1.发动机转速与曲轴位置传感器。
(1)发动机转速与曲轴位置传感器的作用与类型。
1)作用。发动机转速与曲轴位置传感器产生脉冲式电信号,通常情况下,传感器产生两个脉冲信号,分别表示发动机转速和曲轴位置,但也有只产生一个特殊的脉冲信号,从中可同时获得发动机转速和曲轴位置参数的。发动机电子控制器根据该传感器的信号进行燃油喷射控制、点火时间控制、怠速控制、废气再循环控制、炭罐清污量控制等。
2)类型。根据其结构原理的不同,发动机转速与曲轴位置传感器可分为磁感应式、光电式和霍尔效应式三种。
(2)磁感应式发动机转速与曲轴位置传感器。
磁感应式发动机转速与曲轴位置传感器的基本组成与工作原理参见第二章中的磁感应式点火信号发生器,结构型式则有导磁转子触发和齿圈触发两种。
1)导磁转子触发的磁感应式传感器。安装于分电器内的磁感应式发动机转速与曲轴位置传感器典型实例如图4-2所示。
用于触发产生转速信号和曲轴位置信号的导磁转子Ne和G在分电器轴上为上下布置，导磁转子随分电器轴转动时,使Ne、C1及G2线圈产生交变的感应电压。电子控制器根据感应线圈C1和C2产生的电压脉冲确定发动机的曲轴的位置,根据Ne线圈产生的脉冲频率计算得到发动机的转速参数。
现代汽车大都无分电器,由专门的传感器轴来驱动发动机转速与曲轴位置传感器的Ne和G转子,传感器一般安装在凸轮轴前端或曲轴的前端。
2)齿圈触发的磁感应式传感器。越来越多的汽车发动机转速与曲轴位置传感器安装在发动机的飞轮处,利用飞轮的齿圈和飞轮上的正记号来触发感应线圈产生电压信号。这种磁感应式传感器如图4-3所示。
当发动机转动时,飞轮的轮齿和飞轮上的正时记号使通过传感器铁心的磁路空气隙变化,磁阻随之变化,导致通过感应线圈的磁通量发生变化,从而使传感器的两个感应线圈产生相应的电压脉冲信号。
些汽车的发动机转速与曲轴位置传感器只有一个感应线圈,如图4-4所示。与飞轮一起旋转的是一个有58(60-2)个齿的信号触发齿圈,齿圈的两个缺齿位置与1、4缸上止点后114°的位置相对应。当发动机曲轴转动时,信号触发齿圈触发感应线圈产生如图4-4b所示的信号电压波形,电子控制器根据此信号计算发动机转速和确定曲轴位置。
(3)光电式发动机转速与曲轴位置传感器。
安装在分电器内的光电式发动机转速与曲轴位置传感器实例如图4-5所示。传感器的基本组成及工作原理与光电式点火信号发生器相同。
本例光电式传感器的遮光转子其外圆均布有360道很细的缝隙,内圆有与发动机气缸数相对应的缺口。相应的光耦合元件也有两组,分别对应外圆的缝隙和内圆的缺口。分电器轴每转一圈,外圆的缝隙使所对应的光敏管产生360个脉冲信号,内圆的缺口则使所对应的光敏管产生与气缸数相同的脉冲信号。两光敏管产生的脉冲信号经整形电路整形后,变成控制器容易接收的矩形波,输人电子控制器后,用来确定发动机的转速与曲轴的转角。
(4)霍尔效应式发动机转速与曲轴位置传感器。
霍尔效应式发动机转速与曲轴位置传感器的基本组成和工作原理与霍尔效应式点火信号发生器相同,但结构型式则有导磁转子触发和齿圈或齿槽触发两种。
1)导磁转子触发的霍尔效应式传感器。安装在分电器内的霍尔效应式传感器的组成如图46所示。由分电器轴驱动的两导磁转子上下布置,两个导磁转子的叶片数不同,分别对应一个信号触发开关。
无分电器的发动机电子控制系统,其霍尔效应式传感器的结构型式有三种:一种与安装在分电器内的结构型式完全一样,传感器轴上两个导磁转子上下布置;另一种是传感器轴上两个导磁转子内外布置(图4-7),在内外导磁转子的侧面各设置一个信号触发开关;还有一种是两个导磁转子和相应的触发开关分开安装,分别由发动机的曲轴和凸轮轴驱动。
2)安装于飞轮处的霍尔效应式传感器。安装于飞轮处的霍尔效应式发动机转速与曲轴位置传感器实例如图4-8所示。该传感器触发开关安装之处,其飞轮齿圈与驱动盘的边缘有对称的2组(6缸发动机为3组)槽,每一组槽都有均布的4个槽。当槽转动至信号触发开关的正下方时,传感器输出高电平(5V);而当光面通过信号触发开关下方时,传感器输出低电平(0.3V)。发动机转动时,传感器产生如图4-8b所示的电压波形。电子控制器根据此脉冲信号可确定曲轴的位置和发动机的转速。
