最新发动机电控系统的结构与维修5章21转速角度传感器幻灯片.ppt
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1、发动机电控系统的结构与维发动机电控系统的结构与维修修5章章21转速角度传感器转速角度传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 电子控制汽油喷射系统传感器电子控制汽油喷射系统传感器 转速和转角位置传感器转速和转角位置传感器及车速传感器及车速传感器v发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统
2、的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 发动机电控
3、系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器1电磁式传感器电磁式传感器 p48 安装于发动机曲轴飞轮、曲轴皮带轮或凸轮轴、分电器轴上的信号安装于发动机曲轴飞轮、曲轴皮带轮或凸轮轴、分电器轴上的
4、信号盘与固定在发动机机体上的电磁式传感器组成一个脉冲信号发生器。盘与固定在发动机机体上的电磁式传感器组成一个脉冲信号发生器。如图如图5-9所示,传感器的电磁铁或永久磁铁发出的磁力线通过信号盘所示,传感器的电磁铁或永久磁铁发出的磁力线通过信号盘形成回路。当信号盘旋转时,盘边的齿形缺口使传感器与信号盘问的形成回路。当信号盘旋转时,盘边的齿形缺口使传感器与信号盘问的磁隙发生变化,通过感应线圈磁隙发生变化,通过感应线圈5的磁通也随之相应地变化,在线圈的的磁通也随之相应地变化,在线圈的两端就产生了高低交变的感应电动势。这一交变电量经过整形、放大两端就产生了高低交变的感应电动势。这一交变电量经过整形、放大
5、就形成了一连串的脉冲方波信号。就形成了一连串的脉冲方波信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室
6、授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器1电磁式传感器电磁式传感器 改变作为信号发生装置的齿盘的形状,改变作为信号发生装置的齿盘的形状,就可以获得表达不同信息的脉冲信号。就可以获得表达不同信息的脉冲信号。例如,例如,1. 用齿盘上某个特殊的缺口或突起的用齿盘上某个特殊的缺口或突起的上升沿或下降沿表示第一缸上止点或上升沿或下降沿表示第一缸上止点或止点前某一特定转角位置;止点前某一特定转角位置;2. 用一定直径的信号盘上的用一定直径的信号盘上的一个齿宽或一个缺口宽度表示一
7、个齿宽或一个缺口宽度表示一定的曲轴转角:一定的曲轴转角:3. 在一定时间间隔内对等在一定时间间隔内对等间距的突起或缺口引起的脉冲间距的突起或缺口引起的脉冲记数以得出转速。记数以得出转速。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 变磁阻式传感器的三种基本类型,电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器电感式转速传感器应用较广,它利用磁通变化而产生感应电势,其
8、电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路式转速传感器(图开磁路式转速传感器(图4a)结构比较简单,输出信号较小,不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器(图闭磁路式转速传感器(图4b)由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时,由于内、外齿轮的相对运动,产生磁阻变化,在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和
9、转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器 电磁式传感器所输出的感应电压信号的强弱电磁式传感器所输出的感应电压信号的强弱(幅值幅值)与其安与其安装间隙的调整及转速有关。装间隙的调整及转速有关。 当感应电压太弱时,就会有丢失部分信号造成计算机误判当感应电压太弱时,就会有丢失部分信号造成计算机误判的问题。利用强磁
10、性的永久磁铁可提高传感器的磁场强度,的问题。利用强磁性的永久磁铁可提高传感器的磁场强度,使其感应信号的电压值提高,使其感应信号的电压值提高, 目前一些电磁式传感器可在转速低到目前一些电磁式传感器可在转速低到60rmin、间隙大、间隙大到到175mm的不利条件下感应电压不低于的不利条件下感应电压不低于400mV, 这就使选用和匹配都比较方便了。这就使选用和匹配都比较方便了。 使用永磁的电磁式传感器无需电源,使用永磁的电磁式传感器无需电源, 结构简单,可靠性好,价格低廉,结构简单,可靠性好,价格低廉, 因而得到了广泛的应用。因而得到了广泛的应用。 发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授
11、人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角
