柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理

2022/03/30 13:23 · 傳感器知識資訊 ·  · 柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理已關閉評論
摘要:

柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理曲軸位置傳感器CKPS(=CrankshaftPositionSensor)又稱轉速傳感器作用是檢測曲軸轉角位移,給ECU提供發動機轉速信號和曲軸轉角信號,作為燃油噴射和點火控制的主控信號,也可測定發動機轉速。常與凸輪軸位置傳感器

柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理

曲軸位置傳感器CKPS(=Crankshaft Position Sensor )又稱轉速傳感器作用是檢測曲軸轉角位移,給ECU提供發動機轉速信號和曲軸轉角信號,作為燃油噴射和點火控制的主控信號,也可測定發動機轉速。
常與凸輪軸位置傳感器CMPS(=Camshaft Position Sensor)配合使用。 CMPS用于給ECU提供曲軸轉角基準位置(第一缸壓縮上止點)信號,也作為燃油噴射控制和點火控制的主控信號。

【曲軸位置傳感器安裝位置】
曲軸位置傳感器一般安裝在曲軸前端,飛輪的變速器殼體上(離合器殼/ 飛輪殼)。曲軸、凸輪軸、飛輪或分電器處。兩傳感器有安裝在一起的,也有分開安裝的

曲軸位置傳感器故障原理
曲軸位置傳感器(CKP)是一個磁感應式傳感器,曲軸上的靶輪有58 個齒槽,每個間隔6°,最后一個槽較寬,用于生成同步脈沖,當曲軸轉動時,變磁阻轉子中的槽將改變傳感器的磁場,產生一個感應電壓脈沖,用來識別曲軸轉動方向。
曲軸每轉一周,曲軸位置傳感器就產生58 個基準脈沖信號。發動機控制單元就根據58X基準信號計算發動機轉速和曲軸的位置,這是發動機控制單元控制點火時刻的重要信號。
(汽車維修技術網

由于曲軸脈沖輪上缺2 個齒,發動機控制單元可以識別1缸和4 缸上止點的位置,但是不能分辨1缸和4 缸中的哪一缸是壓縮行程上止點。
當發動機啟動時,為了點火,需要正確識別1缸壓縮行程上止點位置,控制單元要將曲軸位置傳感器信號與安裝在凸輪軸上的凸輪軸位置傳感器信號進行比對。
如果發動機的控制單元沒有接收到轉速信號,發動機不能啟動或在運行中立即停止運轉。

【曲軸位置傳感器類型】
曲軸位置傳感器類型有光電式曲軸位置傳感器、霍爾式曲軸位置傳感器和磁感應式曲軸位置傳感器
光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器的結構和工作原理
組成結構:
由轉盤、發光二極管、光敏二極管和放大器組成。

工作原理:
利用發光二極管作為信號源。隨轉盤轉動,當透光孔與發光二極管對正時,光線照射到光敏二極管上產生電壓信號,經放大電路放大后輸送給ECU。
信號類型:頻率信號
發動機轉速↑→信號頻率↑→信號振幅不變

檢測方法
點火開關轉至ON位,檢測電腦側1和2端子間電壓為12V。脫開曲軸位置傳感器的導線連接器,把點火開關置于“ON”,信號電壓應為4.8-5.2V,搭鐵與地間應為0Ω(導通)。起動發動機,信號電壓大小應符合要求。

霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器的結構和工作原理
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?;魻柺角S位置傳感器安裝在曲軸前端,采用觸發葉片的結構型式。在發動機的曲軸皮帶輪前端固裝著內外兩個帶觸發葉片的信號輪,與曲軸一起旋轉。

信號類型:脈沖頻率信號
發動機轉速↑→信號頻率↑→信號振幅不變

霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器電路及其檢測
電壓檢測
點火開關轉至ON位。
檢測A、C之間的電壓應為8V。
B、C間輸出的信號電壓應為5V到0V交替變化。

