凸輪軸傳感器原理：凸輪軸傳感器的原理及作用
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凸輪軸傳感器原理：凸輪軸位置傳感器
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凸輪軸位置傳感器
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凸輪軸位置傳感器是一種傳感裝置，也叫同步信號(hào)傳感器，它是一個(gè)氣缸判別定位裝置，向ECU輸入凸輪軸位置信號(hào)，是點(diǎn)火控制的主控信號(hào)。
中文名
凸輪軸位置傳感器
外文名
Camshaft Position Sensor
也 叫
同步信號(hào)傳感器
功 用
獲取凸輪軸相位信息
目錄
1
普通傳感
2
光電式
?
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
?
工作原理
3
磁感應(yīng)式
凸輪軸位置傳感器普通傳感
編輯
語音
1、功用與類型
凸輪軸位置傳感器(Camshaft Position Sensor，CPS)，其功用是采集凸輪軸動(dòng)角度信號(hào)，并輸入電子控制單元(ECU)，以便確定點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻。凸輪軸位置傳感器(Camshaft Position Sensor，CPS)又稱為氣缸識(shí)別傳感器(Cylinder Identification Sensor，CIS)，為了區(qū)別于曲軸位置傳感器(CPS)，凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號(hào)，并輸入ECU，以便ECU識(shí)別氣缸1壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時(shí)刻控制和爆燃控制。此外，凸輪軸位置信號(hào)還用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)識(shí)別出第一次點(diǎn)火時(shí)刻。因?yàn)橥馆嗇S位置傳感器能夠識(shí)別哪一個(gè)氣缸活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，所以稱為氣缸識(shí)別傳感器。
凸輪軸位置傳感器光電式
編輯
語音
凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
日產(chǎn)公司生產(chǎn)的光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器是由分電器改進(jìn)而成的，主要由信號(hào)盤(即信號(hào)轉(zhuǎn)子)、信號(hào)發(fā)生器、配電器、傳感器殼體和線束插頭等組成。信號(hào)盤是傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)子，壓裝在傳感器軸上。在靠近信號(hào)盤的邊緣位置制作有均勻間隔弧度的內(nèi)、外兩圈透光孔。其中，外圈制作有360個(gè)透光孔(縫隙)，間隔弧度為1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號(hào)；內(nèi)圈制作有6個(gè)透光孔(長(zhǎng)方形孑L)，間隔弧度為60。，用于產(chǎn)生各個(gè)氣缸的上止點(diǎn)信號(hào)，其中有一個(gè)長(zhǎng)方形的寬邊稍長(zhǎng)，用于產(chǎn)生氣缸1的上止點(diǎn)信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器固定在傳感器殼體上，它由Ne信號(hào)(轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào))發(fā)生器、G信號(hào)(上止點(diǎn)信號(hào))發(fā)生器以及信號(hào)處理電路組成。Ne信號(hào)與G信號(hào)發(fā)生器均由一個(gè)發(fā)光二極管(LED)和一個(gè)光敏晶體管(或光敏二極管)組成，兩個(gè)LED分別正對(duì)著兩個(gè)光敏晶體管。
凸輪軸位置傳感器工作原理
信號(hào)盤安裝在發(fā)光二極管(LED)與光敏晶體管(或光敏二極管)之間。當(dāng)信號(hào)盤上的透光孔旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，LED發(fā)出的光線就會(huì)照射到光敏晶體管上，此時(shí)光敏晶體管導(dǎo)通，其集電極輸出低電平(0．1～O．3V)；當(dāng)信號(hào)盤上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到LED與光敏晶體管之間時(shí)，LED發(fā)出的光線就不能照射到光敏晶體管上，此時(shí)光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平(4．8～5．2V)。如果信號(hào)盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，透光孔和遮光部分就會(huì)交替地轉(zhuǎn)過LED而透光或遮光，光敏晶體管集電極就會(huì)交替地輸出高電平和低電平。當(dāng)傳感器軸隨曲軸和配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)盤上的透光孔和遮光部分便從LED與光敏晶體管之間轉(zhuǎn)過，LED發(fā)出的光線受信號(hào)盤透光和遮光作用就會(huì)交替照射到信號(hào)發(fā)生器的光敏晶體管上，信號(hào)傳感器中就會(huì)產(chǎn)生與曲軸位置和凸輪軸位置對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。