【文章內容簡介】 線圈、磁鋼，其特征是：導磁鐵芯與磁鋼連接后置于感應線圈內，感應線圈的兩輸出端與屏蔽連接電纜相連接。 （ 3） 磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器工作原理 圖 24 磁感應式傳感器工作原理 a) 接近 b) 對正 c) 離 開 1信號轉子 2傳感線圈 3永久磁鐵 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 磁感應式傳感器的工作原理如圖 24所示，磁力線穿過的路徑為永久磁鐵 N極一定子與轉子間的氣隙一轉子凸齒一轉子凸齒與定子磁頭間的氣隙一磁頭一導磁板一永久磁鐵 S極。當信號轉子旋轉時，磁路中的氣隙就會周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應原理，傳感線圈中就會感應產生交變電動勢 。 磁感應式傳感器工作時， 信號轉子按順時針方向旋轉，轉子凸齒與磁頭間的氣隙減小，磁路磁阻減小，磁通量 φ 增多，當轉子凸齒接近磁頭邊緣時，磁通量 φ 急劇 增多，磁通變化率最大 [△φ ／ △t=(△φ ／ △t)max ]，感應電動勢 E最高 （ E=Emax） 。當 轉子凸齒 離開 磁頭邊緣時 ,φ 急劇增 少， E最低（負向最大）。即電動勢出現(xiàn)一次最大值和一次最小值，傳感線圈也就相應地輸出一個交變電壓信號。 磁感應式傳感器的突出優(yōu)點是不需要外加電源，永久磁鐵起著將機械能變換為電能的作用，其磁能不會損失。當發(fā)動機轉速變化時，轉子凸齒轉動的速度將發(fā)生變化，鐵心中的磁通變化率也將隨之發(fā)生變化。轉速越高，磁通變化率就越大，傳感線圈中的感應電動勢也就越高 。 由于轉子凸齒與磁頭間的氣隙直接影響磁路的 磁阻和傳感線圈輸出電壓的高低，因此在使用中，轉子凸齒與磁頭間的氣隙不能隨意變動。氣隙如有變化，必須按規(guī)定進行調整，氣隙一般設計在 ~ 范圍內。 發(fā)動機在運行過程中，若沒有收到凸輪軸位置傳感器信號，發(fā)動機照常運行。但重新起動時， ECU 無法判斷 1缸壓縮上止點位置，則需要重復幾次，直到點火模塊選擇到恰當?shù)狞c火線圈，此時的點火提前角和點火時間控制按曲軸位置傳感器確定，并且是固定的點火提前角。一般來說，凸輪軸位置傳感器在汽車行駛中出現(xiàn)問題時，因為發(fā)動機性能不會受到影響，駕駛員是感覺不出來的。 （ 4） 霍爾 式 曲軸與凸輪軸位置傳感器 1） 霍 爾 效應 半導體或金屬薄片置于磁場中，當有電流（與磁場垂直的薄片平面方向）流過時，在垂直于磁場和電流的方向上產生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍 爾 效應。 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 8 2） 霍 爾傳感器 元件 目前常用的霍 爾 材料鍺 （ Ge） 、硅（ Si）、銻化銦（ InSb）、砷化銦（ InAs）等。 N 型鍺容易加工制造，霍 爾 系數(shù)、溫度性能、線性度較好； P 型硅的線性度最好，霍 爾 系數(shù)、溫度性能同 N型鍺，但電子遷移率較低，帶負載能力較差，通常不作單個霍 爾 元件。 3） 捷達、桑塔納轎車霍爾式凸輪軸位置傳感器結構特點 圖 25 霍爾式凸輪軸位置 傳感器結構 1凸輪軸 2霍爾信號發(fā)生器 3傳感器固定螺釘 4定位螺栓與座圈 5信號轉子 6發(fā)動機缸蓋 捷達 AT 和 GTx、 桑塔納 2020GSi 型轎車采用的霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動機進氣凸輪軸的一端，結構如圖 25所示。它主要由霍爾信號發(fā)生器和信號轉子組成。信號轉子又稱為觸發(fā)葉輪，安裝在進氣凸輪軸上，用定位螺栓和座圈定位固定。信號轉子的隔板又稱為葉片，在隔板上制有一個窗口，窗口對應產生的信號為低電平信號，隔板 (葉片 )對應產生的信號為高電平信號?；魻柺叫盘柊l(fā)生器主要由霍爾集成電路、永久 磁鐵和導磁鋼片等組成。霍爾集成電路由霍爾元件、放大電路、穩(wěn)壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。霍爾元件用硅半導體材料制成，與永久磁鐵之間留有 ~ 的間隙，當信號轉子隨進氣凸輪軸一同轉動時，隔板和窗口便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉過。 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 9 如圖 26所示 ， 該傳感器接線插座上有三個引線端子，端子 1為傳感器電源正極端子，與控制單元端子 62 連接：端子 2 為傳感器信號輸出端子，與控制單元端子 76 連接：端子 3 為傳感器電源負極端子， 與控制單元端子 67 連接 。 