一、磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測(cè)
1、磁脈沖式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理
（1）日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器
該曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端的皮帶輪之后，如圖 1所示。在皮帶輪后端設(shè)置一個(gè)帶有細(xì)齒的薄圓齒盤（用以產(chǎn)生信號(hào)，稱為信號(hào)盤），它和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。在信號(hào)盤的外緣，沿著圓周每隔4°有個(gè)齒。共有90個(gè)齒，并且每隔120°布置1個(gè)凸緣，共3個(gè)。安裝在信號(hào)盤邊沿的傳感器盒是產(chǎn)生電信號(hào)信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有3個(gè)在永久磁鐵上繞有感應(yīng)線圈的磁頭，其中磁頭②產(chǎn)生120°信號(hào)，磁頭①和磁頭③共同產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角信號(hào)。磁頭②對(duì)著信號(hào)盤的120°凸緣，磁頭①和磁頭③對(duì)著信號(hào)盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn)角安裝。信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有信號(hào)放大和整形電路，外部有四孔連接器，孔“1”為120°信號(hào)輸出線，孔“2”為信號(hào)放大與整形電路的電源線，孔“3”為1°信號(hào)輸出線，孔“4”為接地線。通過該連接器將曲軸位置傳感器中產(chǎn)生的信號(hào)輸送到ECU。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)盤的齒和凸緣引起通過感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)濾波整形后，即變成脈沖信號(hào)（如圖 2所示）。發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，磁頭②上產(chǎn)生3個(gè)120°脈沖信號(hào)，磁頭①和③各產(chǎn)生90個(gè)脈沖信號(hào)（交替產(chǎn)生）。由于磁頭①和磁頭③相隔3°曲軸轉(zhuǎn)角安裝，而它們又都是每隔4°產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，所以磁頭①和磁頭③所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)相位差正好為90°。將這兩個(gè)脈沖信號(hào)送入信號(hào)放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生曲軸1°轉(zhuǎn)角的信號(hào)（如圖 3所示）。
產(chǎn)生120°信號(hào)的磁頭②安裝在上止點(diǎn)前70°的位置（圖 4），故其信號(hào)亦可稱為上止點(diǎn)前70°信號(hào)，即發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，磁頭②在各缸上止點(diǎn)前70°位置均產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。
（2）豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器
豐田公司TCCS系統(tǒng)用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖 5所示。該傳感器分成上、下兩部分，上部分產(chǎn)生G信號(hào)，下部分產(chǎn)生Ne信號(hào)，都是利用帶有輪齒的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，使信號(hào)發(fā)生器感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再將它放大后，送入ECU。
Ne信號(hào)是檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的1°信號(hào)。該信號(hào)由固定在下半部具有等間隔24個(gè)輪齒的轉(zhuǎn)子（N0.2正時(shí)轉(zhuǎn)子）及固定于其對(duì)面的感應(yīng)線圈產(chǎn)生（如圖 6（a）所示）。
當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒與感應(yīng)線圈凸緣部（磁頭）的空氣間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致通過感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。輪齒*近及遠(yuǎn)離磁頭時(shí)，將產(chǎn)生一次增減磁通的變化，所以，每一個(gè)輪齒通過磁頭時(shí)，都將在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個(gè)完整的交流電壓信號(hào)。N0.2正時(shí)轉(zhuǎn)子上有24個(gè)齒，故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1圈，即曲軸旋轉(zhuǎn)720°時(shí)，感應(yīng)線圈產(chǎn)生24個(gè)交流電壓信號(hào)。Ne信號(hào)如圖 6（b）所示，其一個(gè)周期的脈沖相當(dāng)于30°曲軸轉(zhuǎn)角（720°÷24=30°）。更精確的轉(zhuǎn)角檢測(cè)，是利用30°轉(zhuǎn)角的時(shí)間由ECU再均分30等份，即產(chǎn)生1°曲軸轉(zhuǎn)角的信號(hào)。同理，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由ECU依照Ne信號(hào)的兩個(gè)脈沖（60°曲軸轉(zhuǎn)角）所經(jīng)過的時(shí)間為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)測(cè)。
G信號(hào)用于判別氣缸及檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器120°信號(hào)。 G信號(hào)是由位于Ne發(fā)生器上方的凸緣轉(zhuǎn)輪（No.1正時(shí)轉(zhuǎn)子）及其對(duì)面對(duì)稱的兩個(gè)感應(yīng)線圈（G1感應(yīng)線圈和G2感應(yīng)線圈）產(chǎn)生的。其構(gòu)造如圖 7所示。其產(chǎn)生信號(hào)的原理與Ne信號(hào)相同。G信號(hào)也用作計(jì)算曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)的基準(zhǔn)信號(hào)。
G1、G2信號(hào)分別檢測(cè)第6缸及第1缸的上止點(diǎn)。由于G1、G2信號(hào)發(fā)生器設(shè)置位置的關(guān)系，當(dāng)產(chǎn)生G1、G2信號(hào)時(shí)，實(shí)際上活塞并不是正好達(dá)到上止點(diǎn)（BTDC），而是在上止點(diǎn)前10°的位置。圖 8所示為曲軸位置傳感器G1、G2、Ne信號(hào)與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。