電阻檢測
點火開關置于“OFF”位置,拔下曲軸位置傳感器導線連接器,用萬用表Ω檔跨接在傳感器側的端子A-B或A-C間,此時萬用表顯示讀數為∞(開路),如果指示有電阻,則應更換曲軸位置傳感器。

磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器的結構和工作原理
磁感應式曲軸位置傳感器的結構
磁感應式曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內靠近離合器一側的缸體上,主要由信號發生器和信號轉子組成。
信號發生器用螺釘固定在發動機缸體上,由永久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成。傳感線圈又稱為信號線圈,永久磁鐵上帶有一個磁頭,磁頭正對安裝在曲軸上的齒盤式信號轉子,磁頭與磁軛(導磁板)連接而構成導磁回路。
信號轉子為齒盤式,在其圓周上均勻間隔地制作有58個凸齒、57個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺輸出基準信號,對應發動機氣缸1或氣缸4壓縮上止點前一定角度。所以信號轉子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉角為360度。

原理:利用電磁線圈產生的脈沖信號來確定發動機轉速和各缸的工作位置。

磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器工作原理
當曲軸位置傳感器隨曲軸旋轉時,信號轉子每轉過一個凸齒,傳感線圈中就會產生一個周期性交變電動勢(即電動勢出現一次最大值和一次最小值),線圈相應地輸出一個交變電壓信號。因為信號轉子上設有一個產生基準信號的大齒缺,所以當大齒缺轉過磁頭時,信號電壓所占的時間較長,即輸出信號為一寬脈沖信號,該信號對應于氣缸1或氣缸4壓縮上止點前一定角度。 電子控制單元(ECU)接收到寬脈沖信號時,便可知道氣缸1或氣缸4上止點位置即將到來,至于即將到來的是氣缸1還是氣缸4,則需根據凸輪軸位置傳感器輸入的信號來確定。由于信號轉子上有58個凸齒,因此信號轉子每轉一圈(發動機曲軸轉一圈),傳感線圈就會產生58個交變電壓信號輸入電子控制單元。

【信號類型】頻率信號
發動機轉速↑→信號頻率↑→信號振幅↑
磁感應式曲軸傳感器的檢測(以雪佛蘭車為例)

電壓檢測
當發動機轉動時,用示波器檢測曲軸位置傳感器兩端子間脈沖電壓信號輸出的變化。
電阻檢測
點火開關OFF。拔開曲軸位置傳感器的導線連接器,用萬用表的歐姆檔測量曲軸位置傳感器本體電阻值、兩端子與ECU連接線相應針腳之間的電阻值,是否在標準值范圍內。

柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理  第1張

柴油機曲軸傳感器:曲軸傳感器壞了有什么癥狀?

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曲軸位置傳感器壞了有什么癥狀
曲軸位置傳感器故障影響  如果曲軸位置傳感器損壞,發動機控制單元在啟動時就不能接收到基準信號,點火線圈不會產生高壓電。在打開點火開關的2s后,如果沒有啟動發動機,發動機控制單元就切斷對燃油泵繼電器的控制電壓,停止對燃油泵、點火線圈供電,導致車輛無法啟動?! ∏S位置傳感器股故障現象  1:輕微的(偏差小的)會出現汽車無力,上坡加不起油。?  2:再嚴重點的,沒有怠速,或者怠速狀態發動機嚴重發抖,加油時排氣管發出爆破聲!并偶爾伴隨爆破聲出現加油死火?。ㄍ瑫r包括1)。?  3:偏差太大的,根本無法啟動,有些車型打馬達的時候會聽到發動機內有撞擊聲,那是活塞頂撞到氣門的聲音(先進的汽車不會出現這樣的情況)。?  曲軸位置傳感器故障及解決
  1.磁電感應式?  優點:結構簡單,堅固耐用、耐溫較高,對裝配要求不高。?  缺點:信號易受干擾,ECU需設計相關信號處理電路,精度較低,不適用于帶WT發動機。?  磁電感應式曲軸位置傳感器出現的故障是發動機無法啟動,在檢查發動機狀況時,發現點火過晚是發動機無法啟動的真正原因。?  解決方法:將線路重新接好,重新調整分電器,在檢查點火正時。?  2、霍爾效應式?  優點:輸出為數字信號,精度高。缺點:對裝配要求高,為旋轉敏