圖 26 霍爾式凸輪軸位置傳 感器 端子接線 a) 接線 b) 端子 4） 霍爾式 凸輪軸位置 傳感器 工作原理 霍爾式傳感器工作 時 ，當隔板 (葉片 )進入氣隙 (即在氣隙內 )時，霍爾元件不產生電壓，傳感器輸出高電平 （ 5V） 信號；當隔板 (葉片 )離開氣隙 (即窗口進入氣隙 )時，霍爾元件產生電壓。傳感器輸出低電平信號 （ ） 。發(fā)動機曲軸每轉兩圈 （ 720176。 ） ，霍爾式傳感器信號轉子就轉過一圈 （ 360176。 ） ，對應產生一個低電平信號和一個高電平信號，其中低電平信號對應于氣缸 1 壓縮上止點前一定角度。 發(fā)動機工作時，磁感應式曲軸位置傳感器和霍爾式凸輪軸位置傳感器產生的信 號電壓不斷輸入電子控制單元 （ ECU） 。當 ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應的低電平 （ 15176。 ） 信號和凸輪軸位置傳感器窗口對應的低電平信號時，便可識別出此時為氣缸 1活塞處于壓縮行程、氣缸 4活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對應輸出的信號控制點火提前角。電子控制單元識別出氣缸1壓縮上止點位置后，便可進行順序噴油控制和各缸點火時刻控制。 如果發(fā)動機產生了爆燃，電子控制單元還能根據(jù)爆燃傳感器輸入的信號判別出是哪一個缸產生了爆燃，從而減小點火提前角，以便消除爆燃。 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 10 進氣溫度傳感器 （ 1） 進氣溫 度傳感 器的結構及原理 進氣溫度傳感器的安裝位置有 3種：在 D型 EFI系統(tǒng)中，它安裝在空氣濾清器之后的進氣軟管上 。在 L型 EFI系統(tǒng)中，它安裝在空氣流量傳感器上 。有的進氣溫度傳感器安裝在進氣壓力傳感器內。 進氣溫度傳感器的內部是一個具有負溫度電阻系數(shù)（ NTC）的半導體熱敏電阻 （ 如圖 27a 所示 ） ，外部用環(huán)氧樹脂密封， 安裝在進氣管上或空氣流量計內 。 圖 27 進氣溫度傳感 a) 結構 b) 電阻值與溫度的關系 電阻值與溫度的高低成反比，溫度越低則電阻越大，溫度越高則電阻越小 （ 如圖27b 所示）。進氣溫度傳感 器的兩根導線都和電控單元 ECU相連，其中一根為地線，另一根的對地電壓隨熱敏電阻阻值的變化而變化，是信號輸出線。 （ 2） 進氣溫度傳感 的功 用 進氣溫度傳感器 用來 檢測發(fā)動機的進氣溫度，將進氣溫度轉變?yōu)殡妷盒盘栞斎虢o ECU 做為噴油修正的信號。在冷車時，進氣溫度傳感器的信號與發(fā)動機水溫傳感器信號基本相同，在熱車時，其信號電壓大約是水溫傳感器的 2~3倍 。 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 11 冷卻液溫度傳感器 （ 1） 冷卻液溫度傳感器的結構原理 如圖 28 所示，冷卻液溫度傳感器的內部也是一個負溫度電阻系數(shù)（ NTC）的半導體熱敏電阻，其結構原理與進氣溫度傳感器基本相同。它 一般安裝在氣缸體水道或冷卻水出口處。 圖 28 冷卻液溫度傳感器 圖 29 冷卻液溫度傳感器電路圖 （ 2） 冷卻液溫度傳感器的功 用 冷卻液溫度傳感器給 ECU 提供發(fā)動機冷卻液溫度信號，作為燃油噴射和點火正時控制修正信號。冷卻液溫度傳感器內的熱敏電阻隨著冷卻液溫度變化時， ECU 通過 THW 端子測得的分壓值隨之變化， ECU 根據(jù)分壓值來判斷冷卻液溫度。冷卻液溫度傳感器與 ECU的連接電路如 上 圖 29所示。 氧傳感器 （ 1） 氧傳感器的組成 氧傳感器包括一根加熱氧化鋯元件的熱棒，加熱棒受（ ECU）電腦控制，當空氣進量?。ㄅ艢鉁囟鹊停╇娏髁飨蚣訜岚艏訜醾鞲衅鳎?之 能精確檢測氧氣濃度。在試管狀態(tài)化鋯元素的內外兩側，設置有白金電極，為了保護白金電極，用陶瓷包覆電極外側 （如上圖 210所示） ，內側輸入氧濃度高于大氣，外側輸入的氧濃度低于汽車排出氣體濃度。 宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 12 圖 210 氧傳感器 應當指出采用三元催化器后，必須使用無鉛汽油，否則三元催化器和氧傳感器會很快失效。再注意，氧傳感器在油門穩(wěn) 定，配制標準混合時較為重要的作用，而在頻繁加濃或變稀混合時，（ ECU）電腦將忽略氧傳感器的信息，氧傳感器就不能起作用?，F(xiàn)有的氧傳感器分為片式和管式兩種 。 （ 2） 氧傳感器的作用 電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中（ CO）一氧化碳、（ HC）碳氫化合物和（ NOx）氮氧化合物成份，必須利用 三元催化器 。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通 常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧 傳感器 具有一種特性，在理論空燃比 (:1)附近它輸出的電壓有突變。這種特