由于曲軸旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，傳感器軸帶動(dòng)信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)一圈，因此，G信號(hào)傳感器將產(chǎn)生6個(gè)脈沖信號(hào)。Ne信號(hào)傳感器將產(chǎn)生360個(gè)脈沖信號(hào)。因?yàn)镚信號(hào)透光孔間隔弧度為60。，曲軸每旋轉(zhuǎn)120。就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，所以通常G信號(hào)稱為120。信號(hào)。設(shè)計(jì)安裝保證120。信號(hào)在上止點(diǎn)前70。(BTDC70。)時(shí)產(chǎn)生，且長(zhǎng)方形寬邊稍長(zhǎng)的透光孔產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸1上止點(diǎn)前70。，以便ECU控制噴油提前角與點(diǎn)火提前角。因?yàn)镹e信號(hào)透光孔間隔弧度為1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，所以在每一個(gè)脈沖周期中，高、低電平各占1。曲軸轉(zhuǎn)角，360個(gè)信號(hào)表示曲軸旋轉(zhuǎn)720。。曲軸每旋轉(zhuǎn)120。，G信號(hào)傳感器產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，Ne信號(hào)傳感器產(chǎn)生60個(gè)信號(hào)。
凸輪軸位置傳感器磁感應(yīng)式
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語音
圖1
磁感應(yīng)式位置傳感器又可以分為霍爾式和磁電式，前者采用利用霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生固定幅值的位置信號(hào)，如圖1；后者則利用磁感應(yīng)原理，產(chǎn)生幅值隨頻率變化的位置信號(hào)，其幅值隨轉(zhuǎn)速變化范圍從幾百毫伏到上百伏，幅值變化較大。以下是對(duì)傳感器工作原理的具體介紹：
工作原理磁力線穿過的路徑為永久磁鐵N極一定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙一轉(zhuǎn)子凸齒一轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙一磁頭一導(dǎo)磁板一永久磁鐵S極。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁路中的氣隙就會(huì)周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號(hào)線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙減小，磁路磁阻減小，磁通量φ增多，磁通變化率增大(dφ/dt>0)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為正(E>0)。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸齒接近磁頭邊緣時(shí)，磁通量φ急劇增多，磁通變化率最大[dφ/dt=(dφ/dt)max]，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E最高(E=Emax)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過b點(diǎn)位置后，雖然磁通量φ仍在增多，但磁通變化率減小，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E降低。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到凸齒的中心線與磁頭的中心線對(duì)齊時(shí)，雖然轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量φ最大，但是由于磁通量不可能繼續(xù)增加，磁通變化率為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為零。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸齒離開磁頭時(shí)，凸齒與磁頭間的氣隙增大，磁路磁阻增大，磁通量φ減少(dφ/dt< 0)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為負(fù)值。當(dāng)凸齒轉(zhuǎn)到將要離開磁頭邊緣時(shí)，磁通量φ急劇減少，磁通變化率達(dá)到負(fù)向最大值[dφ/df=-(dφ/dt)max]，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也達(dá)到負(fù)向最大值(E=-Emax)。由此可見，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒，傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性交變電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和一次最小值，傳感線圈也就相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。磁感應(yīng)式傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是不需要外加電源，永久磁鐵起著將機(jī)械能變換為電能的作用，其磁能不會(huì)損失。