发动机电控系统的结构与维修5章2.1(转速、角度传感器

发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 第 5 章 控制系统的主要器件 5.2 运行状态传感器主讲：朱明高级技师 .经济师 ,工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 电子控制汽油喷射系统传感器 转速和转角位置传感器及车速传感器v发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2运行状态传感器 p48 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 转速传感器 旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模 拟式和数字式两种。前者的输出信号值是转速的线性函数 ,后者的输出信号频率与转速成正比 ,或其信号峰值间隔与转速成反比。常用的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机等。 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2运行状态传感器 p48 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 转速传感器的任务： 是和信号发生装置配合，将曲轴或与曲轴有联动关系的其他旋转件的转角位置信息传递给电子控制器，使后者能根据转角位置信号的频率得出 1.曲轴转速 (安装在曲轴、凸轮轴或分电器轴上 ) 2.或车速 (只是安装的位置在变速箱输出轴上或在车轮轴上)， 并以某一特定的转角位置信号 (通常是发动机第一缸压缩膨胀上止点或该上止点前的某一特定转角位置 )作为按喷油正时、点火正时发出下一个触发脉冲的定位基准信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2运行状态传感器 p48 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 转速传感器的任务： 是和信号发生装置配合，将曲轴或与曲轴有联动关系的其他旋转件的转角位置信息传递给电子控制器，使后者能根据转角位置信号的频率得出 1.曲轴转速 (安装在曲轴、凸轮轴或分电器轴上 ) 2.或车速 (只是安装的位置在变速箱输出轴上或在车轮轴上)， 并以某一特定的转角位置信号 (通常是发动机第一缸压缩膨胀上止点或该上止点前的某一特定转角位置 )作为按喷油正时、点火正时发出下一个触发脉冲的定位基准信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2运行状态传感器 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 转速传感器的任务： 四冲程发动机当信号发生装置安装在曲轴上时，它只能提供每转一次的转角信号，无法区分其第一缸到达上止点位置的信号是对应于进排气上止点还是压缩膨胀上止点。 因此，四冲程发动机中只有各缸同时或分组 (同组两汽缸同时到上止点 )进行喷油和点火的发动机才可以把信号发生装置装在曲轴上。 当必须判明缸序并实行各缸顺序喷油和顺序点火时，就必须在发动机每循环只转一转的轴上 (如凸轮轴、分电器轴 )安装信号发生盘。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器， 是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。 曲轴位置传感器有三种型式： 1.电磁脉冲式曲轴位置传感器、 2.霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳 2000型轿车和北京切诺基）、 3.光电效应式曲轴位置传感器。 曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。 曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 p48 安装于发动机曲轴飞轮、曲轴皮带轮或凸轮轴、分电器轴上的信号盘与固定在发动机机体上的电磁式传感器组成一个脉冲信号发生器。如图 5-9所示，传感器的电磁铁或永久磁铁发出的磁力线通过信号盘形成回路。当信号盘旋转时，盘边的齿形缺口使传感器与信号盘问的磁隙发生变化，通过感应线圈 5的磁通也随之相应地变化，在线圈的两端就产生了高低交变的感应电动势。这一交变电量经过整形、放大就形成了一连串的脉冲方波信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 改变作为信号发生装置的齿盘的形状， 就可以获得表达不同信息的脉冲信号。 例如， 1. 用齿盘上某个特殊的缺口或突起的 上升沿或下降沿表示第一缸上止点或 止点前某一特定转角位置； 2. 用一定直径的信号盘上的 一个齿宽或一个缺口宽度表示 一定的曲轴转角： 3. 在一定时间间隔内对等 间距的突起或缺口引起的脉冲 记数以得出转速。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 变磁阻式传感器的三种基本类型， 电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器 都可制成转速传感器。 电感式转速传感器 应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。 开磁路式转速传感器（图 4a） 结构比较简单，输出信号较小，不宜在振动剧烈的场合使用。 闭磁路式转速传感器（图 4b） 由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成。 内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器 电磁式传感器所输出的感应电压信号的强弱 (幅值 )与其安装间隙的调整及转速有关。 当感应电压太弱时，就会有丢失部分信号造成计算机误判的问题。利用强磁性的永久磁铁可提高传感器的磁场强度，使其感应信号的电压值提高， 目前一些电磁式传感器可在转速低到 60r min、间隙大到 1 75mm的不利条件下感应电压不低于 400mV， 这就使选用和匹配都比较方便了。 使用永磁的电磁式传感器无需电源， 结构简单，可靠性好，价格低廉， 因而得到了广泛的应用。 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 5 2. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 1、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （ 1）丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器 丰田公司 TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内，其结构如 图 5所示。该传感器分成上、下两部分，上部分产生 G信号，下部分产生 Ne信号，都是利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发生器感应线圈内的磁通变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势，再将它放大后，送入 ECU。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 Ne信号 是检测曲轴转角及发动机转速的信号，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的 1信号。该信号由固定在下半部具有等间隔 24个轮齿的转子（ N0.2正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生如图 6（ a） 所示。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 N0.2正时转子上有 24个齿，故转子旋转 1圈，即曲轴旋转 720时，感应线圈产生 24个交流电压信号。 Ne信号如图 6（ b） 其一个周期的脉冲相当于 30曲轴转角（ 72024=30）。更精确的转角检测，是利用 30转角的时间由 ECU再均分 30等份，即产生 1曲轴转角的信号。发动机的转速由 ECU依照 Ne信号的两个脉冲（ 60曲轴转角）所经过的时间为基准进行计测。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 G信号 用于判别气缸及检测活塞上止点位置， G信号是由位于 Ne发生器上方的凸缘转轮（ No.1正时转子）及其对面对称的两个感应线圈（ G1感应线圈和 G2感应线圈）产生的。其构造如 图 7所示。其产生信号的原理与 Ne信号相同。 G信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 G1、 G2信号 分别检测第 6缸及第 1缸的上止点。 由于 G1、 G2信号发生器设置位置的关系，当产生 G1、 G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点，而是在上止点前 10的位置。 图 8所示为曲轴位置传感器 G1、 G2、 Ne信号与曲轴转角的关系。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 以皇冠 3.0轿车 2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴位置传感器为例说明其检测方法，曲轴位置传感器电路如 图 9所示。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 表 1 曲轴位置传感器的电阻值（ 1）曲轴位置传感器的电阻检查 关闭点火开关，拔开曲轴位置传感器的导线连接器，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（表 1）。如电阻值不在规定的范围内，必须更换曲轴位置传感器。端子 条件 电 阻 值 （ ）G1G- 冷 态 125-200热态 160-235G2-G- 冷 态 125-200热态 160-235Ne G- 冷 态 155-250热态 190-2902、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 （ 2）曲轴位置传感器输出信号的检查 拔下曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时，用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上 G1-G-、 G2-G-、 Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位置传感器。2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室授人以鱼不如授人以渔第 5 章 控制系统的主要器件 （ 3）感应线圈与正时转子的间隙检查 用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙（ 图 10），其间隙应为 0.2-0.4mm。 若间隙不合要求，则须更换分电器壳体总成。2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室zhubob21cn