1 曲轴位置传感器的定义与作用

1.1 曲轴位置传感器的定义

在许多汽车维修书籍中， 曲轴位置传感器单指一个信号即1°信号 （发动机转过1°转角的信号）。 仔细分析， 这种说法是不准确的， 发动机控制单元只得到1°信号是不能判定曲轴所处的位置的。 所以本文所讲的曲轴位置传感器， 不是某一个信号或某一个传感器， 而是一组信号。 将这一组信号传递给发动机控制单元， 再由发动机控制单元进行计算， 才可以准确判断曲轴所处的位置。 具体来说， 这一组信号为： 1°信号、 上止点信号和判缸信号。

1.2 曲轴位置传感器的作用

发动机控制单元根据曲轴位置传感器提供的信号， 确定曲轴所处的位置， 保证了喷油正时与点火正时精确进行。 同时， 曲轴位置传感器中的1°信号也为发动机转速信号， 发动机控制单元根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油量。

2 曲轴位置传感器的结构与工作原理

按照曲轴位置传感器的结构区分， 可将其分为： 磁感应式曲轴位置传感器、 光电式曲轴位置传感器、 霍尔式曲轴位置传感器3种类型。

2.1 磁感应式曲轴位置传感器

2.1.1 结构

磁感应式曲轴位置传感器主要由信号发生器和信号盘组成 （图1）。 信号发生器由永久磁铁和线圈组成； 信号盘为导磁的转子， 转子上有齿。

2.1.2 工作原理

信号盘随着发动机旋转， 信号盘上的齿经过信号发生器时， 电磁线圈内的磁通量发生了增加到最大然后减少的过程。 增加的过程在线圈里产生了感应电压， 减小的过程在线圈里产生了相反方向的感应电压。 信号盘转速越快， 线圈内磁通量变化率就越大， 所产生的感应峰值电压就越高。

2.1.3 基本电路

按照磁感应式曲轴位置传感器的工作原理，一般产生一个信号只需要两条线， 即信号正和信号负， 但为了防止外界信号的干扰， 增加了一条屏蔽线。 从线束插头看就是3条线 （图2）。

2.2 光电式曲轴位置传感器

2.2.1 结构

光电式曲轴位置传感器主要由光电信号发生器和信号盘组成 （图3）。 光电信号发生器 （即光电耦合器） 一般由发光二极管和光敏三极管耦合而成，信号盘上有光孔， 信号盘处于发光二极管和光敏三极管之间。

2.2.2 工作原理

信号盘随着发动机转动， 信号盘上由于有光孔， 所以发光二极管产生的光线将间断地投射在光敏三极管上。 当光线投射在光敏三极管上时， 三极管导通； 当信号盘遮住了光线时， 三极管截止。 发动机运转的过程中光敏三极管处于导通和截止的交替状态， 发动机转速越快， 交替的频率就越大。

2.2.3 基本电路

从基本电路图 （图4） 可以看出： 当三极管导通时， 信号电压U为0； 当三极管截止时， 信号电压U为5 V。 用示波器可以测出0~5V的方波信号 （图5）。

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