曲轴位置传感器在汽车中的功能
1曲轴位置传感器在 汽车 中的功能
大家都知道曲轴位置传感器在汽车中有着重要的应用，那么曲轴位置传感器在汽车中发挥了哪些作用，有哪些功能呢?下面小编就来给大家介绍一下曲轴位置传感器在汽车中的功能。 &
曲轴位置传感器是发动机控制系统中用于准确检测发动机的曲轴转角，以得到发动机转速的信号。 &
汽车曲轴位置传感器一般就两种：磁电，霍尔。一般霍尔的用的比较多，但是有些特殊场合还是会用到磁电的，比如象EGR，VGT之类的转速测量时用磁电式，因为温度太高，霍尔式不能用。 &
曲轴位置传感器也称曲轴转角传感器，是控制的点火系统中重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出点火时刻指令。 &
曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器(桑塔纳2000型轿车和北京切诺基)、光电效应式曲轴位置传感器。 &
曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端。 &
常见四大故障类型：大故障，信号超过正常范围的上限。小故障，信号超过正常范围的下限。信号故障，无信号。不合理故障，有信号，但信号不合理。 &
曲轴位置传感器是发动机中非常重要的一个传感器，如果出现故障常见的表现应该是不能启动。 &
曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线，输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线，当飞轮齿槽通过传感器时，霍尔传感器输出脉冲信号，高电位为5V，低电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。
2发动机曲轴选材的原则
1服役的安全性确保曲轴具有足够的服役安全性是曲轴选材基本的要求，是避免曲轴失效造成事故的根本确保，因此材料的疲劳强度及其它性能必须满足曲轴在承受载荷和规定的寿命条件下不失效的要求，使曲轴安全地服役。 &
2质量的稳定性曲轴是发动机中重要的零件，又是大批量生产的零件，必须具有很稳定的质量。材料的化学成分组织和性能的波动要小，与锻钢曲轴相比影响球墨铸铁曲轴质量的冶金因素多且复杂，质量的稳定性差，因此从设备技术工艺管理等多方面采取措施，稳定其质量，对球铁曲轴生产和应用至关重要。 &
3质量的可靠性在实际生产条件下，特别是大批量生产时，影响质量的因素很多，质量发生波动是不可避免的，但必须控制波动的范围，在选择曲轴材料确定化学成分组织和性能时，应在实际生产条件下，获得足够数量的数据。通过统计分析和可靠性设计，确定允6许的波动范围。在我国的许多工厂中，由于设备技术检验手段原材料供应以及管理的落后，导致质量波动很大，有时也不得不将材料的性能级别提高，形成定的性能储备，以此确保可靠性。但从发展的角度看，这是种浪费和落后。与1相比非调质钢的质量稳定性和可靠性比较高。 &
4加工工艺的可行性在生产线上大批量生产时，生产节拍是决定产量和成本的重要因素。，曲轴毛坯的硬度强度和加工硬化性能加工时刀具的磨损操作人员的习惯等等对曲轴选材都会产生影响，因此曲轴材料的加工工艺性需要得到控制。由于1的硬度较高以及易产生加工硬化，1曲轴精加工工艺性还存在定铁的加工工艺性优于钢。 &
5应用面强化工艺的可能性曲轴的主要失效形式是疲劳断裂，由于应力集中，断裂发生在轴颈的圆角处。根据有限元的分析，其他部位的应力都较小。因此完全有可能选择性能略低的材料，应用面强化工艺提高曲轴的疲劳强度。面强化的方法有多种，圆角滚压强化是应用较多的种，国外德美日等都广泛采用，例如日本63种发动机60以上采用圆角滚压强化。 &
6经济性在市场经济的条件下，经济效益是任何种产品追求的终目标，也是确定曲轴材料关键的因素。经济效益除了与原材料的价格和加工成本有关适用于大批量生产。在我国曲轴专业化集中化生产同的滚压方法和工艺，滚压强化效果不尽相同。因此，不同资料所提供的数据也就不同。
3关于铸造曲轴的方式
材料热处理静强度寿命疲劳强度8401水淬，5601回火8501油淬，5501回火8601油淬，5001回火8501油淬，5801回火8501油淬，4001回火8751油淬，4601回火8501油淬，5401回火9201加热，3001等温对球墨铸铁即使01其疲劳强度超过500也是困难的。因此，锻钢曲轴还是有较多的应用，如东风汽车即锻钢曲轴，汽4朝阳28，洛阳拖拉机厂7燃机厂492，等发动机均为锻钢曲轴。 &
由于锻造曲轴所需的设备十分庞大昂贵的制造费用很高，所以长期以来直十分重视发展铸造曲轴。球墨铸铁的发现，为铸造曲轴的广泛采用提供了前提。等温淬火球铁。1的出现进步拓宽了铸造曲轴的应用范围。 &
铸造曲轴材料目前以球墨铸铁为主，可锻铸铁合金铸铁铸钢已很少选用。 &
铸造曲轴可以获得较合理的结构形状，如椭圆形曲柄臂桶形空心轴颈和卸荷槽等，从而使应力分布均匀。铸造曲轴的切削加工性好，并有较好的减振性和耐磨性生产成本低。球铁的铸造性能好，适于采用精密铸造，使机械加工余量减小，可简化机械加工工艺过程，提高生产率和降低成本。此外可省去重型锻压设备，这对中小型发动机厂尤为重要。 &
