汽車維修技能知識：微機點火系統(tǒng)的分類及組成與發(fā)動機曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器
一、微機點火系統(tǒng)的分類
微機點火系統(tǒng)可分為：有分電器的微機控制點火系統(tǒng)和無分電器的微機控制點火系統(tǒng)兩種。
二、微機點火系統(tǒng)的組成
微機點火系統(tǒng)主要由凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、空氣流量計、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器進氣溫度傳感器、車速傳感器、爆震傳感器、各種控制開關、電控單元ECU、點火控制器、點火線圈及火花籌等組成。
發(fā)動機曲軸位置傳感器向電子控制器提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角電信號，電子控制器根據(jù)此信號確定點火正時和噴油正時、產(chǎn)生點火和噴油控制脈沖、控制燃油泵工作等。在無分電器電子控制點火系統(tǒng)和控制各缸工作順序噴油的燃油噴射系統(tǒng)中，曲軸位置傳感器還用于識別汽缸。
凸輪軸位置傳感器又稱為同步信號傳感器，主要用來檢測凸輪軸的轉(zhuǎn)角位置，發(fā)動機控制模塊用此信號確定發(fā)動機汽缸(如一缸)上止點的位置。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置與凸輪位置傳感器常用的主要有3種：電磁式、霍爾式和光電式。
三、電磁式傳感器
1.結(jié)構(gòu)及工作原理
電磁式傳感器結(jié)構(gòu)及原理如圖2-4-2所示，磁力線穿過的路徑為：永久磁鐵N極→定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子信號線圈間的氣隙→導磁板→永久磁鐵S極。
當信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁路中的氣隙就會周期性的發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈的磁通量隨之發(fā)生周期性的變化。根據(jù)電磁感應原理，傳感器線圈中就會感應出交變電動勢。其大小正比于磁通量的變化速率。磁通量變化越快，電動勢越大；磁通量不變化，就不產(chǎn)生電動勢。
由圖可見，信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感器線圈中就會產(chǎn)生一個周期的交變電動勢，即電動勢出現(xiàn)一次最大值和一次最小值。電磁式傳感器通俗地講相當于一個微型發(fā)電機。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，信號轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，鐵心中的磁通量變化率也將隨之發(fā)生變化。轉(zhuǎn)速越高，磁通量變化率就越大。傳感器線圈中的感應電動勢也就越高。轉(zhuǎn)速不同時，磁通和感應電動勢也將發(fā)生變化，傳感器線圈隨之輸出一個電壓信號。此類傳感器的優(yōu)點是不需要外加電源。
2.電磁式傳感器
電磁式傳感器結(jié)構(gòu)形式不同車型有所不同。
四、霍爾傳感器
1.霍爾原理
霍爾式傳感器是根據(jù)霍爾效應制成的傳感器。
一個通有電流的長方體半導體垂直于磁力線放入磁感應強度為B的磁場中時，在半導體的兩個橫向側(cè)面上就會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場方向的電壓Un,當取消磁場時電壓立即消失。此電壓與通過半導體的電流和磁感應強度B成正比，可以用下面公式表示：
UH=(RH/d)·I·B
式中：RH-—霍爾系數(shù)；
d——半導體的厚度。
2.霍爾傳感器基本結(jié)構(gòu)
主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片與永久磁鐵等組成。觸發(fā)葉輪安裝在轉(zhuǎn)子軸上，葉輪上制有葉片(在霍爾式點火系統(tǒng)中，葉片數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等)。當觸發(fā)葉輪隨轉(zhuǎn)子軸一同轉(zhuǎn)動時，葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉(zhuǎn)動�；魻柤呻娐酚苫魻栐⒎糯箅娐�、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。
當傳感器軸轉(zhuǎn)動時，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過。當葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導磁鋼片構(gòu)成回路，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓；當葉片進入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，此時霍爾元件電壓為零。
五、光電式傳感器
1.工作原理
光電式傳感器主要由發(fā)光元件、光敏元件和遮光轉(zhuǎn)子(信號盤)。工作原理如圖2-4-10所示，當遮光轉(zhuǎn)子(信號盤)上的透光孔旋轉(zhuǎn)到發(fā)光二極管與光敏二極管之間時，光敏二極管感光產(chǎn)生電壓；當遮光轉(zhuǎn)子(信號盤)上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到發(fā)光二極管與光敏二極管之間時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線就不能照射到光敏二極管上，此時光敏二極管產(chǎn)生電壓為零，光敏二極管產(chǎn)生的脈沖電壓送到波形電路整形后送給ECU。
2.光電式傳感器的結(jié)構(gòu)
光電式傳感器與分電器組成一體。信號盤是傳感器的遮光轉(zhuǎn)子，壓裝在分電器軸上，在靠近信號盤的邊緣位置有間隔弧度均勻的內(nèi)、外兩圈透光孔。其中，外圈有360個透光孔，間隔弧度為1°,用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號；內(nèi)圈有6個透光孔，間隔孤度為60°,用于產(chǎn)生各個汽缸的上止點信號，其中有一個長方形的寬邊長孔，用于產(chǎn)生第一缸上止點信號。
信號發(fā)生器固定在傳感器殼體上，它由轉(zhuǎn)速信號傳感器、上止點信號傳感器和信號處理器電路組成。
