7曲轴位置传感器与凸轮位置传感器课件.ppt

1、补充内容及课时分配11第十三章第十三章 发动机电子控制系统组发动机电子控制系统组成及工作原理成及工作原理了解发动机电控技术的分类、原理及组成。了解发动机电控技术的分类、原理及组成。2第十四章第十四章 电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统14-1 电喷系统的分类电喷系统的分类14-2 电喷系统的组成及功能电喷系统的组成及功能了解发动机电喷系统的分类、原理及组成。了解发动机电喷系统的分类、原理及组成。214-3 空气供给系统空气供给系统掌握空气供给系统的组成、分类以及各元掌握空气供给系统的组成、分类以及各元件的结构、原理及监测方法。件的结构、原理及监测方法。掌握燃油供给系统的组成、分类以及各元掌握燃油

2、供给系统的组成、分类以及各元件的结构、原理及监测方法。件的结构、原理及监测方法。21214-4 燃油供给系统燃油供给系统214-5 燃油喷射控制过程燃油喷射控制过程掌握电喷系统的控制策略以及控制方法掌握电喷系统的控制策略以及控制方法2第十五章第十五章 电子控制点火系统电子控制点火系统15-1电子控制点火系统组成及工电子控制点火系统组成及工作原理作原理了解了解电子控制点火系统电子控制点火系统的分类、原理及组的分类、原理及组成。成。21315-2 曲轴位置传感器与凸轮轴曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器位置传感器了解了解曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的原理、结构及监

3、测方法。的原理、结构及监测方法。215-3 点火电路分析与监测点火电路分析与监测15-4 点火提前角与闭合角控制点火提前角与闭合角控制掌握点火电路分析与监测的方法。了解点掌握点火电路分析与监测的方法。了解点火提前角与闭合角控制的控制策略火提前角与闭合角控制的控制策略215-5 爆燃传感器与爆燃控制爆燃传感器与爆燃控制了解了解爆燃传感器的原理、结构及监测方法。爆燃传感器的原理、结构及监测方法。21 1、根据高压分配方式的不同，无分电器的电子点火系统可以分为根据高压分配方式的不同，无分电器的电子点火系统可以分为 和和 两种方式。两种方式。2、电子控制点火系统中的执行器有、电子控制点火系统中的执行器

4、有 、和和 。3 3、曲轴位置传感器向曲轴位置传感器向ECU提供发动机转速、曲轴转角信号，转速信提供发动机转速、曲轴转角信号，转速信号用于计算确定号用于计算确定 ，转角信号用于控制，转角信号用于控制 。4 4、常用的曲轴位置传感器有常用的曲轴位置传感器有 和和 、三种。三种。练练 习习练练 习习曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器本节内容磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器12霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器3 光电式曲轴与凸轮轴位置传感器光电式曲轴与凸轮轴位置传感器 n【安装位置安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一曲轴、凸轮轴

5、、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的起的，也有分开安装的 向ECU提供发动机转速、曲轴转角信号，转速信号用于计算确定点火提前角，转角信号用于控制点火时刻（点火提前角）。一、曲轴位置传感器一、曲轴位置传感器 二、凸轮位置传感器二、凸轮位置传感器 采集凸轮轴的位置信号输入ECU，以便ECU识别1缸压缩上止点，从而进行点火时刻控制和爆震控制。由于凸轮轴位置传感器能够识别是哪一缸活塞即将到达上止点，所以又称其为判缸传感器。同时点火、分组点火只安装一个曲轴位置传感器，并可以产生判缸信号；独立点火、顺序喷射的之类发动机既要安装曲轴位置传感器又要曲轴位置传感器。曲轴位置传感器与凸轮轴位置

6、传感器 通常，有了曲轴位置传感器可以不装凸轮轴位置通常，有了曲轴位置传感器可以不装凸轮轴位置传感器，但是有了凸轮轴位置传感器必须装曲轴位置传感器，但是有了凸轮轴位置传感器必须装曲轴位置传感器。（传感器。（？）在起动时，ECU接收曲轴位置传感器信号后还不能控制点火线圈工作，还要接收凸轮轴位置传感器的参考信号按顺序控制点火。曲轴位置传感器是主传感器，凸轮轴位置传感器只是在点火系统中的一个辅助传感器 参与点火控制的凸轮轴位置传感器，若在运转过程中被拔掉，发动机照常运转。但重新起动时，则需要重复几次，凸轮轴位置传感器的损坏不会造成发动机不能起动。曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的相互关系三、磁感应式曲

