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優(yōu)勢供應ROLAND檢測器SHS42G-FB80

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江蘇邱成機電有限公司

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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)于一體的現代化企業(yè)，是國內自動(dòng)化領(lǐng)域具競爭力的設備供應商。公司主要經(jīng)營(yíng)歐美和日韓 等發(fā)達國家的機電一體化設備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設備及電動(dòng)工具等工控自動(dòng)化產(chǎn)品。 

G信號發(fā)生器的結構特點(diǎn)：G信號發(fā)

生器用來(lái)檢測活塞上止點(diǎn)位置與判別是哪一個(gè)氣缸即將到達上止點(diǎn)位置等基準信號。故G信號發(fā)生器又稱(chēng)為氣缸識別與上止點(diǎn)信號發(fā)生器或基準信號發(fā)生器。G信號發(fā)生器由1信號轉子、傳感線(xiàn)圈G1、G2和磁頭等組成。信號轉子帶有兩個(gè)凸緣，固定在傳感器軸上。傳感線(xiàn)圈G1、G2相隔180。安裝，G1線(xiàn)圈產(chǎn)生的信號對應于發(fā)動(dòng)機第六缸壓縮上止點(diǎn)0。、G2線(xiàn)圈產(chǎn)生的信號對應于發(fā)動(dòng)機缸壓縮上止點(diǎn)前l(fā)O。。

d)氣缸識別與上止點(diǎn)信號的產(chǎn)生原理與控制過(guò)程：G信號發(fā)生器的工作原理與Ne信號發(fā)生器產(chǎn)生信號的原理相同。當發(fā)動(dòng)機凸輪軸驅動(dòng)傳感器軸旋轉時(shí)，G信號轉子(1信號轉子)的凸緣便交替經(jīng)過(guò)傳感線(xiàn)圈的磁頭，轉子凸緣與磁頭之間的氣隙交替發(fā)生變化，在傳感線(xiàn)圈Gl、G2中就會(huì )感應產(chǎn)生交變電動(dòng)勢信號。當G信號轉子的凸緣部分接近傳感線(xiàn)圈G1的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線(xiàn)圈G1中產(chǎn)生正向脈沖信號，稱(chēng)為G1信號；當G信號轉子的凸緣部分接近傳感線(xiàn)圈G2時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線(xiàn)圈G2中也產(chǎn)生正向脈沖信號，稱(chēng)為G2信號。當G信號轉子的凸緣部分經(jīng)過(guò)G1、G2的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙不變、磁通量不變、磁通變化率為零，因此傳感線(xiàn)圈G1、G2中的感應電動(dòng)勢均為零。當G信號轉子的凸緣部分離開(kāi)G1、G2的磁頭時(shí)，由于凸緣與磁頭之間的氣隙增大、磁通量減小、磁通變化率為負，因此傳感線(xiàn)圈G1、G2中將感應產(chǎn)生負向交變電動(dòng)勢信號。傳感器每轉一圈(360。)相當于曲軸轉兩圈(720。)，因為傳感線(xiàn)圈G1、G2相隔180。安裝，所以G1、G2中各產(chǎn)生一個(gè)正向脈沖信號。其中G1信號對應于發(fā)動(dòng)機第六缸，用來(lái)檢測第六缸上止點(diǎn)的位置；G2信號對應于缸，用來(lái)檢測缸上止點(diǎn)的位置。電子控制單元檢測的對應位置實(shí)際上是G轉子凸緣的前端接近并與傳感線(xiàn)圈G1、G2的磁頭對齊時(shí)刻(此時(shí)磁通量、信號電壓為零)的位置，該位置對應于活塞壓縮上止。(BT-DCl0。)位置。

霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器

(1)霍爾式傳感器的結構與工作原理

霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其他形式的霍爾式傳感器都是根據霍爾效應制成的傳感器。

1)霍爾效應：霍爾效應(Hall Effect)是美國約翰霍普金斯大學(xué)物理學(xué)家霍爾博士(Dr．E．H．Hall)于1879年首先發(fā)現的。他發(fā)現把一個(gè)通有電流I的長(cháng)方體形白金導體垂直于磁力線(xiàn)放入磁感應強度為B的磁場(chǎng)中時(shí)(見(jiàn)圖2-27)，在白金導體的兩個(gè)橫向側面上就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向的電壓UH，當取消磁場(chǎng)時(shí)，電壓立即消失。該電壓后來(lái)稱(chēng)為霍爾電壓，UH與通過(guò)白金導體的電流I和磁感應強度B成正比，即(見(jiàn)下頁(yè)）