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)動(dòng)的速度將發(fā)生變化，鐵心中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。轉(zhuǎn)速越高，磁通變化率就越大，傳感線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越高。由于轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙直接影響磁路的磁阻和傳感線圈輸出電壓的高低，因此在使用中，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙不能隨意變動(dòng)。氣隙如有變化，必須按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，氣隙一般設(shè)計(jì)在0．2～0．4mm范圍內(nèi)。2)捷達(dá)、桑塔納轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器1)曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：捷達(dá)AT和GTX、桑塔納2000GSi型轎車的磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器安裝在曲軸箱內(nèi)靠近離合器一側(cè)的缸體上，主要由信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成。信號(hào)發(fā)生器用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)線圈，永久磁鐵上帶有一個(gè)磁頭，磁頭正對(duì)安裝在曲軸上的齒盤式信號(hào)轉(zhuǎn)子，磁頭與磁軛(導(dǎo)磁板)連接而構(gòu)成導(dǎo)磁回路。信號(hào)轉(zhuǎn)子為齒盤式，在其圓周上均勻間隔地制作有58個(gè)凸齒、57個(gè)小齒缺和一個(gè)大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號(hào)，對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個(gè)凸齒和三個(gè)小齒缺所占的弧度。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，信號(hào)轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，所以信號(hào)轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為360。，每個(gè)凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為3。(58×3。+57×3。=345。)，大齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為15。(2×3。+3×3。=15。)。2)曲軸位置傳感器工作情況：當(dāng)曲軸位置傳感器隨曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由磁感應(yīng)式傳感器工作原理可知，信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)凸齒，傳感線圈中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性交變電動(dòng)勢(shì)(即電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)一次最大值和一次最小值)，線圈相應(yīng)地輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子上設(shè)有一個(gè)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)的大齒缺，所以當(dāng)大齒缺轉(zhuǎn)過磁頭時(shí)，信號(hào)電壓所占的時(shí)間較長(zhǎng)，即輸出信號(hào)為一寬脈沖信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。電子控制單元(ECU)接收到寬脈沖信號(hào)時(shí)，便可知道氣缸1或氣缸4上止點(diǎn)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(jù)凸輪軸位置傳感器輸入的信號(hào)來確定。由于信號(hào)轉(zhuǎn)子上有58個(gè)凸齒，因此信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈(發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈)，傳感線圈就會(huì)產(chǎn)生58個(gè)交變電壓信號(hào)輸入電子控制單元。每當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，傳感線圈就會(huì)向電子控制單元(ECU)輸入58個(gè)脈沖信號(hào)。因此，ECU每接收到曲軸位置傳感器58個(gè)信號(hào)，就可知道發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)了一圈。如果在1min內(nèi)ECU接收到曲軸位置傳感器個(gè)信號(hào)，ECU便可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速n為2000(n=/58=2000)r/rain；如果ECU每分鐘接收到曲軸位置傳感器個(gè)信號(hào)，ECU便可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速為5000(n=/58=5000)r/min。