不懂就问：电控柴油机喷油正时信号传感是如何工作的？

【卡车之家 原创】喷油正时是柴油发动机能够正常启动和运转的一个主要因素。记得大泵机时代的喷油提前角可以达到二十度以上，前几天偶然翻翻资料，看到现在的燃烧技术可以让发动机喷油提前角达到6度以内，不得不佩服科学技术的进步神速。因为燃烧效率和燃烧速率的提高而让喷油时间可以更加接近于上止点0度。

曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器工作原理和失效状态

今天我们讲讲电控高压共轨系统提供喷油正时信号的两个传感器：曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器工作原理和失效状态。

以常见的博世商用车为例：（后文如果没有特殊说明都是讲的博世电磁式）这俩传感器都属于电磁式的，属于无源类型。型号是一样的，可以互换。前面两句话的意思可以这样理解：这俩传感器用在配备博世系统的大型车上面，外部不给它俩供电。它自己发电，所以可以把它俩理解成两个小发电机！

上图是凸轮轴传感器的信号盘，它和凸轮轴传感器一起安装在高压油泵上面，有些也会安装在发动机缸盖或者缸盖底下前端或者后端。不管安装在哪里，它的转速和凸轮轴转速始终是同步的，凸轮轴转一圈这个信号盘转一圈。

大家可以看到信号齿上面的数字153624（或者142635），这个刚好是六缸发动机工作顺序，每个信号齿对应一个缸。我们看到有多出来一个信号齿，上面写得有“0识别用”。这个是一缸压缩上止点。

知道了一缸压缩上止点和每个缸的工作位置，发动机是不是就可以正常运转了呢？我们后面解答！我们知道因为燃烧需要时间，所以喷油时间必须提前。即使同一台发动机随着工况的改变喷油提前角度也是不一样的。

为了更加精确的掌握发动机对于喷油提前角的需要，所以需要更大的圆盘来详细划分刻度。而发动机飞轮恰好可以胜任（有的车型在发动机扭转减震器上面）。所以我们就会看到电控发动机飞轮上面就会有一个一个的信号齿（或者是凹坑）。

博世商用车曲轴位置传感器有60-2个信号齿（或凹坑），减2的意思是会少两个齿（或者少两个凹坑），如下图：

这个缺齿部位和曲轴位置传感器对应点是一缸或六缸压缩上止点，为什么这么说呢？我们知道，发动机一个工作循环曲轴转两圈（进气、压缩、做功、排气各半圈），第一圈从1缸开始干活，后面5缸、3缸接力干活。

第二圈从6缸开始干活，后面2缸、4缸接力干活。所以这个缺齿部位对应曲轴位置传感器的时候有可能是一缸压缩上止点，也有可能是六缸压缩上止点。因为凸轮轴是控制气门开闭的，发动机每缸每个工作循环凸轮轴只转一圈（曲轴转两圈，凸轮轴转一圈），与它同步的凸轮轴传感器只需要知道多齿对应位置就可以知道是一缸在压缩上止点位置了！所以说：凸轮轴传感器可以准确判缸，而曲轴位置传感器可以知道发动机的喷油准确提前角。

传感器失效状态（坏了）及应对办法

对于博世商用车来说，这俩传感器互为备份。当其中一个坏了以后另外一个是可以单独工作的。如果发动不着车，并且有报相关故障码的时候，我们可以拔掉其中一个传感器让另外一个传感器单独工作。

此时会报故障码，启动时间会延长。这是因为单曲轴位置传感器不能准确判断第一缸压缩上止点。如果单曲轴位置传感器工作的时候，电脑会控制喷油器在两个压缩上止点（一缸和六缸）试探性的喷油，当发现转速上升，电脑会认为喷油正确。

发动机单凸轮轴传感器工作的时候，因为喷油提前角无法准确计算，尾气排放会恶化！这些都是控制策略里面的功能:跛行回家模式（Limphome）！单传感器工作的时候对于功率输出是没有影响的！

根据以上介绍，我们知道，这两个传感器给电脑版的反馈信号必须是同步的。当这两个传感器其中一个因为受到干扰或者损坏等情况下，可能会给电脑传递错误的信号，而电脑板无法判断哪个传感器的信号是正确的时候，可能会造成无法启动和正常运转。

这就好像两个人抬木头似的。当其中一个人步伐踉踉跄跄，另外一个人也会跟着步伐不稳。此时最好的解决办法是停下来（无法启动、运转）或者干脆一个人扛着这根木头走（单传感器工作）。这就是我们说的信号必须同步。所以，喷油正时信号也叫：“同步信号”

以曲轴位置传感器为例，传感器头部和飞轮信号齿之间必须要保证1毫米±0.5毫米的间隙。间隙如果过大或者过小的话都会影响信号的输出。经常有曲轴位置传感器头部有铁屑粘附的情况。如果铁屑粘附很多，会影响动力甚至会无法启动。

这个时候，当电脑无法准确的收到传感器的信号，只能减低供油量或者不供油。

随着信号齿切割传感器的磁力线，在传感器线圈两端就会出现一个交变电压，除了缺齿部位以外，其它58个信号齿就会出现58个正弦波信号。这类的交变信号最易受到干扰，所以传感器进电脑板的线一般都是双绞线或者外覆屏蔽层。