7、轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 永磁铁：安装在信号盘的边缘，永磁铁：安装在信号盘的边缘，产生永磁场，穿过信号盘、电产生永磁场，穿过信号盘、电磁线圈等。磁线圈等。电磁线圈：当磁电磁线圈：当磁场变化时，产生场变化时，产生感应电动势，输感应电动势，输出信号。出信号。信号盘：安装在曲轴、凸轮轴或分电器信号盘：安装在曲轴、凸轮轴或分电器轴上，并随之转动，信号盘上均制有若轴上，并随之转动，信号盘上均制有若干凸齿和齿槽（特殊：一宽齿槽或装一干凸齿和齿槽（特殊：一宽齿槽或装一销钉），信号盘形状决定了信号波形。销钉），信号盘形状决定了信号波形。气隙气隙(小于小于2mm)过大，信号弱；过大

8、，信号弱；过小，碰撞过小，碰撞三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 永久磁铁的磁路是；永久磁铁N极一空气隙一信号转子一空气隙一铁心(传感线圈)一永久磁铁S极。转子上的凸齿数转子上的凸齿数与发动机气缸数与发动机气缸数？三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 当发动机未转动时，信号转子不动，通过传感线圈的磁通未发生变化，传感线圈不产生电动势，因而无信号输出。当发动机转动时，信号转子便由分电器轴带动旋转，这时信号转子的凸齿与铁心间的空气隙将发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此在传感线圈中便产生感应电动势。三、磁感应式曲轴与凸轮轴位

9、置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 如果信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间如果信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大。的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大。当信号转子凸齿的齿角与铁心边线相对时，通过传感线圈的磁通急剧增加，当信号转子凸齿的齿角与铁心边线相对时，通过传感线圈的磁通急剧增加，磁通变化率最大；磁通变化率最大；当信号转子转过，虽然磁通仍在增加，但磁通变化率降低；当信号转子转过，虽然磁通仍在增加，但磁通变化率降低；三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器

10、 当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，空气隙最小，通过传感线圈当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，空气隙最小，通过传感线圈的磁通最大，但此时磁通变化率为零。的磁通最大，但此时磁通变化率为零。当信号转子继续顺时针转动时，凸齿与铁心间的空气隙逐渐增大，通过传当信号转子继续顺时针转动时，凸齿与铁心间的空气隙逐渐增大，通过传感线圈的磁通逐渐减小；感线圈的磁通逐渐减小；当信号转子凸齿的齿角正对铁心的边缘时，磁通急剧的减小，通过传感线当信号转子凸齿的齿角正对铁心的边缘时，磁通急剧的减小，通过传感线圈的磁通变化率为负向最大值。圈的磁通变化率为负向最大值。三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式

11、曲轴与凸轮轴位置传感器 输出信号三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 本田车桑塔纳GSi AJR发动机磁感应式曲轴位置传感器 三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 固定在缸体上，固定在缸体上，由永久磁铁、传感线由永久磁铁、传感线圈、线束插头组成圈、线束插头组成桑塔纳GSi AJR发动机磁感应式曲轴位置传感器 三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 5858个凸齿、个凸齿、5757个小齿缺和个小齿缺和一个大齿缺。信号转子随一个大齿缺。信号转子随曲轴一同旋转。大齿缺输曲轴一同旋转。大齿缺输出出基准信号基准

12、信号，对应于发动，对应于发动机机1 1缸或缸或4 4缸压缩上止点前缸压缩上止点前一定角度一定角度。a）结构 b）与ECU的连接1-气缸体 2-传感器（G28）磁头 3-信号转子端子3-点火正时/转速信号线 端子2-信号线负极 端子1-屏蔽线三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 点火正点火正时时/转速转速信号线信号线信号线负极信号线负极屏蔽线屏蔽线三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 当曲轴位置传感器位置传感器随曲轴旋转时，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就会产

13、生一个周期性交变电动势(即电动势出现一次最大值和一次最小值)，线圈相应地输出一个交变电压信号。因为信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺，所以当大齿缺转过磁头时，信号电压所占的时间较长，即输出信号为一宽脉冲信号，该信号对应于气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。电子控制单元(ECU)接收到宽脉冲信号时，便可知道气缸1或气缸4上止点位置即将到来，至于即将到来的是气缸1还是气缸4，则需根据凸轮轴位置传感器位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有58个凸齿，因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈)，传感线圈就会产生58个交变电压信号输入电子控制单元。每当信号转子随发动机曲轴转动一圈，传感线圈就会向