依此類推，ECU根據(jù)每分鐘接收曲軸位置傳感器脈沖信號(hào)的數(shù)量，便能計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)是電子控制系統(tǒng)最重要、最基本的控制信號(hào)，ECU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)就能計(jì)算出基本噴油提前角(時(shí)間)、基本點(diǎn)火提前角(時(shí)間)和點(diǎn)火導(dǎo)通角(點(diǎn)火線圈一次電流接通時(shí)間)三個(gè)基本控制參數(shù)。捷達(dá)AT和GTx、桑塔納2000GSi型轎車磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)子上大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)，ECU控制噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間是以大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行控制的。當(dāng)ECu接收到大齒缺產(chǎn)生的信號(hào)后，再根據(jù)小齒缺信號(hào)來控制點(diǎn)火時(shí)間、噴油時(shí)間和點(diǎn)火線圈一次電流接通時(shí)間(即導(dǎo)通角)。3)豐田轎車TCCS磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器豐田計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1FCCS)采用的磁感應(yīng)式曲軸與凸輪軸位置傳感器由分電器改進(jìn)而成，由上、下兩部分組成。上部分為檢測(cè)曲軸位置基準(zhǔn)信號(hào)(即氣缸識(shí)別與上止點(diǎn)信號(hào)，稱為G信號(hào))發(fā)生器；下部分為曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào)(稱為Ne信號(hào))發(fā)生器。1)Ne信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：Ne信號(hào)發(fā)生器安裝在G信號(hào)發(fā)生器的下面，主要由No．2信號(hào)轉(zhuǎn)子、Ne傳感線圈和磁頭組成。信號(hào)轉(zhuǎn)子固定在傳感器軸上，傳感器軸由配氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)，軸的上端套裝分火頭，轉(zhuǎn)子外制有24個(gè)凸齒。傳感線圈及磁頭固定在傳感器殼體內(nèi)，磁頭固定在傳感線圈中。2)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào)的產(chǎn)生原理與控制過程：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，配氣凸輪軸便驅(qū)動(dòng)傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙交替發(fā)生變化，傳感線圈的磁通隨之交替發(fā)生變化，由磁感應(yīng)式傳感器工作原理可知，在傳感線圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子有24個(gè)凸齒，所以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，傳感線圈就會(huì)產(chǎn)生24個(gè)交變信號(hào)。傳感器軸每轉(zhuǎn)一圈(360。)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈(720。)，所以一個(gè)交變信號(hào)(即一個(gè)信號(hào)周期)相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)30。(720?！?4=30。)，相當(dāng)于分火頭旋轉(zhuǎn)15。(30?！?=15。)。ECU每接收Ne信號(hào)發(fā)生器24個(gè)信號(hào)，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈、分火頭旋轉(zhuǎn)了一圈。ECU內(nèi)部程序根據(jù)每個(gè)Ne信號(hào)周期所占時(shí)間，即可計(jì)算確定發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速和分火頭轉(zhuǎn)速。為了精確控制點(diǎn)火提前角和噴油提前角，還需將每個(gè)信號(hào)周期所占的曲軸轉(zhuǎn)角(30。角)分得更小。微機(jī)完成這一工作十分方便，由分頻器將每個(gè)Ne信號(hào)(曲軸轉(zhuǎn)角30。)等分成30個(gè)脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)就相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角1。(30?！?0=1。)。如將每個(gè)Ne信號(hào)等分成60個(gè)脈沖信號(hào)，則每個(gè)脈沖信號(hào)相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角0．5。(30。÷60=0．5。)。具體設(shè)定由轉(zhuǎn)角精度要求和程序設(shè)計(jì)確定。