行业新闻
LIST
行业新闻
详解曲轴位置传感器作用与故障
2024-04-29

曲轴位置传感器是一种关键的发动机管理组件,其主要功能是检测发动机曲轴的位置和转速,并将这些信息传递给汽车的电子控制单元(ECU)。这个传感器对于确保发动机的正确运行至关重要,因为它直接影响到点火正时、燃油喷射时机以及发动机的总体管理。

曲轴位置传感器一般安装在什么位置

曲轴位置传感器一般安装在曲轴前端、凸轮轴前端、分电器内、或飞轮上。

曲轴位置传感器的作用

  1. 确定曲轴转角:通过监测曲轴的即时位置,传感器能够帮助ECU识别发动机的每个工作循环中的特定点,比如活塞上止点,这对于适时点火至关重要。

  2. 测量发动机转速:通过监测曲轴旋转的速度,传感器提供了计算喷油量和点火提前角的基础数据,有助于维持发动机效率和性能。

  3. 缸序判别与点火顺序控制:与凸轮轴位置传感器协作,确定哪个气缸正处于正确的点火阶段,从而控制点火顺序。

  4. 辅助启动过程:在发动机启动时,确保ECU能够准确识别到最佳的点火时机,特别是1缸压缩行程的上止点位置,以顺利启动发动机。

曲轴位置传感器类型

曲轴位置传感器是汽车智能化发展的桥梁,曲轴传感器也称为曲轴位置传感器。它是发动机电控系统中最重要的传感器之一。它提供点火正时(点火提前角)和确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴角度和发动机转速。曲轴位置传感器根据型号不同采用的结构也不同,可分为磁感应式、光电式、霍尔效应式三类。

1、磁感应式:

磁电感应式凸轮轴位置传感器工作原理: 磁电传感器是基于电磁传感器的原理,通过磁电相互作用将其测量并转换为感应电动势。也称为电感式传感器、电式传感器。这类传感器的基本类型是速度传感器,可以直接测量线速度。因为速度、位移、加速度之间存在着内在的关系,即它们之间存在积分或微分关系。因此,如果将集成电路连接到感应电动势的测量电路中,则其输出与位移成正比;如果测量电路连接有微分电路,则其输出与运动的加速度成正比。这样,这种磁传感器可以用来测量运动的位移或加速度。磁电传感器,有时称为电动或电感传感器,仅适用于动态测量。由于输出功率较大,匹配电路比较简单;零位及性能稳定;工作频段一般为10~1000Hz。磁电传感器具有双向转换的特点,利用其逆变换效应可以构成力(扭矩)发生器和电磁激励器。根据电磁感应定律,当W匝线圈在恒定磁场中运动时,通过线圈的磁通量为Φ,线圈中的感应电势e与磁通量的变化率有关dΦ/dt 如下: E=-w (dΦ/dt)

根据这一原理,可设计成变磁通型和恒磁通型两种结构型式,构成测量线速度或角速度的磁电传感器。这种结构有两种类型: 1、变磁通结构: (a)旋转式(变磁); (b) 平移式(可变气隙) 2. 恒定磁通结构: (a) 动圈式; (b) 动铁式。

同时,曲轴位置传感器也是发动机电控系统中最重要的传感器之一。它提供点火正时(点火提前角)和确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角和发动机转速。

2.霍尔效应型:

在汽车点火系统中,有一个由霍尔信号发生器触发的点火系统,该系统的信号发生器是利用霍尔效应原理制成的,因此也称为霍尔电子点火系统。霍尔信号发生器的工作原理是利用霍尔原件的霍尔效应,即只有直流电压和磁场同时作用在霍尔发生器上时,发生器中才能产生电压信号,这个信号使发动机产生点火信号。

霍尔传感器是根据霍尔效应制成的磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,是霍尔于1879年在研究金属导电机制时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而且半导体的霍尔效应比金属强很多。利用这种现象制成的各种霍尔元件广泛应用于工业自动化技术、检测技术、信息处理等领域。

3、光电式:

光电传感器将测量到的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件将光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光敏电阻、光电二极管、光电池、光纤等。光电传感器广泛应用于检测和控制领域。它是一种采用光电元件作为检测元件的传感器。它具有响应快、精度高、非接触等优点,可测量参数多、结构简单、形式灵活多样。 

