单元四 项目三 任务1 传感器的构造与检测 （课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（北京工业大学出版社）

项目三 电子控制系统构造与检测 任务一 传感器的构造与检测 任务二 ECM的构造与控制功能 任务目录 CONTENTS PAGE 知识 目标 传感器的构造与检测 学习目标 能力 目标 1．掌握各传感器的功用及基本原理； 2．掌握电子燃油喷射系统电子控制系统的控制功能； 3．掌握各传感器的检测方法。 1.会正确选用工具检测各传感器。 任务1 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 图4-58 科鲁兹发动机电子控制系统 1-空气流量计+进气温度传感器 2-电子节气门 3-进气歧管绝对压力传感器 4-凸轮轴位置传感器 5-点火线圈 6-氧传感器 7-三元催化器 8-水温传感器 9-爆震传感器 10-曲轴位置传感器 11-喷油器 12-喷油导轨 13-碳罐吹洗阀 14-碳罐 15-通风吹洗阀 16-空滤 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 一、曲轴位置传感器 曲轴位置传感器也称为发动机转速传感器，其作用是采集曲轴转动角度或发动机转速信号，并输送至ECM，作为点火控制和喷油控制的主要参数之一。ECM还可以检测曲轴位置传感器信号波动大小来判断发动机是否出现失火。曲轴位置传感器一般安装于曲轴前端、中部或变速器壳体靠近飞轮的位置。按照工作原理的不同，曲轴位置传感器可分为磁电式、霍尔式和光电式。 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 1．磁电式曲轴位置传感器 磁电式曲轴位置传感器主要由导磁材料制成的信号齿圈（或变磁阻环）、永久磁铁、软铁心、线圈等组成，如图4-59所示。 图4-59 磁电式曲轴位置传感器 1-屏蔽电缆 2-永久磁铁 3-传感器外壳 4-安装支架 5-软磁铁芯 6-线圈 当曲轴转动时，齿圈也随之转动，齿圈不断地靠近——远离曲轴位置传感器内部的软铁心，从而在线圈中感应交流电动势。 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 当信号齿圈凸齿靠近传感器时，软铁心与齿间隙逐渐缩小，软铁心中的磁场便开始出现集中现象，磁场强度增大，线圈的磁通量逐渐增大，且磁通量变化率也逐渐增大，因此产生一个逐渐增大的正的感应电动势，磁通量变化越大，则感应出的电压也越高。当凸齿继续靠近软铁心时，线圈的磁通量仍在增大，但磁通量的变化率则在减小，因此产生一个正的、逐渐减小的感应电动势。当信号齿圈凸齿与铁心对齐成一条直线时，软铁心与凸齿间隙最小，磁场强度最强，线圈的磁通量最大，但在该点磁场强度没有变化，磁通量变化率为0，所以感应电压为0V。当信号齿圈继续转动，凸齿逐渐离开软铁心时，二者之间间隙逐渐变大，软铁心中的磁场减弱，线圈的磁通量逐渐减小，但磁通量的变化率逐渐增大，所以产生一个负的、绝对值逐渐增大的感应电动势。当凸齿继续转动离开软铁心时，线圈的磁通量继续减小，磁通量的变化率也逐渐减小，因此产生一个负的、绝对值逐渐减小直至为0的感应电动势。 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 如果信号齿圈有58个凸齿，每个凸齿按6°间隔分布，2个却是的磁极被用作基准标记。当每个凸齿转过曲轴位置传感器时，曲轴位置传感器就会产生一个交流信号，曲轴每转一圈会输出58个脉冲，当齿圈基准标记转过曲轴位置传感器时，交流信号的周期会增大，如图4-60所示。ECM根据曲轴位置传感器的信号计算发动机的转速，并根据基准标记对应的交流信号计算曲轴位置，然后确定最佳的点火和喷油时刻。 图4-60 磁电式曲轴位置传感器信号波形 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 2．霍尔式曲轴位置传感器 图4-61 霍尔效应原理 霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效应检测曲轴位置和发动机转速。霍尔效应工作原理如图4-61所示，当电流I垂直于外磁场通过霍尔元件时，电荷在洛伦兹力作用下向一侧偏移，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的横向侧面产生一个电压，称为霍尔电压UH,UH与电流I和磁场强度B成正比。霍尔电压的计算公式是 其中，RH为霍尔系数，d为霍尔元件厚度，I为电流，B为磁场强度。 知识链接 传感器的构造与检测 任务1 霍尔式曲轴位置传感由信号齿圈、霍尔元件、永久磁铁和电子线路等组成。在曲轴带动信号齿圈转动时，霍尔元件所处的磁场强度出现强弱交替变化，霍尔元件将输出一个毫伏级的正弦波信号，电子线路就将这个信号转化为频率与曲轴转速相对应的脉冲电压，以方波的形式输出给ECM。信号的频率随发动机转速的增大而增大。与磁电式曲轴位置传感器一样，信号齿圈通常有两个缺齿作为基准标记。 a-触发叶片进入空气隙中，霍尔元件中的磁场被旁路 b-触发叶片离开空气隙，霍尔元件被磁场饱和 图4-62 霍尔式曲轴位置传感器工作原理 1-底板 2-永久磁铁 3-导磁板 4-信号轮的触发叶片 5-霍尔元件 知识链接 传感器的构