3)G信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：G信號(hào)發(fā)生器用來檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置與判別是哪一個(gè)氣缸即將到達(dá)上止點(diǎn)位置等基準(zhǔn)信號(hào)。故G信號(hào)發(fā)生器又稱為氣缸識(shí)別與上止點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器或基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。G信號(hào)發(fā)生器由No．1信號(hào)轉(zhuǎn)子、傳感線圈G1、G2和磁頭等組成。信號(hào)轉(zhuǎn)子帶有兩個(gè)凸緣，固定在傳感器軸上。傳感線圈G1、G2相隔180。安裝，G1線圈產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)第六缸壓縮上止點(diǎn)前10。、G2線圈產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)第一缸壓縮上止點(diǎn)前l(fā)O。。4)氣缸識(shí)別與上止點(diǎn)信號(hào)的產(chǎn)生原理與控制過程：G信號(hào)發(fā)生器的工作原理與Ne信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)的原理相同。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng)傳感器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，G信號(hào)轉(zhuǎn)子(No．1信號(hào)轉(zhuǎn)子)的凸緣便交替經(jīng)過傳感線圈的磁頭，轉(zhuǎn)子凸緣與磁頭之間的氣隙交替發(fā)生變化，在傳感線圈Gl、G2中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。當(dāng)G信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸緣部分接近傳感線圈G1的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G1中產(chǎn)生正向脈沖信號(hào)，稱為G1信號(hào)；當(dāng)G信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸緣部分接近傳感線圈G2時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G2中也產(chǎn)生正向脈沖信號(hào)，稱為G2信號(hào)。當(dāng)G信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸緣部分經(jīng)過G1、G2的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙不變、磁通量不變、磁通變化率為零，因此傳感線圈G1、G2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為零。當(dāng)G信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸緣部分離開G1、G2的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙增大、磁通量減小、磁通變化率為負(fù)，因此傳感線圈G1、G2中將感應(yīng)產(chǎn)生負(fù)向交變電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。傳感器每轉(zhuǎn)一圈(360。)相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720。)，因?yàn)閭鞲芯€圈G1、G2相隔180。安裝，所以G1、G2中各產(chǎn)生一個(gè)正向脈沖信號(hào)。其中G1信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)第六缸，用來檢測(cè)第六缸上止點(diǎn)的位置；G2信號(hào)對(duì)應(yīng)于第一缸，用來檢測(cè)第一缸上止點(diǎn)的位置。電子控制單元檢測(cè)的對(duì)應(yīng)位置實(shí)際上是G轉(zhuǎn)子凸緣的前端接近并與傳感線圈G1、G2的磁頭對(duì)齊時(shí)刻(此時(shí)磁通量最大、信號(hào)電壓為零)的位置，該位置對(duì)應(yīng)于活塞壓縮上止點(diǎn)前10。(BT-DCl0。)位置。
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2020-07-220
電路初學(xué)者
90后，汽車電路，，檢測(cè)，判斷與大家分享
霍爾式凸輪軸位置傳感器工作原理，作用，電路圖，詳細(xì)解說
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2019-12-110
凸輪軸傳感器原理：凸輪軸位置傳感器原理及檢測(cè)維修
汽車電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，它是通過各類傳感器、執(zhí)行器及電子控制元件來維持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的。凸輪軸位置傳感器是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一，通常安裝在分電器內(nèi)，它與之前介紹的曲軸位置傳感器有著相似之處，但又不是完全相同。今天皮卡中國(guó)小編將為大家介紹凸輪軸位置傳感器的知識(shí)。