12、位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 1电磁式传感器电磁式传感器发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 1、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 (1)丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器)丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器 丰田公司丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内,其结系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内,其结构如构如图图5所示。该传感器分成上、下两部分,上部分产生所示。该传感器分成上、下两部分,上部分产
13、生G信号,下部分产生信号,下部分产生Ne信号,都是利用带有轮齿的转子旋转时,使信号发生器感应线圈内的磁通信号,都是利用带有轮齿的转子旋转时,使信号发生器感应线圈内的磁通变化,从而在感应线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后,送入变化,从而在感应线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后,送入ECU。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 Ne信号信号是检测是检测曲轴转角及发动机转速曲轴转角及发动机转速的信号,相当于日产公的信号,相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传司磁脉冲式曲轴位置传感器的感器的1信
14、号。该信信号。该信号由固定在下半部具有号由固定在下半部具有等间隔等间隔24个轮齿的转子个轮齿的转子(N0.2正时转子)及固正时转子)及固定于其对面的感应线圈定于其对面的感应线圈产生产生如图如图6(a)所示。所示。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 N0.2正时转子上有正时转子上有24个齿,故转子旋转个齿,故转子旋转1圈,即曲轴旋转圈,即曲轴旋转720时,感应时,感应线圈产生线圈产生24个交流电压信号。个交流电压信号。Ne信号如图信号如图6(b)其一个周期的脉冲相当)其一个周期的脉冲相当于于3
15、0曲轴转角(曲轴转角(72024=30)。更精确的转角检测,是利用)。更精确的转角检测,是利用30转角的时间由转角的时间由ECU再均分再均分30等份,即产生等份,即产生1曲轴转角的信号。发动机的曲轴转角的信号。发动机的转速由转速由ECU依照依照Ne信号的两个脉冲(信号的两个脉冲(60曲轴转角)所经过的时间为基曲轴转角)所经过的时间为基准进行计测。准进行计测。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 G信号信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置,用于判别气缸及检测活塞上止点位置,G信号是由位于信号是由
16、位于Ne发生器上方的凸缘转轮发生器上方的凸缘转轮(No.1正时转子)及其对面对称的两个感应线圈(正时转子)及其对面对称的两个感应线圈(G1感应线圈和感应线圈和G2感应线圈)感应线圈)产生的。其构造如产生的。其构造如图图7所示。其产生信号的原理与所示。其产生信号的原理与Ne信号相同。信号相同。G信号也用作计算信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。曲轴转角时的基准信号。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 G1、G2信号信号分别检测第分别检测第6缸及第缸及第1缸的上止点。缸的上止点。由于由于G1、G
17、2信号发生器设置位置的关系,当产生信号发生器设置位置的关系,当产生G1、G2信号时,实际上活信号时,实际上活塞并不是正好达到上止点,而是在上止点前塞并不是正好达到上止点,而是在上止点前10的位置。的位置。图图8所示为曲轴位置所示为曲轴位置传感器传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。信号与曲轴转角的关系。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 以皇冠以皇冠3.0轿车轿车2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴
18、位置型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴位置传感器为例说明其检测方法,曲轴位置传感器电路如传感器为例说明其检测方法,曲轴位置传感器电路如图图9所示。所示。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 表表 1 曲轴位置传感器的电阻值曲轴位置传感器的电阻值(1)曲轴位置传感器的电阻检查)曲轴位置传感器的电阻检查 关闭点火开关,拔开曲轴关闭点火开关,拔开曲轴位置传感器的导线连接器,用位置传感器的导线连接器,用万用表的电阻档测量曲轴位置万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值传感器上各端子间的
