［汽車修理知識］發動機曲軸位置傳感器的結構原理及檢測（1）

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：類別：修車常識時間：2008-04-13

　　曲軸位置傳感器所采用的結構隨車型不同而不同，可分為磁脈沖式、光電式和霍爾式三大類。它通常安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、飛輪上或分電器內，曲軸位置傳感器是發動機電子控制系統中最主要的傳感器之一，它提供點火時刻（點火提前角）、確認曲軸位置的信號，用于檢測活塞上止點、曲軸轉角及發動機轉速。

　　一、磁脈沖式曲軸位置傳感器

　　1、磁脈沖式曲軸位置傳感器的結構和工作原理

　　（1）日產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，在皮帶輪后端設置一個帶有細齒的薄圓齒盤（用以產生信號，稱為信號盤），它和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上，隨曲軸一起旋轉。在信號盤的外緣，沿著圓周每隔4°有個齒。共有90個齒，并且每隔120°布置1個凸緣，共3個。安裝在信號盤邊沿的傳感器盒是產生電信號信號發生器。信號發生器內有3個在永久磁鐵上繞有感應線圈的磁頭，其中磁頭②產生120°信號，磁頭①和磁頭③共同產生曲軸1°轉角信號。磁頭②對著信號盤的120°凸緣，磁頭①和磁頭③對著信號盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉角安裝。信號發生器內有信號放大和整形電路，外部有四孔連接器，孔“1”為120°信號輸出線，孔“2”為信號放大與整形電路的電源線，孔“3”為1°信號輸出線，孔“4”為接地線。通過該連接器將曲軸位置傳感器中產生的信號輸送到ECU。

　　發動機轉動時，信號盤的齒和凸緣引起通過感應線圈的磁場發生變化，從而在感應線圈里產生交變的電動勢，經濾波整形后，即變成脈沖信號。發動機旋轉一圈，磁頭②上產生3個120°脈沖信號，磁頭①和③各產生90個脈沖信號（交替產生）。由于磁頭①和磁頭③相隔3°曲軸轉角安裝，而它們又都是每隔4°產生一個脈沖信號，所以磁頭①和磁頭③所產生的脈沖信號相位差正好為90°。將這兩個脈沖信號送入信號放大與整形電路中合成后，即產生曲軸1°轉角的信號。

　　產生120°信號的磁頭②安裝在上止點前70°的位置，故其信號亦可稱為上止點前70°信號，即發動機在運轉過程中，磁頭②在各缸上止點前70°位置均產生一個脈沖信號。

　　（2）豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器

　　豐田公司TCCS系統用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內，其結構如圖5所示。該傳感器分成上、下兩部分，上部分產生G信號，下部分產生Ne信號，都是利用帶有輪齒的轉子旋轉時，使信號發生器感應線圈內的磁通變化，從而在感應線圈里產生交變的感應電動勢，再將它放大后，送入ECU。

　　Ne信號是檢測曲軸轉角及發動機轉速的信號，相當于日產公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的1°信號。該信號由固定在下半部具有等間隔24個輪齒的轉子（N0.2正時轉子）及固定于其對面的感應線圈產生。

　　當轉子旋轉時，輪齒與感應線圈凸緣部（磁頭）的空氣間隙發生變化，導致通過感應線圈的磁場發生變化而產生感應電動勢。輪齒靠近及遠離磁頭時，將產生一次增減磁通的變化，所以，每一個輪齒通過磁頭時，都將在感應線圈中產生一個完整的交流電壓信號。

　　N0.2正時轉子上有24個齒，故轉子旋轉1圈，即曲軸旋轉720°時，感應線圈產生24個交流電壓信號，其一個周期的脈沖相當于30°曲軸轉角（720°÷24=30°）。更精確的轉角檢測，是利用30°轉角的時間由ECU再均分30等份，即產生1°曲軸轉角的信號。同理，發動機的轉速由ECU依照Ne信號的兩個脈沖（60°曲軸轉角）所經過的時間為基準進行計測。

　　G信號用于判別氣缸及檢測活塞上止點位置，相當于日產公司磁脈沖式曲軸位置傳感器120°信號。G信號是由位于Ne發生器上方的凸緣轉輪（No.1正時轉子）及其對面對稱的兩個感應線圈（G1感應線圈和G2感應線圈）產生的。其構造如圖7所示。其產生信號的原理與Ne信號相同。G信號也用作計算曲軸轉角時的基準信號。

　　G1、G2信號分別檢測第6缸及第1缸的上止點。由于G1、G2信號發生器設置位置的關系，當產生G1、G2信號時，實際上活塞并不是正好達到上止點（BTDC），而是在上止點前10°的位置。

　　2、磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測

　　以皇冠??式曲軸位置傳感器為例說明其檢測方法，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

　　點火開關OFF，拔開曲軸位置傳感器的導線連接器，用萬用表的電阻檔測量曲軸位置傳感器上各端子間的電阻值。如電阻值不在規定的范圍內，必須更換曲軸位置傳感器。

　　曲軸位置傳感器的電阻值

　　端子條件電阻值（Ω）

　　G1-G-冷態125-200

熱態160-235

G2-G-冷態125-200

熱態160-235

Ne-G-冷態155-250