曲轴位置传感器故障及排除

1.磁感应曲轴位置传感器

磁感应曲轴位置传感器常见的故障是发动机无法启动。对于这个问题,首先是按照常规程序从电路、油路、机械部分检查发动机是否正常,发现点火太晚才是发动机无法启动的真正原因。开始了。解决时,重新连接线路,重新调整分电器,检查点火正时,位置是否正确。

2.光电曲轴传感器

光电曲轴传感器的常见故障是发电机加速不良,有时启动时会自动熄火,并出现高压火花。原因是点火系统工作不好,导致高压打火微弱。这时可以从低压电路、主继电器、高压点火线圈内部短路、发动机控制单元故障、部分机械部件异常磨损等方面考虑。

3.霍尔效应曲轴位置传感器

霍尔效应曲轴位置传感器用于发动机的顺序燃油喷射控制、点火正时控制和爆震控制。当出现故障时,传输的信号不在正常范围内,导致发动机无法启动。解决办法是检查永磁体、导磁板、集成电路是否正常。

曲轴位置传感器的检测方法


在接下来的部分中,道合顺传感将讨论如何测试曲轴位置传感器


(1)磁脉冲曲轴位置传感器的检测

①曲轴位置传感器电阻检测

曲轴位置传感器电路如右图所示。拔出其接线头,用万用表测量传感器端子间电阻,应符合附表规定,否则应更换传感器。

1.jpg

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接线器,当发动机转动时,G1-、G2-、G-端子之间应有脉冲信号输出。如果没有脉冲信号输出,则需要更换传感器。

③传感器线圈与信号转子之间的间隙检测

用测厚仪检查信号转子与传感器线圈突起之间的气隙,间隙为0.2~0.4mm。若间隙不符合要求,则需调整或更换。


(2)光电曲轴位置传感器的检测

光电曲轴位置传感器有两组光电信号发生器,集中安装在分配器内。

测试时,拔下传感器连接器,将点火开关转到“ON”,测量电源电压应为12V,或在传感器端子2和端子1之间连接12V电池电压,并在端子1、3和端子之间连接电流表。 1、4、信号盘转动一圈时,电流表应摆动1~4次,每次应指示1mA,不同型号电压应符合附表规定,否则光电传感器应更换。


(3)霍尔曲轴位置传感器的检测

①检查曲轴位置及转角传感器

用万用表直流电压档测量曲轴位置和角度传感器的电源电压,正常值应为12V;用万用表直流电压档测量启动状态下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、角度信号电压值应为2~3V。

② 测量霍尔传感器的输出电压

断开点火开关,打开分电器盖,拔出分电器盖,连接中央高压线并接地,拔下点火器连接插头上的橡胶套,但连接插头仍插着,将将电压表的两根表笔分别接到3、3端子6上,如下图所示。打开点火开关,沿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,且曲轴旋转2次电压变化4次,否则说明霍尔传感器已损坏有故障,应更换。

③ 模拟霍尔信号发生器的动作

关闭点火开关,打开分电器盖,转动曲轴,使分电器扳机叶轮不在气隙中。将电器盖上中央高压线拔出,使其端部距缸体5~7mm,打开点火开关,用螺丝刀轻轻插拔信号发生器气隙,模拟触发叶轮在气隙中的动作,如上图所示。如果此时高压线末端闪烁,则说明信号发生器是好的;如果不闪烁,则表明信号发生器有故障,应更换。

曲轴位置传感器故障影响

如果曲轴位置传感器损坏,发动机控制单元在启动时无法接收参考信号,点火线圈不会产生高压。打开点火开关2s后,如果发动机未启动,发动机控制单元将切断对燃油泵继电器的控制电压,并停止对燃油泵和点火线圈供电,使车辆无法启动。开始吧。

曲轴位置传感器更换

接下来,我们将讨论曲轴位置传感器的更换

曲轴位置传感器安装在变速箱离合器壳体上(见下图),位于发动机缸体左侧后方,曲轴位置传感器用两个螺栓紧固,用胶带或纸板垫在曲轴下面位置传感器调整传感器的深度,一旦发动机启动(曲轴位置传感器安装后),多余的纸垫应剪掉。新的工厂更换传感器将带有此垫片,如果重新安装原来的曲轴位置传感器,或者更换变速箱和离合器壳体,则必须安装新的垫片。