19、电阻值(表(表 1)。如电阻值不在规定)。如电阻值不在规定的范围内,必须更换曲轴位置的范围内,必须更换曲轴位置传感器。传感器。端子端子条件条件电阻值(电阻值()G1G-冷态冷态125-200热态热态160-235G2-G-冷态冷态125-200热态热态160-235Ne G-冷态冷态155-250热态热态190-2902、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 (2)曲轴位置传感器输出信号的检查)曲轴位置传感器输出信号的检查 拔下
20、曲轴位置传感器的导线连接器,当发动机转动时,用万用表的电压拔下曲轴位置传感器的导线连接器,当发动机转动时,用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上档检测曲轴位置传感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲电压信端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出,则须更换曲轴位置传感器。号输出。如没有脉冲电压信号输出,则须更换曲轴位置传感器。2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 (3)感应线圈与正时转子的间隙检查)
21、感应线圈与正时转子的间隙检查 用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙(用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙(图图10),其间),其间隙应为隙应为0.2-0.4mm。若间隙不合要求,则须更换分电器壳体总成。若间隙不合要求,则须更换分电器壳体总成。2、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测、实例磁脉冲式曲轴位置传感器的检测发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 2霍尔式传感器霍尔式传感器p49 2霍尔式传感
22、器霍尔式传感器p49发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 2霍尔式传感器霍尔式传感器p49 霍尔式传感器利用霍尔式传感器利用“霍尔效应霍尔效应”产生电压脉冲信号。如产生电压脉冲信号。如图图510所示,当半导体芯片所示,当半导体芯片(霍尔组件霍尔组件)1被磁力线穿过,被磁力线穿过,并有外加电流在垂直于磁力线的并有外加电流在垂直于磁力线的AB方向通过该芯片时,方向通过该芯片时,在芯片与电流和磁力线都垂直的在芯片与电流和磁
23、力线都垂直的CD方向上会产生一个电方向上会产生一个电压差,叫做霍尔电压。压差,叫做霍尔电压。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1 转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 2霍尔式传感器霍尔式传感器当电流为定值时,霍尔电压与磁场强度成正比。因此,当一个不导磁的当电流为定值时,霍尔电压与磁场强度成正比。因此,当一个不导磁的旋转信号盘上的触发叶片旋转信号盘上的触发叶片3进入霍尔传感器的永久磁铁进入霍尔传感器的永久磁铁2和霍尔组件和霍尔组件1之之间的气隙时,磁力线
24、不通过霍尔组件,其输出电压为零,当触发叶片离间的气隙时,磁力线不通过霍尔组件,其输出电压为零,当触发叶片离开该气隙时,才产生霍尔电压。开该气隙时,才产生霍尔电压。 如此,随着信号盘的旋转,霍尔传感器就不断产生电压脉冲信号。如此,随着信号盘的旋转,霍尔传感器就不断产生电压脉冲信号。信号盘用铝材或工程塑料制成,固定于曲轴或凸轮轴上,以其叶片对应信号盘用铝材或工程塑料制成,固定于曲轴或凸轮轴上,以其叶片对应于一定的曲轴转角位置。于一定的曲轴转角位置。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第第5 章章 控制系统的主要器件控制系统的主要器件 52. 1
25、转速和转角位置传感器及车速传感器转速和转角位置传感器及车速传感器 2霍尔式传感器霍尔式传感器霍尔式传感器的磁隙是固定的,因此其感应电压的大小也是固定的。处霍尔式传感器的磁隙是固定的,因此其感应电压的大小也是固定的。处理其放大电路就比较容易。其磁隙中有信号触发片不断扫过,起着自洁理其放大电路就比较容易。其磁隙中有信号触发片不断扫过,起着自洁的作用,不易因积垢而丢失信号。的作用,不易因积垢而丢失信号。但是其价格高于电磁式传感器,又存在供应渠道少的问题,故应用较少。但是其价格高于电磁式传感器,又存在供应渠道少的问题,故应用较少。发动机电控系统的给构与维修 朱明工作室朱明工作室授人以鱼不如授人以渔授人
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