14、电子控制单元(ECU)输入58个脉冲信号。因此，ECU每接收到曲轴位置传感器位置传感器58个信号，就可知道发动机曲轴旋转了一圈。如果在1min内ECU接收到曲轴位置传感器位置传感器116000个信号，ECU便可计算出曲轴转速n？三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 依此类推，ECU根据每分钟接收曲轴位置传感器位置传感器脉冲信号的数量，便能计算出发动机曲轴旋转的转速。发动机转速信号和负荷信号是电子控制系统最重要、最基本的控制信号，ECU根据这两个信号就能计算出基本喷油提前角(时间)、基本点火提前角(时间)和点火导通角(点火线圈一次电流接通时间)三个基本控制参数。三

15、、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器三、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 n霍尔效应 当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应一现象便是霍尔效应四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 永久磁铁：安装在分电器底板上，永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触发叶轮的内侧，与霍尔集成位于触发叶轮的内

16、侧，与霍尔集成电路相对。电路相对。叶片：安装在分叶片：安装在分电器轴上，缸数电器轴上，缸数相等的四个叶片相等的四个叶片（50）和四）和四个窗口（个窗口（40）四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁间转动。四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，产生霍尔电压1.9-2.0V，输出0.1-0.3V的低电平信号电压。当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，产生霍尔电压0V，输出4.8V的高电平信号电压。四、霍尔式

17、曲轴与凸轮轴位置传感器四、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 端子1为电源正极端子（与ECU62 端子连接）。端子2为信号输出端子（与ECU76端子连接）。端子3为电源负极端子（与ECU67端子连接）。桑塔纳2000GLi、2000GSi霍尔式凸轮轴位置传感器 在桑塔纳2000GSi型轿车的电控系统中，既装配有磁感应式曲轴位置传感器，又装配有霍尔式凸轮轴位置传感器。在桑塔纳2000GLi型轿车的电控系统中没有装配曲轴位置传感器，只装有霍尔式凸轮轴位置传感器。桑塔纳2000GLi AFE发动机 桑塔纳2000GSi AJR发动机 霍尔凸轮轴位置传感器安装位置 霍尔凸轮轴位置传感器安装位置1-信号转子信

18、号转子2-霍尔元件霍尔元件3-密封圈密封圈4-防尘罩防尘罩5-分火头分火头6-分电器盖分电器盖1-凸轮轴同步带轮凸轮轴同步带轮2-信号转子信号转子3-霍尔信号发生器霍尔信号发生器工作情况 当隔板（叶片）进入气隙（即在气隙内）时，霍尔元件不产生电压，传感器输出高电平（5V）信号；当隔板（叶片）离开气隙（即窗口进入气隙）时，霍尔元件产生电压，传感器输出低电平信号（0.1V）。曲轴每转两圈霍尔传感器信号端子就转一圈，对应产生一个低电平信号和一个高电平信号，其中低电平信号对应于1缸上止点前一定角度。发动机工作时，磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器产生的信号电压不断输入控制单元ECU。当EC

19、U同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时，便可识别出此时为1缸活塞处于压缩行程、4缸活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。五、光电式曲轴与凸轮轴位置传感器五、光电式曲轴与凸轮轴位置传感器 1 1、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器通常安装、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器通常安装在在 、或分电器内。或分电器内。2 2、磁感应式传感器由、磁感应式传感器由 、三三部分组成。部分组成。3 3、桑塔纳、桑塔纳2000GSi AJR2000GSi AJR发动机磁感应式曲轴位置传感器信发动机磁感应式曲轴位置传感器信号转子上大齿缺输出号转子上大齿缺输出 ，对应于发动机，对应于发动机 。4 4、霍尔式凸轮轴位置传感器主要由、霍尔式凸轮轴位置传感器主要由 、组成。组成。练练 习习1 1、曲轴曲轴位置传感器能够识别是哪一缸活塞即将到达上止点，所以又称其为判缸传感器。（）2、霍尔传感器触发叶轮上的叶片与气缸数相等。（）3、通常，有了曲轴位置传感器可以不装凸轮轴位置传感器，但是有了凸轮轴位置传感器必须装曲轴位置传感器。（）作业：简述曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的作用和相互关系。练练 习习