磁感应式曲轴位置传感器的结构原理与检修-精选资料

磁感应式曲轴位置传感器的结构原理与检修
曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入控制单元，以便确定点火时刻和喷油时刻。

曲轴位置传感器工作性能的好坏，直接影响发动机的启动性能。

一、磁感应式传感器的结构与工作原理
磁感应式传感器的结构与工作原理如图1所示。

传感器主要由信号转子、传感线圈、永久磁铁和磁轭组成。

磁力线的路径是：永久磁铁的N极→定子与转子间的气隙→转子凸齿→转子凸齿
与定子磁头间的气隙→磁头→导磁板→永久磁铁S极。

当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性地发生变化，磁路的磁阻和穿过传感线圈磁头的磁通量随之发生周期性地变化。

根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。

当信号转子按顺时针方向旋转时，转子凸齿与磁头间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量增多，磁通变化率增大，感应电动势为正。

当转子凸齿接近磁头边缘时，磁通量急剧增多，磁通变化率最大，感应电动势最高。

当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时，转子凸齿与磁头间的气隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量最大，磁通变化率为零，感应电动势为零。

当转子沿着顺时针方向继续旋转，凸齿离开磁头时，凸齿与磁头间的气隙增大，磁路的磁阻增大，磁通量减少，感应电动势为负值。

由此
可见，信号转子每转过一个凸齿，就在传感线圈中产生一个周期的交变电动势即传感线圈输出端相应地输出一个交变电压信号。

图1 磁感应式传感器的结构与工作原理图
a）凸齿接近磁头，E?0;b）凸齿正对磁头，E=0;c）凸齿离开磁头，E?0
1―信号转子;2―传感线圈;3―永久磁铁;4―磁轭
二、桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器结构与工作原理
1.桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器结构特
点
桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器安装在曲
轴箱内靠近离合器一侧的缸体上，由信号发生器和信号转子组成，如图2所示。

信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上，由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。

永久磁铁上带有一个磁头，磁头正对着曲轴上的齿盘式信号转子安装，磁头与磁轭连接而构成导磁回路。

信号转子为齿盘式，在其圆周上间隔均匀地分布有58个凸齿，其中有57个小齿缺和一个大齿缺。

大齿缺输出基准信号，对应于发动机1缸或4缸压缩上止点前一定角度，每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角为30（58×30+57×30=3450），大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度为150。

信号转子随曲轴一同旋转，曲轴旋转一圈，信号转子也旋转一圈。

图2 桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式
曲轴位置传感器结构
1―气缸体; 2―传感器磁头; 3―信号转子
图3 磁感应式曲轴位置传感器标准波形
图4 故障波形
2.桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器工作原
理
当曲轴位置传感器的信号转子随曲轴旋转时，由磁感应式传感器的工作原理可知，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈相应地输出一个交变电压信号。

当大齿缺转过磁头时，其输出信号为一宽脉冲信号，该信号对应于1缸或4缸压缩上止点前一定角度。

ECU接收到宽脉冲信号时，再根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定即将到达上止点是1缸还是4缸活塞。

因为信号转子上有58个凸齿，因此信号转子每转一圈，传感线圈就会产生58个交变电压信号并输入ECU。

每当曲轴位置传感器的信号转子随发动机曲轴转动一圈，传感线圈就会向ECU输入58个脉冲信号。

如果在1min，ECU接收到曲轴位置传感器145000个信号，ECU便计算出曲轴转速为2500（145000/58=2500）r/min。

ECU根据单位时间内接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量，计算出发动机曲轴的转速。

ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准进行控制。

当ECU接收到大齿缺产生的信号后，再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈初级电流接通时间。

图5 故障波形
三、磁感应式曲轴位置传感器的检测方法
1.外观检查
（1）检查传感器安装状态是否符合要，用非导磁厚薄规测量转子凸齿与磁头之间的气隙，气隙应为0.2～0.4mm，气隙如不符，必须按规定进行调整;
（2）拆下传感器检查磁头部位是否吸附有铁屑;
（3）检查飞轮齿圈上是否有金属杂质。

2.万用表检测
（1）检查屏蔽线是否完好
屏蔽线与两针脚之间阻值应为无穷大，如阻值不是无穷大，则需更换传感器。

（2）线路检查
①点火开关“OFF”;
②拔下线束插头;
③用万用表电阻档分别检测传感器线束插头端子3、2、1与控制单元线束插孔56、63、67之间的电阻值，其阻值最大不超过1.5Ω，如阻值为无穷大，说明导线短路，需要修理或更换线束。

（3）传感器阻值检测
①点火开关“OFF”;
②拔下线束插头;
③用万用表电阻档检测传感器插座上端子“2”与“3”之间信号线圈的电阻值应为450～1000Ω。

如阻值为无穷大，说明信号线圈断路，应更换曲轴位置传感器。

（4）传感器电压检测
①启动发动机;
②拔下线束插头;
③用跨接线将传感器线束插头“2”与“3”的两个端子与ECU对应的线束插孔跨接，用万用表的电压档测量，启动瞬间交流电压为0.8～2.7V，信号电压随发动机转速的增大而增大。

3.KT600解码器检测
（1）检测信号波形
曲轴位置传感器标准波形如图3所示，其特点是：
①波形的形状基本一致，在0V电平的上下基本对称;
②每一个峰值电压相差不多;
③波形频率随车速变化而改变，车速升高，波形频率增加即波形变密。

（2）波形分析
最常见的故障是根本不产生信号，故障原因是传感器线圈有断路故障。

如果示波器显示在零电位时是一条直线，则说明传感器信号系统中有故障。

首先确定示波器到传感器的连接是否正常，然后检查相关的零件（曲轴、凸轮轴）是否旋转、磁感应式曲轴位置传感器的气隙是否适当及传感器头有无故障。

注意：也
有可能是点火模块或发动机ECU中的传感器内部电路搭铁，此时可以用拔下传感器导线连接器后再用波形测试设备测试的方法来判断。

图4所示故障波形原因是齿槽中填有异物造成的。

图5a所示故障波形的特点是一个峰值明显低于其他值，故障原因是触发轮有缺齿或变形;图5b所示故障波形的特点是波形的各个峰值都不等，而且相差很大，故障原因是触发轮松旷。

如检测出的波形异常，应更换磁感应式曲轴位置传感器。