(四)转速传感器的结构原理与检修
1、转速传感器的功用
转速传感器(Speed Sensor)也称曲轴位置传感器,主要功用是监测发动机的曲轴转速和曲轴位置信息,向ECU输入发动机曲轴转速信号和活塞上止点TDC (Top Dead Center)位置2项关键信息,作为计算点火提前角的参数之一,是现代摩托车MEFI系统中重要的传感器和必不可少的信号源。
由于转速传感器既输出发动机曲轴转速信号,又输出曲轴位置信号,因而在许多文献资料中,大多数人称之为曲轴位置传感器。笔者也有同感,认为这样较为合理一些,否则会与现代电控摩托车中的车轮转速传感器(常用于ABS系统,用于检测车速和车轮转角)混为一谈。当然最终还得以即将发布的国家标准定义为准。
2、转速传感器的技术要求
允许工作温度范围:-30℃~+120℃;输出端电压由制造商依据受试产品技术标准提供。
3、转速传感器的结构原理
转速传感器有电磁脉冲式、霍尔效应式、光电效应式3种型式。型式不同,控制方式和控制精度也不同。一般安装于磁电机磁钢旁(WH110T)、分电器内(川崎NinjaZX-10R)、曲轴皮带轮或链轮侧面以及凸轮轴前端等。
(1)电磁脉冲式转速传感器的结构原理图16是川崎Ninja ZX-10R摩托车安装在分电器内的电磁脉冲式转速传感器结构示意图。尽管川崎摩托车点火系早已取消了分电器,甩掉了传统的离心和真空调节机构, 改由电控系统ECU直接控制各汽缸点火;但为了节省成本,减少改动工作量,仍然保留了分电器中的配电器,并将电磁脉冲式转速传感器安装在分电器内,用于检测发动机曲轴转速和曲轴位置(活塞上止点),作为点火正时的主控信号。
电磁脉冲式转速传感器包括如下2个传感器,用于检测发动机转速和曲轴位置2个信号。
曲轴转角传感器,亦即Ne信号发生器,用于检测发动机曲轴转速Ne信号(见图17)。b) 曲轴基准位置传感器,亦即G信号发生器,也称判缸信号,用于判别活塞上止点TDC位置(见图18)。分别产生2个G信号:其中G1信号用来检测第4汽缸上止点TDC位置;G2信号用来检测第1汽缸上止点TDC位置。图中的BTDC10°(BeforeTopDeadCenter10°)是上止点前10°。
G1和G2信号发生器的结构原理相同,均由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈等组成。图19为G1信号发生器的详细结构图;图21为G1信号发生器的工作原理图。
从图20中可见,当信号转子随分电器轴转动时,信号转子的凸齿与铁心的气隙发生变化,从而使通过传感线圈的磁通发生变化,因此传感线圈中便产生感应的交变电压信号。图21是G1传感线圈输出的感应电动势E随磁通Φ的变化而变化的情况;图22是感应电动势信号电压波形随发动机转速的变化情况;图23是安装在分电器内的磁感应式转速传感器输出的G1、G2信号与Ne信号的关系图。