普通牌号球墨铸铁曲轴经正火处理后的力学性能已接近或超过般中碳钢，但伸长率冲击初度弹性模量及疲劳强度较低，综合性能仍低于中碳钢。因此在结构上球铁曲轴的轴颈较粗，曲轴臂较厚，并要采用全支承结构以补偿抗弯刚度不足，另外球铁曲轴校直比较困难。 &
国内外球铁曲轴的应用都十分广泛。在德国排气量20002以下的柴油机中，球铁曲轴占50.在排气量150，2以下的交通运输车汽油发动机中，球铁曲轴占80.汽车行业中球铁曲轴占80.国内汽汽南汽上海大众天津夏利武汉神龙等汽车厂大都采用或改用球铁曲轴。国内已建了不少曲轴专业生产厂。球铁曲轴占主要地位，在定程度上也是我国国情所决定的。国内大批量生产锻造曲轴的专业厂为数很少。锻造曲轴在曲轴总产量中所占比例较低，铸造曲轴的方法有砂型铸造壳型铸造铁模覆砂铸造消失模铸造。 &
据考察，在美国球墨铸铁曲轴主要采用砂型铸造，原因是该方法生产率高成本低，适应大批量专业化生产。例如美国的1456765铸造厂年产铸铁件8.5万9，9个品种，汽车铸件占97.19，1272万件，曲轴年产125万件，供应福特和克莱斯勒汽车公司，采用的是砂型铸造。另外福特公司的;66.41铸造厂也是采用砂型铸造生产曲轴。国内球铁曲轴主要采用砂型铸造，如南汽汽天津夏利上柴以及诸多的专业曲轴厂基本上采用的都是砂型铸造。据了解，在德国壳型铸造球铁曲轴应用较多。国内上海汽车铸件总厂也采用壳型铸造同球铁曲轴，曲轴的尺寸精度和面光洁度都很高。 &
由于采用立浇立冷，补缩好，冷却快，曲轴的质量很高，生产率也很高，生产条件大大改善。
铁模覆砂法铸造曲轴主要用于小型柴油机，如195曲轴。另据报导，某385485曲轴也采用了铁模覆砂铸造方法。这种方法优点是曲轴毛坯的精度面光洁，补缩比较好，缺点是需要大量的铁模型，适应性差，故推广应用受到定的限制。
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引用:原帖由 sp6311 于
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引用 冀F腾翼
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曲轴位置传感器
曲轴位置传感器[浏览次数：约23622次]
曲轴位置传感器的结构原理
　　曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。
　　一、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理
　　磁脉冲式曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。
　　发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1°转角的信号。
　　产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置，故其信号亦可称为上止点前70°信号，即发动机在运转过程中，磁头②在各缸上止点前70°位置均产生一个脉冲信号。
　　二、光电式曲轴位置传感器的结构和工作原理
　　光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘组成。信号盘安装在分电器轴上，其外围有360条缝隙，产生1°（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧分布着6个光孔（间隔60°），产生120°信号，其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的120°信号的。
　　信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电子电路组成。两只发光二极管分别正对着光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征曲轴位置和转角的脉冲信号。图 14所示为光电式信号发生器的作用原理。
　　当发光二极管的光束照射到光敏二极管上时，光敏二极管感光而导通；当发光二极管的光束被遮挡时，光敏二极管截止。信号发生器输出的脉冲电压信号送至电子电路放大整形后，即向电控单元输送曲轴转角1°信号和120°信号。因信号发生器安装位置的关系，120°信号在活塞上止点前70°输出。发动机曲轴每转2圈，分电器轴转1圈，则1°信号发生器输出360个脉冲，每个脉冲周期高电位对应1°，低电位亦对应1°，共表征曲轴转角720°。与此同时，120°信号发生器共产生6个脉冲信号。
　　三、霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理
　　1、霍尔式曲轴位置传感器的结构。
