理论教育 汽车发动机曲轴位置传感器的结构和工作原理

汽车发动机曲轴位置传感器的结构和工作原理

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:CKP用于测定发动机转速和曲轴的旋转位置信号,发动机ECU根据此传感器信号计算基本的喷油时间和基本的点火提前角。目前大多数发动机电控系统采用的CKP是电磁感应式传感器,它安装在发动机缸体或变速器壳体上,与安装在曲轴上的齿圈共同工作。⑧曲轴径向移动而导致CKP传感器信号变化。

汽车发动机曲轴位置传感器的结构和工作原理

1.曲轴位置传感器功能及安装位置

曲轴位置传感器的英文名是(Crank shaft Position,CKP)。CKP也称作发动机转速传感器,大多采用磁感应式传感器,配合60齿减去3齿或60齿减去2齿的靶轮。CKP用于测定发动机转速和曲轴的旋转位置信号,发动机ECU根据此传感器信号计算基本的喷油时间和基本的点火提前角。如果CKP传感器信号不正确或缺失,发动机系统将不知道何时点火和喷油,因此会工作不良,甚至会不着车,或在运转中熄火。

目前大多数发动机电控系统采用的CKP是电磁感应式传感器,它安装在发动机缸体或变速器壳体上,与安装在曲轴上的齿圈共同工作。其安装位置和外观如图1-2-4、图1-2-5所示。

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图1-2-4 CKP传感器安装位置

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图1-2-5 CKP传感器外观

2.曲轴位置传感器工作原理

CKP传感器主要由线圈绕着的磁铁和两个接线端子组成,结构如图1-2-6所示。线圈两个端子就是传感器的输出端子,当铁质环状齿轮(有时称信号盘)转动经过传感器时,由于此时线圈内磁铁通过线圈的磁通量会有一定的变化,所以线圈里会产生感应电压。

信号盘上相同齿型会产生相同形状的连续脉冲,脉冲有一致的形状幅值(峰对峰电压)与曲轴信号轮的转速成正比,输出信号的频率基于信号轮的转动速度,传感器磁极与信号轮间隙对传感器信号的幅值影响极大(因此安装时要注意齿隙)。在生产加工过程中,剔除信号轮上一个齿(见图1-2-7),信号盘上的缺口位置与发动机上止点的位置相匹配,ECU利用此信号确定在第一缸的基准位置。

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图1-2-6 CKP传感器结构

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图1-2-7 CKP传感器信号齿圈

由于磁电式CKP传感器信号比较弱,而且敏感,容易受高压点火线,车载电话、风扇、起动机电气与电子设备的电磁干扰,它会引起行驶性能故障或产生故障码,为了防止该现象的出现,故此在制造发动机线束过程中,CKP传感器的两根信号线采用了双绞线结构形式,采用这种形式可以有效的防止外界信号对CKP传感器信号的影响,而且也降低了生产成本

3.CKP传感器的波形

电磁感应式发动机CKP传感器波形如图1-2-8所示,正确的波形应连续,图中的波形频率随发动机的转速变化,转速越高,波形越密。图中波形较宽的部分为缺两个齿的位置处波形。

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图1-2-8 电磁感应式发动机CKP传感器波形

4.CKP传感器的相关故障

(1)故障症状

如果CKP传感器信号出现故障,可能会观察到下列症状:(www.daowen.com)

①发动机转动,但不能起动。

②发动机无点火信号(CKP传感器的不正确安装)。

转速表不起作用。

④发动机运转粗暴或停止(CKP传感器的不正确安装)。

⑤油耗增加。

(2)导致故障原因

保持传感器与信号盘正确的空气间隙非常重要,如果空气间隙太宽,则CKP传感器信号会变得太弱,可能会导致发动机熄火的情况发生。

CKP传感器可能会出现以下故障或提供不正确的信号:

①空气间隙太宽。

②CKP传感器磁场太弱。

③CKP传感器线束断路。

④CKP传感器线束短路。

⑤CKP传感器线束高电阻

⑥腐蚀或机械原因,磁力环精度差。

飞轮或驱动盘失圆而导致CKP传感器信号失真。

⑧曲轴径向移动而导致CKP传感器信号变化。

⑨错误的缺齿布置方式,ECU不能实现曲轴与软件之间的同步。

⑩传感器装配不正确或传感器进水。

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