  曲軸位置傳感器的作用就是確定曲軸的位置,也就是曲軸的轉角。它通常要配合凸輪軸位置傳感器一起來工作--確定基本點火時刻。
  發動機是在壓縮沖程末開始點火的,發動機電腦通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號來計算的,通過凸輪軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞處于上止點,通過曲軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞是在壓縮沖程中。這樣,發動機電腦知道了該什么時候給哪缸點火了。
  簡而言之,如果是曲軸位置傳感器壞了,就確認不了曲軸的轉角了,發動機電腦收不到曲軸位置傳感器的信號,為了保護發動機就不點火、不噴油了,汽車表現出來的征兆就是沒有高壓電、不噴油、打不著車。

1:輕微的(偏差小的) 會出現汽車無力,上坡加不起油。
2:再嚴重點的,沒有怠速,或者怠速狀態發動機嚴重發抖,加油時排氣管發出爆破聲!并偶爾伴隨爆破聲出現加油死火?。ㄍ瑫r包括1)。
3:偏差太大的,根本無法啟動,有些車型打馬達的時候會聽到發動機內有撞擊聲,那是活塞頂撞到氣門的聲音(先進的汽車不會出現這樣的情況)。
正時錯亂會出現的問題很多,都是機頭里面的損壞,嚴重的,可以叫你大修一次!
不過你放心,正時錯亂這樣的情況不亂發生,只要你一年換一次正時皮帶,安裝時檢查張緊輪,并按要求調整好張緊力度、正時標記安裝,都不會有事的。

曲軸位置傳感器工作原理:
主要有三種類型:磁電感應式、霍爾效應式和光電式。三種類型的工作原理分別為:
1、磁電感應式:
磁電感應式轉速傳感器和曲軸位置傳感器分上、下兩層安裝在分電器內。傳感器由永磁感應檢測線圈和轉子(正時轉子和轉速轉子)組成,轉子隨分電器軸一起旋轉。正時轉子有一、二或四個齒等多種形式,轉速轉子為 24個齒。永磁感應檢測線圈固定在分電器體上。若已知轉速傳感器信號和曲軸位置傳感器信號,以及各缸的工作順序,就可知道各缸的曲軸位置。磁電感應式轉速傳感器和曲軸位置傳感器的轉子信號盤也可安裝在曲軸或凸輪軸上。
2、 霍爾效應式:
霍爾效應式轉速傳感器和曲軸位置傳感器是一種利用霍爾效應的信號發生器?;魻栃盘柊l生器安裝在分電器內,與分火頭同軸,由封裝的霍爾芯片和永久磁鐵作成整體固定在分電器盤上。觸發葉輪上的缺口數和發動機氣缸數相同。當觸發葉輪上的葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間,霍爾觸發器的磁場被葉片旁路,這時不產生霍爾電壓,傳感器無輸出信號;當觸發葉輪上的缺口部分進入永久磁鐵和霍爾元件之間時,磁力線進入霍爾元件,霍爾電壓升高,傳感器輸出電壓信號。
3、光電式:
光電式曲軸位置傳感器一般裝在分電器內,由信號發生器和帶光孔的信號盤組成。其信號盤與分電器軸光電式一起轉動,信號盤外圈有 360條光刻縫隙,產生曲軸轉角 1 °的信號;稍靠內有間隔 60 °均布的 6 個光孔,產生曲軸轉角 120 °的信號,其中 1 個光孔較寬,用以產生相對于 1 缸上止點的信號。信號發生器安裝在分電器殼體上,由二只發光二極管、二只光敏二極管和電路組成。發光二極管正對著光敏二極管。信號盤位于發光二極管和光敏二極管之間,由于信號盤上有光孔,則產生透光和遮光交替變化現象。當發光二極管的光束照到光敏二極管時,光敏二極管產生電壓;當發光二極管光束被檔住時,光敏二極管電壓為0 。這些電壓信號經電路部分整形放大后,即向電子控制單元輸送曲軸轉角為 1 °和 120°時的信號,電子控制單元根據這些信號計算發動機轉速和曲軸位置。
曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內,是控制系統中最重要的傳感器之一。其作用有:檢測發動機轉速,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。