什么是凸輪軸位置傳感器
凸輪軸位置傳感器也叫同步信號(hào)傳感器，它是一個(gè)氣缸判別定位裝置，向ECU輸入凸輪軸位置信號(hào)，是點(diǎn)火控制的主控信號(hào)。
凸輪軸位置傳感器工作原理
一條直軸上一般裝有許多凸輪，直軸通過機(jī)械傳動(dòng)與被檢測(cè)設(shè)備相聯(lián)，會(huì)隨設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)在圓周上有定的位置移動(dòng)。凸輪會(huì)在需要的位置頂上機(jī)械觸點(diǎn)，讓它斷開或閉合給出信號(hào)即可以控制其設(shè)備了。
凸輪軸位置傳感器作用
凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號(hào)，并輸入ECU，以便ECU識(shí)別氣缸1壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時(shí)刻控制和爆燃控制。
此外，凸輪軸位置信號(hào)還用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)識(shí)別出第一次點(diǎn)火時(shí)刻。因?yàn)橥馆嗇S位置傳感器能夠識(shí)別哪一個(gè)氣缸活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，所以稱為氣缸識(shí)別傳感器。
凸輪軸位置傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)高速化、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。
缺點(diǎn)：不可變性，不能變更動(dòng)作時(shí)間。
凸輪軸位置傳感器與曲軸位置傳感器的區(qū)別
凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，而且通常安裝在一起，只是各車型安裝位置不同，但必須安裝在與曲軸有精確傳動(dòng)關(guān)系的位置處，如曲軸、凸輪軸、飛輪或分電器處。
單純用曲軸傳感器電噴系統(tǒng)的ECU里專門有一個(gè)區(qū)分點(diǎn)火的程序，來分辨汽缸點(diǎn)火順序，它區(qū)別于用兩個(gè)傳感器的方法就是說通俗點(diǎn)就是“計(jì)數(shù)”，曲軸在固定的轉(zhuǎn)數(shù)里運(yùn)行“1-3-4-2”。所以程序能通過“計(jì)數(shù)”區(qū)分出在同一曲軸角度的不同的點(diǎn)火汽缸，所以用一個(gè)傳感器就夠用了，(安裝的時(shí)候也要注意，否則就亂了）。
但是這只是一個(gè)簡(jiǎn)單理論，實(shí)際情況要考慮到其他因素，例如：正時(shí)（包括可變正時(shí)），升程（包括可變升程），點(diǎn)火提前，進(jìn)排氣重疊等等。
凸輪軸位置傳感器檢測(cè)方法
當(dāng)凸輪軸位置傳感器出現(xiàn)故障使信號(hào)中斷時(shí)，用診斷儀可以檢測(cè)出故障信息，從而顯示出凸輪軸位置傳感器故障。它包括兩種檢測(cè)方法：
1、傳感器電源電壓的檢測(cè)
斷開點(diǎn)火開關(guān)，按下傳感器導(dǎo)線連接器插頭，用萬用表的正、負(fù)表分別與連接1與3端子連接，接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，電壓應(yīng)為4.5V以上。如果電壓為零，說明線束存在斷、短路?；駿CU有故障；當(dāng)斷開點(diǎn)火開關(guān)后，應(yīng)繼續(xù)檢測(cè)導(dǎo)線是否存在斷路或短路。
2、導(dǎo)線電阻的檢測(cè)
用萬用表的電阻檢查傳感器的1端子與ECU的62端子、傳感器的2端子與ECU的76端子、傳感器的3端子與ECU的67端子的電阻值，各導(dǎo)線間電阻值應(yīng)不大于1.5歐姆。如果電阻過大或無窮大，說明線束接觸不良或?qū)Ь€斷路，應(yīng)進(jìn)行維修或更換線束。
凸輪軸位置傳感器故障診斷和排除方法1、檢查高壓火花
拔出各分缸高壓線對(duì)缸體試火，檢查高壓火花的強(qiáng)弱，各缸高壓火花正常。
2、檢查火花塞
火花塞正常間隙一般為0.8mm，高能量的電子點(diǎn)火系統(tǒng)火花塞間隙較大，可達(dá)1.2mm。經(jīng)檢查各火花塞的間隙正常。原文地址：
3、檢查空氣濾清器
清潔空氣濾清器的濾網(wǎng)，并檢查濾網(wǎng)有沒有破損。
4、檢查進(jìn)氣系統(tǒng)
有無漏氣檢查空氣流量計(jì)后的進(jìn)氣軟管有沒有破裂。
5、檢查燃油壓力
裝上燃油壓力表，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)檢查油壓，其油壓力為250kpa,拔下燃油壓力調(diào)節(jié)器真空管，壓力為300kpa（正常范圍270-310kpa），熄滅發(fā)動(dòng)機(jī),壓力也維持在150kpa，說明燃油方面沒問題。
6、 檢查汽缸壓力
用汽缸壓力表檢測(cè)各缸的壓力。
7、用正時(shí)槍檢查點(diǎn)火正時(shí)，點(diǎn)火提前角正常。
結(jié)語：一旦凸軸位置傳感器發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)加速無力，排放超標(biāo)，怠速不穩(wěn)等癥狀。 車主們?cè)谄綍r(shí)一定要重視汽車電路的日常保養(yǎng)，特別是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電路日常保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行維修。
拓展內(nèi)容：
曲軸位置傳感器
溫度傳感器
進(jìn)氣壓力傳感器
應(yīng)變式壓力傳感器