利用霍爾效應制成的元件稱(chēng)為霍爾元件，利用霍爾元件制成的傳感器稱(chēng)為霍爾式傳感器。利用霍爾效應不僅可以通過(guò)接通和切斷磁場(chǎng)來(lái)檢測電壓，而且可以檢測導線(xiàn)中流過(guò)的電流，因為導線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)強弱與流過(guò)導線(xiàn)的電流成正比關(guān)系。20世紀80年代以來(lái)，汽車(chē)上應用的霍爾式傳感器與日劇增，主要原因在于霍爾式傳感器有兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：一是輸出電壓信號近似于方波信號；二是輸出電壓高低與被測物體的轉速無(wú)關(guān)?；魻柺絺鞲衅髋c磁感應式傳感器不同的是需要外加電源。

2)霍爾式傳感器基本結構：霍爾式傳感器主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片(磁軛)與磁鐵等組成。觸發(fā)葉輪安裝在轉子軸上，葉輪上制有葉片(在霍爾式點(diǎn)火系統中，葉片數與發(fā)動(dòng)機氣缸數相等)。當觸發(fā)葉輪隨轉子軸一同轉動(dòng)時(shí)，葉片便在霍爾集成電路與磁鐵之間轉動(dòng)?；魻柤呻娐酚苫魻栐?、放大電路、穩壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。

3)霍爾式傳感器工作原理：當傳感器軸轉動(dòng)時(shí)，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與磁鐵之間的氣隙中轉過(guò)：當葉片離開(kāi)氣隙時(shí)，久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導磁鋼片構成回路，此時(shí)霍爾元件產(chǎn)生電壓(UH=1．9～2．0V)，霍爾集成電路輸出級的晶體管導通，傳

感器輸出的信號電壓U0為低電平(實(shí)測表明：當電源電壓Ucc=14．4V或5V時(shí)，信號電壓U0=0．1～0．3 V)。

當葉片進(jìn)入氣隙時(shí)，霍爾集成電路中的磁場(chǎng)被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸出的信號電壓U0為高電平(實(shí)測表明：當電源電壓Ucc=14．4V時(shí)，信號電壓U0=9．8 V；當電源電壓Ucc=5V時(shí)，信號電壓U0=4．8 V)。

(2)捷達、桑塔納轎車(chē)霍爾式凸輪軸位置傳感器

1)結構特點(diǎn)：捷達AT和GTx、桑塔納2000GSi型轎車(chē)采用的霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣凸輪軸的一端，結構如圖2-28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(chēng)為觸發(fā)葉輪，安裝在進(jìn)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(chēng)為葉片，在隔板上制有一個(gè)窗口，對應產(chǎn)生的信號為低電平信號，隔板(葉片)對應產(chǎn)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磁鐵和導磁鋼片等組成?；魻栐霉璋雽w材料制成，磁鐵之間留有0．2～0．4mm的間隙，當信號轉子隨進(jìn)氣凸輪軸一同轉動(dòng)時(shí)，隔板和窗口便從霍爾集成電路久磁鐵之間的氣隙中轉過(guò)。

該傳感器接線(xiàn)插座上有三個(gè)引線(xiàn)端子，端子1為傳感器電源端子，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為傳感器電源負子，與控制單元端子67連接。

2)工作情況：由霍爾式傳感器工作原理可知，當隔板(葉片)進(jìn)入氣隙(即在氣隙內)時(shí)，霍爾元件不產(chǎn)生電壓，傳感器輸出高電平(5V)信號；當隔板(葉片)離開(kāi)氣隙(即窗口進(jìn)入氣隙)時(shí)，霍爾元件產(chǎn)生電壓。傳感器輸出低電平信號(0．1V)。凸輪軸位置傳感器輸出的信號電壓與曲軸位置傳感器輸出的信號電壓之間的關(guān)系如圖2-29所示。發(fā)動(dòng)機曲軸每轉兩圈(720。)，霍爾式傳感器信號轉子就轉過(guò)一圈(360。)，對應產(chǎn)生一個(gè)低電平信號和一個(gè)高電平信號，其中低電平信號對應于氣缸1壓縮上止點(diǎn)前一定角度。

發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，磁感應式曲軸位置傳感器(CPS)和霍爾式凸輪軸位置傳感器(CIS)產(chǎn)生的信號電壓不斷輸入電子控制單元(ECU)。當ECU同時(shí)接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應的低電平(15。)信號和凸輪軸位置傳感器窗口對應的低電平信號時(shí)，便可識別出此時(shí)為氣缸1活塞處于壓縮行程、氣缸4活塞處于排氣行程，并根據曲軸位置傳感器小齒缺對應輸出的信號控制點(diǎn)火提前角。電子控制單元識別出氣缸1壓縮上止點(diǎn)位置后，便可進(jìn)行順序噴油控制和各缸點(diǎn)火時(shí)刻控制。

如果發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生了爆燃，電子控制單元還能根據爆燃傳感器輸入的信號判別出是哪一個(gè)缸產(chǎn)生了爆燃，從而減小點(diǎn)火提前角，以便消除爆燃。

差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器

切諾基(Cherokee)吉普車(chē)與紅旗CA7220E型轎車(chē)采用了差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器，其凸輪軸位置傳感器均為普通霍爾式傳感器。

