多，计量越准确。凸齿形状、间隙、线圈状况影响信号电压。齿顶槽底齿角对正接近齿角对正离去•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=ΔΦ/Δt，E＞0凸齿与探头对齐时，Φ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=ΔΦ/Δt，E＜03、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G、Ne信号与曲轴转角的关系电磁式凸轮轴／曲轴位置传感器电路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°（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（2）曲轴转角检测•信号转子转动一周，产生1个大齿缺信号，所占时间长，对应1缸/4缸上止点•当ECU得到大齿缺信号后，按照每个凸齿和齿缺所占3°的信息，得到曲轴转角的信号。（3）曲轴转角的控制•例：2000r/min116000=2000×58凸齿信号114000=2000×57齿缺信号2000=2000×1大齿缺信号曲轴转一圈所占时间：60000ms/2000=30ms•58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60°0.083ms×60°=5.0ms1缸点火提前角为上止点前20°0.083ms×20°=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）大众-曲轴位置传感器信号输出特点（1）万用表检测（桑塔纳AJR发动机）•测量信号电压：2和3间应有交流电压信号，信号电压或频率随发动机转速的增大而增大。•测量传感器电阻：传感器2和3间的电阻，480Ω～1000Ω。•测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙与规定相符。信号盘应无缺损。•测量屏蔽线：线束端子1与搭铁间的电阻，应为0Ω。VΩΩ6、检测•频率和幅值随转速的增大而增大；•靠除去触发轮上一个齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号；•波形的形状基本一致，在0V电位的上下基本对称；•各个最大（最小）峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。（2）示波器检测•最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障；•图a所示故障波形为齿槽中填有异物造成的；•图b所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成；•如果检测出的波形异常，应更换磁脉冲式曲轴位置传感器（含传感器体和触发轮）。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°信号缝隙二、光电式凸轮轴/曲轴位置传感器有源传感器遮光盘旋转，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2º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120º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70º，其中较宽的一个光孔对应一缸活塞上止点前70º。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。1、密封圈2、分火头3、发光二级管4、光敏二极管5、放大电路6、转子光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路4、电路图•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，一但损坏了分电器轴套或密封垫，或当维修时可能使油污和污物进入敏感区域造成污损，这就可能引起不能起动、失速和断火。•应用：广泛应用于亚洲车型。5、使用1.霍尔效应将霍尔元件垂直放于磁场，通一垂直于磁场的电流，则在垂直于磁场和电流方向产生一电压，霍尔电压。霍尔电压正比于磁场强度B和电流强度I。三、霍尔式曲轴/凸轮轴位置传感器有源传感器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）输出信号窗口叶片3.切诺基-无分电器1）结构信号盘、霍尔传感器、永久磁铁2）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。3）信号波形4）检测（桑塔纳2000AFE发动机）（1）万用表检测•信号线：插好连接器，起动发动机，测量２脚与１脚间的电压，应约为3V。•搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头１脚与搭铁间的电阻，应为0。•电源线：拔下连接器，点火开关ON，测量插头３脚与搭铁间的电压，应为5V。电源线搭铁线信号线（2）示波器检测•数字信号：信号频率随发动机转速的增大而增大。•波形的幅值大多数应满5V，最小0.3V，波形的形状要适当一致，矩形的拐角和垂直沿的一致性要好。4、故障分析曲轴位置传感器失效不起动，熄火曲轴位置传感器的损坏，ECU在连续几次接收不到它的信息时，便会中断喷油和点火信号的输出指令，发动机无法起动，存储故障码。凸轮轴位置传感器失效动力下降、熄火凸轮轴传感器发送1缸压缩上止点位置，如果发生故障，关闭爆震控制，推迟点火。发动机仍然将继续运行，并且能再次起动（同时点火，曲轴位置传感器有标记的）。第二章内容到此结束继续奋斗吧