凸輪軸傳感器原理：霍爾式凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測(cè)方法
1 霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)
觸發(fā)葉片型霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪的一端，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。它主要由霍爾傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成。它被廣泛使用于大眾汽車上。
圖4 觸發(fā)葉片型霍爾式凸輪軸位置傳感器
信號(hào)轉(zhuǎn)子或叫觸發(fā)葉輪，安裝在進(jìn)氣凸輪上，用螺栓和座圈固定。信號(hào)轉(zhuǎn)子的隔板又叫葉片，在隔板上有一個(gè)窗口，窗口對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)為低電平信號(hào)，隔板對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)為高電平信號(hào)?；魻杺鞲衅髦饕杉呻娐?、永久磁鐵和導(dǎo)磁片組成。
2 霍爾式凸輪軸位置傳感器工作原理
霍爾元件與永磁鐵之間有1mm的間隙，當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子隨進(jìn)氣凸輪軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隔板和窗口從集成電路與永磁鐵之間的間隙中轉(zhuǎn)過。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子的隔板進(jìn)入間隙時(shí)，霍爾集成電路中的磁場(chǎng)被旁路，霍爾元件上沒有磁力線穿過，霍爾電壓為零，集成電路輸出級(jí)三極管截止，傳感器輸出的信號(hào)電壓為高電位，約4.0V；當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子的隔板離開間隙時(shí)，永磁鐵的磁通經(jīng)導(dǎo)磁片和霍爾元件集成電路構(gòu)成回路，這時(shí)產(chǎn)生的霍爾電壓約為2.0V，集成電路輸出級(jí)三極管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號(hào)電壓為0.1V，為低電位。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)不斷地輸入ECU。當(dāng)ECU同時(shí)接收到曲軸位置傳感器大齒缺對(duì)應(yīng)的低電位信號(hào)（15°）和凸輪軸位置傳感器窗口對(duì)應(yīng)的低電位信號(hào)時(shí)，可以識(shí)別出1缸活塞在壓縮上止點(diǎn)、4缸活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對(duì)應(yīng)輸出的信號(hào)控制點(diǎn)火提前角。由于凸輪軸位置傳感器與曲軸位置傳感器同時(shí)輸出信號(hào)，凸輪軸位置傳感器信號(hào)作為判缸信號(hào)，因此凸輪軸位置傳感器也稱為同步信號(hào)傳感器。
3 霍爾式凸輪軸位置傳感器電路連接
霍爾式凸輪軸位置傳感器與ECU的連接電路如圖5所示。該傳感器G40導(dǎo)線連接器有三個(gè)接線端子，1為傳感器電源正極端子；2為傳感器信號(hào)輸出端子；3為傳感器電源負(fù)極端子。這三個(gè)端子分別與ECU的62、76和67端子相連。
圖5 霍爾式凸輪軸位置傳感器與ECU的連接電路
4 霍爾式凸輪軸位置傳感器檢測(cè)方法
當(dāng)凸輪軸位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，ECU可以檢測(cè)到故障信息，使用VAG1551或VAG1552故障診斷儀可以讀取傳感器的故障碼。故障碼顯示出凸輪軸位置傳感器有故障時(shí)，可以用萬用表檢查傳感器電源電壓和導(dǎo)線電阻進(jìn)行故障的判定和排除。
? 檢測(cè)傳感器電源電壓
斷開點(diǎn)火開關(guān)，拔下傳感器導(dǎo)線連接器插頭，用萬用表的正、負(fù)表筆分別與連接器1與3端子相連接，接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，電壓應(yīng)為4.5V以上。若電壓為零，說明線束存在斷、短路，或ECU有故障；當(dāng)斷開點(diǎn)火開關(guān)后，應(yīng)繼續(xù)檢查導(dǎo)線是否存在斷路或短路。
? 檢測(cè)導(dǎo)線電阻
用萬用表的電阻擋檢查傳感器的1端子與ECU的62端子、傳感器的2端子與ECU的76端子、傳感器的3端子與ECU的67端子的電阻值，各導(dǎo)線間電阻值應(yīng)不大于1.5Ω。若電阻過大或?yàn)闊o窮大，則說明線束接觸不良或?qū)Ь€斷路，應(yīng)進(jìn)行維修或更換線束。
再用萬用表電阻擋繼續(xù)檢查傳感器連接器端子1與2、3端子間電阻，或檢查ECU的62端子與76、67端子間電阻，測(cè)得的電阻均應(yīng)為無窮大。若阻值不是無窮大，則說明導(dǎo)線存在短路，應(yīng)進(jìn)行更換。
以上內(nèi)容來自 《汽車傳感器識(shí)別·檢測(cè)·拆裝·維修》 （雙色圖解精華版） 姚科業(yè) 主編
這本書全面介紹了現(xiàn)今汽車上比較常用和新出現(xiàn)的傳感器的安裝位置、結(jié)構(gòu)、工作原理和檢測(cè)方法等。涵蓋了位置（行程和角度）傳感器、溫度傳感器、空氣流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、速度傳感器、爆燃與碰撞傳感器等各類傳感器。
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