(1)差動(dòng)霍爾式傳感器結構特點(diǎn)

差動(dòng)霍爾式傳感器又稱(chēng)為雙霍爾式傳感器，其結構與磁感應式傳感器相似，如圖2-30a所示。它由帶凸齒的信號轉子和霍爾信號發(fā)生器組成。差動(dòng)霍爾式傳感器的工作原理與普通霍爾式傳感器相同。根據霍爾式傳感器的工作原理。當發(fā)動(dòng)機飛輪上的齒缺與凸齒轉過(guò)差動(dòng)霍爾電路的兩個(gè)探頭時(shí)，齒缺或凸齒與霍爾探頭之間的氣隙就會(huì )發(fā)生變化，磁通量隨之變化，在傳感器的霍爾元件中就會(huì )產(chǎn)生交變電壓信號，如圖2-30b所示。其輸出電壓由兩個(gè)霍爾信號電壓疊加而成。因為輸出信號為疊加信號，所以轉子凸齒與信號發(fā)生器之間的氣隙可以增大到(1±0．5)mm(普通霍爾式傳感器僅為0．2～0．4mm)，因而便可將信號轉子制成像磁感應式傳感器轉子一樣的齒盤(pán)式結構，其突出優(yōu)點(diǎn)是信號轉子便于安裝。在汽車(chē)上，一般將凸齒轉子裝在發(fā)動(dòng)機曲軸上或將發(fā)動(dòng)機飛輪作為傳感子。

(2)切諾基吉普車(chē)差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器

1)結構特點(diǎn)：切諾基吉普車(chē)2．5L(四缸)、4．0L(六缸)電子控制燃油噴射式發(fā)動(dòng)機采用了差動(dòng)霍爾電路的霍爾式曲軸位置傳感器。它安裝在變速器殼體上。該傳感器向ECu提供發(fā)動(dòng)機轉速與曲軸位置(轉角)信號，作為計算噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻的重要依據之一。

2．5L四缸電子控制發(fā)動(dòng)機的飛輪上制有8個(gè)齒缺，如圖2-31a所示。8個(gè)齒缺分成兩組，每4個(gè)齒缺為一組，兩組之間相隔角度為180。，同一組中相鄰兩個(gè)齒缺之間間隔角度為20。。4．0L六缸電子控制發(fā)動(dòng)機的飛輪上制有12個(gè)齒缺，如圖2．3lb所示。12個(gè)齒缺分成三組，每4個(gè)齒缺為一組，相鄰兩組之間相隔角度為120。，同一組中相鄰兩個(gè)齒缺之間間隔角度也為20。

2)工作情況：飛輪上的每一組齒缺轉過(guò)霍爾探頭時(shí)，傳感器就會(huì )產(chǎn)生一組共4個(gè)脈沖信號。其中，四缸發(fā)動(dòng)機每轉一圈產(chǎn)生兩組共8個(gè)脈沖信號；六缸發(fā)動(dòng)機每轉一圈產(chǎn)生三組共12個(gè)脈沖信號。

對于四缸發(fā)動(dòng)機，ECU每接收到8個(gè)信號，

即可知道曲軸旋轉了一轉，再根據接收8個(gè)信號所占用的時(shí)間，就可計算出曲軸轉速。對于六缸發(fā)動(dòng)機，ECU每接收到12個(gè)信號，即可知道曲軸旋轉了一轉，再根據接收12個(gè)信號所占用的時(shí)間，就可計算出曲軸轉速。

電子控制單元控制噴油和點(diǎn)火時(shí)，都有一定的提前角，因此需要知道活塞接近上止點(diǎn)的位置。切諾基吉普車(chē)在每組信號輸入ECU時(shí)，可以知道有兩個(gè)氣缸的活塞即將到達上止點(diǎn)位置。 例如，在四缸發(fā)動(dòng)機控制系統中，利用一組信號，ECU可知氣缸1、4活塞接近上止點(diǎn)；利用另一組信號可知氣缸2、3活塞接近上止點(diǎn)。在六缸發(fā)動(dòng)機控制系統中。利用一組信號，可知氣缸1與6、2與5、3與4活塞接近上止點(diǎn)。由于第4個(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖下降沿對應于壓縮上止點(diǎn)前4。(BTDC4。)，因此第1個(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖信號下降沿對應于壓縮上止點(diǎn)前64。(BT-DC64。)，如圖2-32所示。當氣缸1、4對應的第1個(gè)脈沖下降沿到來(lái)時(shí)，ECU即可知道此時(shí)氣缸1、4活塞位于壓縮上止點(diǎn)前64。(BTDC64。)，從而便可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。但是，僅有曲軸轉角信號，ECU還不能確定是哪一個(gè)缸位于壓縮行程，哪一個(gè)缸位于排氣行程，為此還需要一個(gè)氣缸判別信號(即需要一只凸輪軸位置傳感器)。

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