(1)汽车线圈和电感元件: 在车辆电气系统上线圈有多种用途,例如用作点火线圈、用于继电器和电动机内。在车辆电子系统上,线圈用于感应式传感器内,例如曲轴和凸轮轴传感器。线圈也可以用于输送能量(如变压器)或进行过滤(如分频器)。在继电器内利用线圈的磁力切换开关。 (2)磁力线圈和电磁感应: 基本线圈是指缠绕在一个固体上的导线,但不一定要有这个固体,它主要用于固定较细的导线。线圈用在变压器、继电器和电动机内。 有电流经过线圈时,就会产生磁场。线圈将电能存储在磁场中。切断电流时,磁能重新转化为电能,产生感应电压。线圈最重要的物理特性是其电感。但除了电感外,实际线圈还具有其他一些(通常是不希望出现的)特性,例如电阻或电容。通过在线圈中放入一个铁芯可使磁场强度增大很多倍。铁芯不是电路的一部分,带有铁芯的线圈称为“电磁铁”(3)电感原理(图11.4-6): 简单地说,电感对磁场变化(建立和消失)的反作用与物理学中的惯性原理相似。
当电导体或线圈在磁场中移动时,如果移动速度不断变化,那么线圈周围就会产生个不断变化的磁场,于是就会在导体或线圈内产生一个电压;如果电导体或线圈不动,而磁场强度改变,导体或线圈内也会产生电压。这两种现象都称为电磁感应,产生的电压称为感应电压,产生该电压的目的在于抵消电流变化。感应电压的大小取决于磁场强度(绕组数量N、电流强度I和线圈结构)。
(4)电磁感应在汽车上的应用:
感应式传感器根据感应原理工作,为此主要需要一个线圈(绕组)、一个磁场并需要导体或磁场“移动或变化”。通过这种测量原理能够以非接触(因此也不产生磨损)方式测量角度、距离和速度。
以汽车上的感应式脉冲曲轴位置传感器为例。它用于测量发动机转速,由一个永久磁体和一个带有软铁芯的感应线圈构成。飞轮上装有一个齿圈作为脉冲传感器。在感应式传感器与齿圈之间只有一个很小的间隙。经过线圈的磁流情况取决于传感器对面是间隙还是轮齿。轮齿将散乱的磁流集中起来,而间隙则会削弱磁流。飞轮及齿圈转动时,就会通过各个轮齿使磁场产生变化(图11.4-7)。
磁场变化时在线圈内产生感应电压。每个单位时间内的脉冲数量是衡量飞轮转速的标准。控制单元也可以通过已知的齿圈齿隙确定发动机的当前位置。通常使用60齿距的脉冲信号轮,缺少一个或两个轮齿的部位定为基准标记。
发动机转速是计算空燃混合气和进行点火调节的主要控制参数。现在用霍尔传感器取代感应式脉冲传感器作为曲轴传感器的情况越来越多。