2.jpg

曲轴位置传感器 (CPS) - 2.5L 发动机

1-曲轴位置传感器 2-变速箱壳体 3-前排气管


拆卸时,在进气歧管后部附近,从主线束上拆下传感器线束,拆下固定曲轴位置传感器线夹的油管安装螺栓上的螺母,拆下曲轴位置传感器安装螺栓,拆下曲轴位置传感器安装螺栓。曲轴位置传感器,拆下曲轴位置传感器线束的夹子。安装时,将曲轴位置传感器的凸头装入变速箱壳体的孔内,使端面平齐。安装并拧紧曲轴位置传感器的两个安装螺栓,扭矩为17-21N·m。将曲轴位置传感器固定到变速箱上的两个螺栓是特制的,以确保传感器与飞轮之间有正确的间隙,不允许用其他螺栓代替专用螺栓。将电线插头连接到曲轴位置传感器,安装传感器线束夹,将夹子安装到燃油管安装螺栓上,然后拧紧夹子安装螺母。


3.jpg

曲轴位置传感器 (CPS) - 4.0L 发动机

1- 曲轴位置传感器 2- 变速箱壳体

曲轴位置传感器在汽车中的作用

磁电感应式曲轴位置传感器在汽车发动机中的作用:

磁电感应速度传感器和曲轴位置传感器安装在上下层分配器内。传感器由永磁体感应检测线圈和转子(定时转子和测速转子)组成,转子随分配器轴旋转。正时转子有一齿、二齿、四齿形式,转速转子有24齿。永磁感应检测线圈固定在分配器本体上。如果知道转速传感器和曲轴位置传感器的信号,以及各气缸的工作顺序,就可以知道各气缸的曲轴位置。磁感应速度传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可以安装在曲轴或凸轮轴上。


霍尔效应曲轴位置传感器在汽车发动机中的作用:

(1)作为分配器中的信号传感器;

(2)用作发动机转速和曲轴转角传感器以及分电器点火系统中的点火脉冲触发器;

(3)用于各种开关;

(4)汽车车速表、里程表;

(5)作为防抱死制动系统(ABS)中的速度传感器;

(6)用作车辆用无刷直流电机中的位置传感器和电流换向器;

(7)适用于各种液体探测器;

(8)各种电力负载的电流检测及工作状态诊断;

(9)在OBD-II车辆诊断装置中进行发动机熄火检测;

(10)作为自动制动系统中的速度传感器(代替手制动);

(11) 电池充电电流控制器。还可应用于导航系统、变速箱控制、汽车生产线自动控制、柔性路面检测等。


光电曲轴位置传感器在汽车发动机中的作用:

光电在汽车中的应用分为以下4类。

(1)光电车高传感器

主动悬架系统由电子控制单元ECU根据车高、车速、转向角和车速、制动等信号控制悬架的执行器,使悬架的刚度、冲击的阻尼力等减振器和车身高度等参数的改变使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。

(2)光电转向传感器

光电转向传感器安装在转向轴管上,用于检测方向盘的中间位置、转向方向、转向角度和转向速度。在电控悬架中,电子控制装置根据车速传感器的信号和转向传感器的信号来判断汽车转弯时侧向力的大小,从而控制车身的侧倾。

(3)光电光传感器

光电光传感器采用硫化镉(CdS)作为半导体元件。当光线照射硫化镉(CdS)时,电阻值会发生相应变化(周围环境较暗时电阻值较大,周围环境较亮时电阻值变小),并能反射周围的光线。将电阻值的变化转换为电阻值的变化,以电信号的形式输入控制器。光电转向传感器安装在转向轴管上,用于检测方向盘的中间位置、转向方向、转向角度、转向速度。在电控悬架中,电子控制装置根据车速传感器的信号和转向传感器的信号来判断汽车转弯时侧向力的大小,从而控制车身的侧倾。

(4)光电车速传感器

光电车速传感器用于数字车速表,由发光二极管、光电晶体管和安装在车速表传动轴上的遮光板组成。数字车速表主要由荧光管、电子控制单元、集成电路IC等组成。车速传感器输出的脉冲信号传输到车速表,通过荧光显示屏显示车辆的速度,并将信号输入到里程表、油表、温度表等。


热门新闻