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曲軸位置傳感器

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曲軸位置傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一,它提供點(diǎn)火時(shí)刻(點(diǎn)火提前角)、確認(rèn)曲軸位置的信號(hào),用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。曲軸位置傳感器所采用的結(jié)構(gòu)隨車型不同而不同,可分為磁脈沖式、光電式和霍爾式三大類。它通常安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、飛輪上或分電器內(nèi)。

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曲軸位置傳感器工作原理

曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內(nèi),是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。其作用有:檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,因此又稱為轉(zhuǎn)速傳感器;檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置,故也稱為上止點(diǎn)傳感器,包括檢測(cè)用于控制點(diǎn)火的各缸上止點(diǎn)信號(hào)、用于控制順序噴油的第一缸上止點(diǎn)信號(hào)。

曲軸傳感器主要有三種類型:磁電感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式和光電式。

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曲軸位置傳感器拆裝

曲軸位置傳感器安裝在變速箱離合器殼體上,位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體左側(cè)后面,曲軸位置傳感器是用二條螺栓緊固的,用帶膠紙墊或紙板墊墊到曲軸位置傳感器的底面上,以調(diào)節(jié)傳感器的深度,一旦發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后(在曲軸位置傳感器裝好之后),紙墊的多余部分應(yīng)被剪掉。新出廠的備用傳感器將帶著這種墊,如果原來的曲軸位置傳感器被重新裝過,或更換變速箱和離合器殼體,就必須裝一個(gè)新的墊片。

拆卸時(shí),在靠近進(jìn)氣歧管的后部,從主線束上拆下傳感器線束,拆下油管安裝螺栓上的固定曲軸位置傳感器導(dǎo)線卡子的螺母,拆下曲軸位置傳感器安裝螺栓,拆下曲軸位置傳感器,拆下曲軸位置傳感器導(dǎo)線線束的夾箍。安裝時(shí),把曲軸位置傳感器的凸頭裝進(jìn)變速箱殼體的孔里使端面齊平。安裝并擰緊曲軸位置傳感器二個(gè)安裝螺栓,其力矩為17-21N·

m。曲軸位置傳感器固定到變速箱的二個(gè)螺栓是特制的,以保證傳感器與飛輪之間有一個(gè)正確的間隙,不允許裝用其他螺栓代替特制的螺栓。把導(dǎo)線插頭連接到曲軸位置傳感器上,裝上傳感器線束卡子,把卡子裝到燃油管安裝螺栓上,擰上卡子的安裝螺母。

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霍爾式曲軸位置傳感器的檢測(cè)

霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理,產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖信號(hào)的。它是利用觸發(fā)葉片或輪齒改變通過霍爾元件的磁場(chǎng)強(qiáng)度,從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號(hào),經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號(hào)。

(1)采用觸發(fā)葉片的霍爾式曲軸位置傳感器

美國GM公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端,采用觸發(fā)葉片的結(jié)構(gòu)型式。在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸皮帶輪前端固裝著內(nèi)外兩個(gè)帶觸發(fā)葉片的信號(hào)輪,與曲軸一起旋轉(zhuǎn)。外信號(hào)輪外緣上均勻分布著18個(gè)觸發(fā)葉片和18個(gè)窗口,每個(gè)觸發(fā)葉片和窗口的寬度為10°弧長;內(nèi)信號(hào)輪外緣上設(shè)有3個(gè)觸發(fā)葉片和3個(gè)窗口,3個(gè)觸發(fā)葉片的寬度不同,分別為100°、90°和110°弧長,3個(gè)窗口的寬度亦不相同,分別為20°、30°和10°弧長。由于內(nèi)信號(hào)輪的安裝位置關(guān)系,寬度為100°弧長的觸發(fā)葉片前沿位于第1缸和第4缸上止點(diǎn)(TDC)前75°,90°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第6缸和第3缸上止點(diǎn)前75°,110°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第5缸和第2缸上止點(diǎn)前75°。

霍爾信號(hào)發(fā)生器由永久磁鐵、導(dǎo)磁板和霍爾集成電路等組成。內(nèi)外信號(hào)輪側(cè)面各設(shè)置一個(gè)霍爾信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),每當(dāng)葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時(shí),霍爾集成電路中的磁場(chǎng)即被觸發(fā)葉片所旁路(或稱隔磁),這時(shí)不產(chǎn)生霍爾電壓;當(dāng)觸發(fā)葉片離開空氣隙時(shí),永久磁鐵2的磁通便通過導(dǎo)磁板3穿過霍爾元件這時(shí)產(chǎn)生霍爾電壓。將霍爾元件間歇產(chǎn)生的霍爾電壓信號(hào)經(jīng)霍爾集成電路放大整形后,即向ECU輸送電壓脈沖信號(hào),外信號(hào)輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生18個(gè)脈沖信號(hào)(稱為18X信號(hào)),1個(gè)脈沖周期相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)20°轉(zhuǎn)角的時(shí)間,ECU再將1個(gè)脈沖周期均分為20等份,即可求得曲軸旋轉(zhuǎn)1°所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,并根據(jù)這一信號(hào),控制點(diǎn)火時(shí)刻。該信號(hào)的功用相當(dāng)于光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生1°信號(hào)的功能。內(nèi)信號(hào)輪每旋轉(zhuǎn)1周產(chǎn)生3個(gè)不同寬度的電壓脈沖信號(hào)(稱為3X信號(hào)),脈沖周期均為120°曲軸轉(zhuǎn)角的時(shí)間,脈沖上升沿分別產(chǎn)生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止點(diǎn)前75°作為ECU判別氣缸和計(jì)算點(diǎn)火時(shí)刻的基準(zhǔn)信號(hào),此信號(hào)相當(dāng)于前述光電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的120°信號(hào)。

(2)采用觸發(fā)輪齒的霍爾式曲軸位置傳感器

克萊斯勒公司的霍爾式曲軸位置傳感器安裝在飛輪殼上,采用觸發(fā)輪齒的結(jié)構(gòu)。同時(shí)在分電器內(nèi)設(shè)置同步信號(hào)發(fā)生器,用以協(xié)助曲軸位置傳感器判別缸號(hào)。北京切諾基車的霍爾式曲軸位置傳感器,在2.5L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上有8個(gè)槽,分成兩組,每4個(gè)槽為一組,兩組相隔180°,每組中的相鄰兩槽相隔20°。在4.OL六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上有12個(gè)槽,4個(gè)槽為一組,分成三組,每組相隔120°,相鄰兩槽也間隔20°。

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