2、磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測(cè)
以皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中使用的磁脈沖式曲軸位置傳感器為例說明其檢測(cè)方法，曲軸位置傳感器電路如圖 9所示。
（1）曲軸位置傳感器的電阻檢查
點(diǎn)火開關(guān)OFF，拔開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表的電阻檔測(cè)量曲軸位置傳感器上各端子間的電阻值（表 1）。如電阻值不在規(guī)定的范圍內(nèi)，必須更換曲軸位置傳感器。
表 1 曲軸位置傳感器的電阻值
端子 條件 電阻值（Ω）
G1-G- 冷態(tài) 125-200
熱態(tài) 160-235
G2-G- 冷態(tài) 125-200
熱態(tài) 160-235
Ne-G- 冷態(tài) 155-250
熱態(tài) 190-290
（2）曲軸位置傳感器輸出信號(hào)的檢查
拔下曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用萬用表的電壓檔檢測(cè)曲軸位置傳感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子間是否有脈沖電壓信號(hào)輸出。如沒有脈沖電壓信號(hào)輸出，則須更換曲軸位置傳感器。
（3）感應(yīng)線圈與正時(shí)轉(zhuǎn)子的間隙檢查
用厚薄規(guī)測(cè)量正時(shí)轉(zhuǎn)子與感應(yīng)線圈凸出部分的空氣間隙（圖 10），其間隙應(yīng)為0.2-0.4mm。若間隙不合要求，則須更換分電器殼體總成。
二、光電式曲軸位置傳感器
1、光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作
（1）日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作
日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器設(shè)置在分電器內(nèi)，它由信號(hào)發(fā)生器和帶縫隙和光孔的信號(hào)盤組成（圖 11）。信號(hào)盤安裝在分電器軸上，其外圍有360條縫隙，產(chǎn)生1°（曲軸轉(zhuǎn)角）信號(hào)；外圍稍*內(nèi)側(cè)分布著6個(gè)光孔（間隔60°），產(chǎn)生120°信號(hào)，其中有一個(gè)較寬的光孔是產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第1缸上止點(diǎn)的120°信號(hào)的，如圖 12所示。
信號(hào)發(fā)生器固裝在分電器殼體上，主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏二極管和電子電路組成（圖 13）。兩只發(fā)光二極管分別正對(duì)著光敏二極管，發(fā)光二極管以光敏二極管為照射目標(biāo)。信號(hào)盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，當(dāng)信號(hào)盤隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因信號(hào)盤上有光孔，產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，造成信號(hào)發(fā)生器輸出表征曲軸位置和轉(zhuǎn)角的脈沖信號(hào)。圖 14所示為光電式信號(hào)發(fā)生器的作用原理。
當(dāng)發(fā)光二極管的光束照射到光敏二極管上時(shí)，光敏二極管感光而導(dǎo)通；當(dāng)發(fā)光二極管的光束被遮擋時(shí)，光敏二極管截止。信號(hào)發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號(hào)送至電子電路放大整形后，即向電控單元輸送曲軸轉(zhuǎn)角1°信號(hào)和120°信號(hào)。因信號(hào)發(fā)生器安裝位置的關(guān)系，120°信號(hào)在活塞上止點(diǎn)前70°輸出。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)2圈，分電器軸轉(zhuǎn)1圈，則1°信號(hào)發(fā)生器輸出360個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖周期高電位對(duì)應(yīng)1°，低電位亦對(duì)應(yīng)1°，共表征曲軸轉(zhuǎn)角720°。與此同時(shí)，120°信號(hào)發(fā)生器共產(chǎn)生6個(gè)脈沖信號(hào)。
（2）“現(xiàn)代SONATA”汽車用光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作
“現(xiàn)代SONATA”，汽車光電式曲軸位置傳感器的工作原理與日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器相似，其信號(hào)盤的結(jié)構(gòu)稍有不同，如圖 15所示。 對(duì)于帶有分電器的汽車，傳感器總成裝于分電器殼內(nèi)；對(duì)于無分電器的汽車，傳感器總成安裝在凸輪軸左端部（從車前向后看）。信號(hào)盤外圈有4個(gè)孔，用來感測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角并將其轉(zhuǎn)化為電壓脈沖信號(hào)，電控單元根據(jù)該信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并控制汽油噴射正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)。信號(hào)盤內(nèi)圈有一個(gè)孔，用來感測(cè)第1缸壓縮上止點(diǎn)（在有些SONATA車上，設(shè)有兩孔，用來感測(cè)第1、4缸的壓縮上止點(diǎn)，目的是為了提高精度），并將它轉(zhuǎn)換成電壓脈沖信號(hào)輸入電控單元，電控單元根據(jù)此信號(hào)計(jì)算出汽油噴射順序。其輸出特性如圖 16所示。
曲軸位置傳感器的線路連接如圖 17所示。其內(nèi)設(shè)有兩個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光敏二極管，當(dāng)發(fā)光二極管照射到信號(hào)盤光孔中的某一孔時(shí)，光線便照射到光敏二極管上，使電路導(dǎo)通。
2、光電式曲軸位置傳感器的檢測(cè)
（1）曲軸位置傳感器的線束檢查
圖 18所示為韓國(guó)“現(xiàn)代SONATA”汽車光電式曲軸位置傳感器連接器（插頭）的端子位置。檢查時(shí)，脫開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，把點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”，用萬用表的電壓檔（圖 19）測(cè)量線束側(cè)4#端子與地間的電壓應(yīng)為12V，線束側(cè)2#端子和3#端子與地間電壓應(yīng)為4.8-5.2V，用萬用表的電阻檔測(cè)量線束側(cè)1#端子與地間應(yīng)為0Ω（導(dǎo)通）。
（2）光電式曲軸位置傳感器輸出信號(hào)檢測(cè)
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