曲轴位置传感器

曲轴位置传感器

【摘要】：曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一,它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同,目前常用的曲轴位置传感器有磁感应式、霍尔效应传感器、光电式传感器。本文还介绍了未来曲轴传感器的发展趋势。

【关键词】：曲轴位置传感器传感器输出发动机电子控制系统霍尔效应万用表导线连接器上止点点火提前角曲轴转角信号检测

1 曲轴位置传感器的检测

1.1曲轴位置传感器的定义.

曲轴位置传感器是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。其功能是检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制点火时刻（点火提前角）和喷油正时。同时，曲轴位置传感器亦是测量发动机转速的信号源。因此，曲轴位置传感器又称发动机转速与曲轴位置传感器，或称曲轴位置/ 判缸/ 转速传感器。

1.2 曲轴位置传感器的结构特点

日产公司生产的光电式曲轴与凸轮轴位置传感器是由分电器改进而成的，主要由信号盘(即信号转子)、信号发生器、配电器、传感器壳体和线束插头等组成。

信号盘是传感器的信号转子，压装在传感器轴上，如图2-22所示。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光孔。其中，外圈制作有360个透光孔(缝隙)，间隔弧度为1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有6个透光孔(长方形孔)，间隔弧度为60。，用于产生各个气缸的上止点信号，其中有一个长方形的宽边稍长，用于产生气缸1的上止点信号。

信号发生器固定在传感器壳体上，它由Ne信号(转速与转角信号)发生器、G信号(上止点信号)发生器以及信号处理电路组成。Ne信号与G信号发生器均由一个发光二极管(LED)和一个光敏晶体管(或光敏二极管)组成，两个LED分别正对着两个光敏晶体管。

1.3 曲轴位置传感器的工作原理

曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。

1.4 曲轴位置传感器的分类

曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。

1.4.1磁电感应式：

磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子（正时转子和转速转子）组成，转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式，转速转子为 24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号，以及各缸的工作顺序，就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。

1.4.2霍尔效应式：

霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内，与分火头同轴，由封装的霍尔芯片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间，霍尔触发器的磁场被叶片旁路，这时不产生霍尔电压，传感器无输出信号；当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，霍尔电压升高，传感器输出电压信号。

1.4.3光电式：

光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内，由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴一起转动，信号盘外圈有 360条光刻缝隙，产生曲轴转角 1 °的信号；稍靠内有间隔60 °均布的 6 个光孔，产生曲轴转角120 °的信号，其中 1 个光孔较宽，用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上，由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，由于信号盘上有光孔，则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被档住时，光敏二极管电压为0 。这些电压信号经电路部分整形放大后，即向电子控制单元输送曲轴转角为 1 °和120°时的信号，电子控制单元根据这些信号计算发动机转速和曲轴位置。

2 曲轴位置传感器的检测（评价指标）

2.1 曲轴位置传感器故障对发动机工作的影响

曲轴位置传感器是喷射和点火系统的重要传感器。发动机E C U 是通过曲轴位置传感器感知曲轴（或活塞）运行位置与发动机转速信息的，所以它可以控制喷油、计算每循环喷油量和点火机何时工作，而一些克莱斯勒公司的设计更为特别，当发动机接到曲轴位置传感器脉冲信号前是不向点火线圈正极提供电能的。

2.2 曲轴位置传感器的检测

2.2.1 磁脉冲式曲轴位置传感器的检测

①曲轴位置传感器电阻的检测。曲轴位置传感器的电路如图1 所示。拔出其导线插接件，用万用表测量传感器上各端子之间的电阻，应符合附表的规定，否

则应更换传感器。

图1 磁脉冲式曲轴位置与转角传感器电路图

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导线插接件，当转动发动机时，G1- 、G2- 和G -端子间应有脉冲信号输出。如果没有脉冲信号输出，则需更换传感器。

③传感器线圈与信号转子的间隙检测。用厚薄规检查信号转子与传感器线圈凸起之间的空气间隙，其间隙为0 . 2～0 . 4 m m 。若间隙不符合要求，则需调整或更换。

2.2.2 光电式曲轴位置传感器的检测

光电式曲轴位置传感器有两组光电信号发生器，集中安装于分电器中。

图2 为三菱汽车曲轴位置传感器与E C U 的连接电路图。检测时，拔下传感器插接件，使点火开关置于“ON ”，测量电源电压应为1 2 V，或在传感器端子2 与端子1 之间接1 2 V 蓄电池电压，将电流表接在端子1 与3 、1 与4 之间。当转动信号盘一周时，电流表应摆动1 次或4次，每次应指示1 m A ，其不同车型电压应符合附表的规定，否则应更换光电式传感器。

图2 三菱光电式曲轴位置传感器电路图

2.2.3 霍尔效应式曲轴位置传感器的检测

①曲轴位置与转角传感器的检查。用万用表直流电压挡测量曲轴位置与

转角传感器的供电电压，正常值应为1 2 V ；用万用表直流电压挡测量起动状态下该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，曲轴转角信号电压值应为2 ～3 V 。

②测量霍尔传感器输出电压。断开点火开关，打开分电器盖，拔出分电器盖上中央高压线并搭铁，拔掉点火器连接插头上的橡胶套管，但连接插头仍插接着，将电压表两表笔连接到3 和6 号端子，如图5 所示，接通点火开关，按发动机旋