　　霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路（或称隔磁），这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空气隙时，永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。
　　2、霍尔式曲轴位置传感器的结构。
　　霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片的结构型式。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮，与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口，每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长；内信号轮外缘上设有3个触发叶片和3个窗口，3个触发叶片的宽度不同，分别为100°、90°和110°弧长，3个窗口的宽度亦不相同，分别为20°、30°和10°弧长。由于内信号轮的安装位置关系，宽度为100°弧长的触发叶片前沿位于第1缸和第4缸上止点（TDC）前75°，90°弧长的触发叶片前沿在第6缸和第3缸上止点前75°，110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第2缸上止点前75°。
　　霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后，即向ECU输送电压脉冲信号,外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号（称为18X信号），1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间，ECU再将1个脉冲周期均分为20等份，即可求得曲轴旋转1°所对应的时间，并根据这一信号，控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号（称为3X信号），脉冲周期均为120°曲轴转角的时间，脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号，此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。
曲轴位置传感器的分类
　　曲轴位置传感器有三种型式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器（桑塔纳2000型轿车和北京切诺基）、光电效应式曲轴位置传感器。曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端。
曲轴位置传感器的拆装
　　曲轴位置传感器安装在靠近飞轮的变速器壳体上。更常见的是安装在曲轴箱内缸体上,曲轴皮带轮或链轮侧面。&&也有的安装于分电器内&&三菱v33.v31尼桑公爵王等
　　安装于凸轮轴前端是凸轮轴位置传感器
　　曲轴位置传感器是发动机控制系统中用于准确检测发动机的曲轴转角，以得到发动机转速的信号。曲轴位置传感器按其形式可分为：霍尔效应式曲轴位置传感器；磁电式曲轴位置传感器；光电式曲轴位置传感器。下面就介绍应用较为广泛的霍尔效应式曲轴位置传感器。
　　霍尔效应式曲轴位置传感器在汽车上的应用具有特殊意义，他属于固态半导体传感器。它是由一个永久磁铁和磁极几乎完全闭合的磁路组成的，另外有一个软磁叶轮转过磁铁和磁极之间的空隙。霍尔效应式曲轴位置传感器的工作原理是软磁叶轮上有一个缺口。当软磁叶轮的缺口离开磁铁与磁路之间时，由于软磁叶轮是可以传导磁场的媒体，所以磁铁和磁路之间的磁场就中断了；而当缺口在磁铁与磁路之间的时候，磁铁与磁路之间形成磁场。因此霍尔效应式曲轴位置传感器得到的信号电压的幅值不变，频率随车速改变。
　　光电式曲轴位置传感器由发光二极管和光敏三极管及遮光盘组成。它通常也是安装在分电器内，在分电器底板上固定着由两对发光二极管和光敏三极管组成的信号发生器，分电器轴上装有遮光盘，盘上开有弧形槽。在光盘随分电器轴转动时，弧形槽交替地阻断从发光二极管射向光敏三极管的光线，使光敏三极管导通或截止，由此产生脉冲信号，光盘外圈弧形槽的个数与气缸数目相同，与它对应的一对发光二极管和光敏三极管产生各缸活塞到达上止点的基准信号（ne信号）及转速信号。光盘内圈的弧形槽只有一个，与它对应的发光二极管和光敏三极管产生第一缸活塞到达上止点的基准信号（g信号）。
　　电磁式转速及曲轴位置传感器。传感器可分为上下两部分；上部分为凸轮轴位置传感器，由一个带凸齿的g转子和两个感应线圈g1和g2组成，用以产生第一缸上止点基准信号（g信号）；下部分为曲轴位置传感器，由一个带24个凸齿的ne转子和ne感应线圈组成，用以产生曲轴转角信号。g转子是用以产生第一缸上止点基准信号的转子，ecu据g1和g2确定第一缸上止点位置。ne信号是曲轴每转两圈在ne感应线圈中产生与ne 转子凸齿数量相等的脉冲信号。ecu根据单位时间内受到的ne 信号确定发动机转速。
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