柴油機曲軸傳感器:曲軸位置傳感器壞了有什么癥狀

描述

  曲軸位置傳感器故障影響
  如果曲軸位置傳感器損壞,發動機控制單元在啟動時就不能接收到基準信號,點火線圈不會產生高壓電。在打開點火開關的2s后,如果沒有啟動發動機,發動機控制單元就切斷對燃油泵繼電器的控制電壓,停止對燃油泵、點火線圈供電,導致車輛無法啟動。
  曲軸位置傳感器股故障現象
  1:輕微的(偏差小的) 會出現汽車無力,上坡加不起油。
  2:再嚴重點的,沒有怠速,或者怠速狀態發動機嚴重發抖,加油時排氣管發出爆破聲!并偶爾伴隨爆破聲出現加油死火?。ㄍ瑫r包括1)。
  3:偏差太大的,根本無法啟動,有些車型打馬達的時候會聽到發動機內有撞擊聲,那是活塞頂撞到氣門的聲音(先進的汽車不會出現這樣的情況)。
  曲軸位置傳感器故障及解決
  1.磁電感應式
  優點:結構簡單,堅固耐用、耐溫較高,對裝配要求不高。
  缺點:信號易受干擾,ECU需設計相關信號處理電路,精度較低,不適用于帶WT發動機。
  磁電感應式曲軸位置傳感器出現的故障是發動機無法啟動,在檢查發動機狀況時,發現點火過晚是發動機無法啟動的真正原因。
  解決方法:將線路重新接好,重新調整分電器,在檢查點火正時。
  2、霍爾效應式
  優點:輸出為數字信號, 精度高。缺點:對裝配要求高,為旋轉敏感性安裝,且集成有電器元件,有EMC要求。
  霍爾效應式曲軸位置傳感器是對發動機進行順序噴油、點火時刻和爆震控制,發生故障時是傳輸信 號不在正常范圍內。
  解決方法:檢查永久磁鐵、導磁板以及集成電路是否正常。
  3、光電式
  光電式曲軸傳感器出現的故障是發動機加速不良,發動時會出現自動熄火的現象,而且有時還會出現高壓電火花。出現的原因是點火系統_工作不良,造成高壓火弱。
  解決方法:檢查低壓電路、主繼電器、高壓點火線圈內部短路、發動機控制單元有故障以及部分機械部件磨損異常狀況。
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柴油機曲軸傳感器:各類型曲軸位置傳感器的結構和工作原理  第2張

柴油機曲軸傳感器:曲軸位置傳感器壞了有哪些癥狀

1、磁電感應式
曲軸位置傳感器壞了的癥狀:
1、曲軸位置傳感器的作用就是確定曲軸的位置,也就是曲軸的轉角。它通常要配合百凸輪軸位置傳感器一起來工作--確定基本點火時刻;
2、發動機是在壓縮沖程末開始點火的,發動機電腦通度過曲軸位置傳感器問和凸輪軸位置傳感器的信號來計算的,通過凸輪軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞處于上止點,通過曲軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞是答在壓縮沖程中。這樣,發動機電腦知道了該什么時候給哪缸點火了;
3、簡而言之,如果是曲軸位置傳感器壞了,就確認不了曲軸的轉角了,發動機版電腦收不到曲軸位置傳感器的信號,為了保護發動機就不點火、不權噴油了,汽車表現出來的征兆就是沒有高壓電、不噴油、打不著車。
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