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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)動機電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一,它提供點火時刻(點火提前角)、確認曲軸位置的信號,用于檢測活塞上止點、曲軸轉角及發(fā)動機轉速。曲軸位置傳感器所采用的結構隨車型不同而不同,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。

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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,是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。其作用有:檢測發(fā)動機轉速,因此又稱為轉速傳感器;檢測活塞上止點位置,故也稱為上止點傳感器,包括檢測用于控制點火的各缸上止點信號、用于控制順序噴油的第一缸上止點信號。

曲軸傳感器主要有三種類型:磁電感應式、霍爾效應式和光電式。

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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)動機缸體左側后面,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,以調節(jié)傳感器的深度,一旦發(fā)動機起動之后(在曲軸位置傳感器裝好之后),紙墊的多余部分應被剪掉。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,就必須裝一個新的墊片。

拆卸時,在靠近進氣歧管的后部,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線線束的夾箍。安裝時,把曲軸位置傳感器的凸頭裝進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螺栓是特制的,以保證傳感器與飛輪之間有一個正確的間隙,不允許裝用其他螺栓代替特制的螺栓。把導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

霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應的原理,產生與曲軸轉角相對應的電壓脈沖信號的。它是利用觸發(fā)葉片或輪齒改變通過霍爾元件的磁場強度,從而使霍爾元件產生脈沖的霍爾電壓信號,經放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號。

(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)葉片的結構型式。在發(fā)動機的曲軸皮帶輪前端固裝著內外兩個帶觸發(fā)葉片的信號輪,與曲軸一起旋轉。外信號輪外緣上均勻分布著18個觸發(fā)葉片和18個窗口,每個觸發(fā)葉片和窗口的寬度為10°弧長;內信號輪外緣上設有3個觸發(fā)葉片和3個窗口,3個觸發(fā)葉片的寬度不同,分別為100°、90°和110°弧長,3個窗口的寬度亦不相同,分別為20°、30°和10°弧長。由于內信號輪的安裝位置關系,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(TDC)前75°,90°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第6缸和第3缸上止點前75°,110°弧長的觸發(fā)葉片前沿在第5缸和第2缸上止點前75°。

霍爾信號發(fā)生器由永久磁鐵、導磁板和霍爾集成電路等組成。內外信號輪側面各設置一個霍爾信號發(fā)生器。信號輪轉動時,每當葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時,霍爾集成電路中的磁場即被觸發(fā)葉片所旁路(或稱隔磁),這時不產生霍爾電壓;當觸發(fā)葉片離開空氣隙時,永久磁鐵2的磁通便通過導磁板3穿過霍爾元件這時產生霍爾電壓。將霍爾元件間歇產生的霍爾電壓信號經霍爾集成電路放大整形后,即向ECU輸送電壓脈沖信號,外信號輪每旋轉1周產生18個脈沖信號(稱為18X信號),1個脈沖周期相當于曲軸旋轉20°轉角的時間,ECU再將1個脈沖周期均分為20等份,即可求得曲軸旋轉1°所對應的時間,并根據這一信號,控制點火時刻。該信號的功用相當于光電式曲軸位置傳感器產生1°信號的功能。內信號輪每旋轉1周產生3個不同寬度的電壓脈沖信號(稱為3X信號),脈沖周期均為120°曲軸轉角的時間,脈沖上升沿分別產生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止點前75°作為ECU判別氣缸和計算點火時刻的基準信號,此信號相當于前述光電式曲軸位置傳感器產生的120°信號。

(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)輪齒的結構。同時在分電器內設置同步信號發(fā)生器,用以協(xié)助曲軸位置傳感器判別缸號。北京切諾基車的霍爾式曲軸位置傳感器,在2.5L四缸發(fā)動機的飛輪上有8個槽,分成兩組,每4個槽為一組,兩組相隔180°,每組中的相鄰兩槽相隔20°。在4.OL六缸發(fā)動機的飛輪上有12個槽,4個槽為一組,分成三組,每組相隔120°,相鄰兩槽也間隔20°。

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