即使这样，在平常使用的时候，偶尔也有发电机，启动机等大功率电器工作的时候对它有干扰的情况出现。所以 ，车上的线路我们不要轻易改变它的交叉位置。

我们知道正弦波模拟信号电脑是无法读取的，所以模拟信号必须要有个数字信号转换的过程，这就对于电磁式的传感器信号输出要求会更高 (有些车型使用的霍尔效应传感器直接输出数字信号，抗干扰性能，电脑准确识读率都要比电磁式高)下图是传感器正常输出的模拟信号，和准确的数字信号转换。

上图是曲轴位置传感器和信号齿距离忽远忽近造成的信号波形图。这样电脑就无法准确识读。其它还有凸轮轴信号盘移位，信号齿缺损等等各种情况的出现，需要我们在使用中细心观察。

本文特约作者：天天向左002

​关注卡车之家，网聚卡车人的力量

到底什么是感应距离传感器

在电气和机械的恶劣环境中，对附近物体的线性或旋转位置的非接触式传感是一种常见的系统要求。目前有几种方法可以满足这一目标，包括基于霍尔效应的传感器，磁约束效应和磁耦合。

本文介绍一种广泛的解决方案——感应距离传感，它可以在不与目标物理接触的前提下检测接近传感器的金属目标。它具有高效，准确，坚固等特点。现代电子技术极大地简化了它的实现，并使它在性能、实用性和成本方面更具吸引力。此文介绍关于感应位置传感器和电路的常见问题的解答。

什么是感应?

答:这种感应实际上有三种类型:

高频振荡型，间接利用电磁感应;

磁性型，利用磁铁;

电容型，利用电容的变化。

这里我们只关注第一个。

“间接”是什么意思?

答:电感式传感器不测量电感本身。 取而代之的是，他们利用金属靶上磁场的电磁感应以及空芯变压器的特性(法拉第定律)。传感器的定位是由导电目标引起的磁场干扰。金属靶材不一定是磁性的;铝等有色金属也能发挥作用。

这些传感器用在哪里?

答:它们用于许多工业和其他具有挑战性的环境中。最常见的应用之一是通过感知齿轮齿来测量电机转子的位置和旋转。这些传感器广泛应用于汽车领域，特别是发动机罩或发动机附近。

这个传感器长啥样?

答: 它看起来像一个标准螺栓，它们有不同的直径，不同的范围和灵敏度。这种传感器的螺丝在一个标准的螺纹孔，然后可以牢固地连接到一个支架或外壳与配套的螺母或螺母，所以易于安装。

Monarch Instruments公司P5-11接近传感器是一款坚固耐用的工业探头式感应传感器;它的设计用于从0.5英寸(5mm)到0.5英寸(12mm)的金属靶(如螺栓头或轴锁键)的0.2英寸(5mm)，转速为1至60000转/分钟。它测量1.33″长x 0.55″直径(34 x 14毫米)，需要5.0到24 VDC在3毫安，并配有2米电缆。

这个是如何工作的?

答: 大致原理是：振荡电路中的线圈L产生高频磁场。当一个目标靠近磁场时，由于电磁感应，一个感应涡流在目标中流动。当目标接近传感器时，感应电流增加，这导致振荡电路上的负载增加。然后，振荡减弱或停止。传感器通过振幅检测电路检测振荡状态的这种变化，并输出检测信号。

如下图所示，有一个初级线圈被一个频率激发(通常在1到5兆赫兹之间)来产生磁场，两个次级线圈用来检测这个磁场。反过来，利用法拉第定律，这些线圈把磁场转换成电压。放置在磁场中的金属靶会产生与磁场相反的涡流，增加感应器电流流量，改变感应关系。

这种变化具有衰减振荡的作用。传感器通过振幅检测电路检测这种变化和振荡状态的衰减。两个接收线圈检测不同的电压，目标的位置可以通过两个接收线圈电压的比值来确定。 阈值电路然后产生输出信号时，这个比率超过一些预设的限制。

这个传感器的其他特性是什么?

答:坚固可靠:它是完全封闭的。此外，与直线位移传感器LVDT类似，该传感器本身是一组导线回路或线圈，这意味着工作温度范围宽，抗冲击，并能承受环境应力。

一致和可重复的性能:基本设计坚固耐用，并且通过适当的电路，所获得的信号也将在信号强度和阈值上保持一致。

尺寸紧凑和易于安装:传感头可以封装在更大的“螺栓”甚至小的螺钉中，这使得放置更加容易。传感头在一端，导线在另一端，这有利于放置和布线，该传感器的长度可以从5mm到600mm不等。

灵敏度:根据设计的具体情况，传感器可以很容易地探测到接近一毫米或更小的目标。分辨率的一致性也相当高，在亚毫米甚至千分尺范围内。

读数不受污垢和碎片影响:同样，简单的机械外壳将没有的东西挡在外面，读数不受非金属环境的影响。

高抗电磁干扰:这些传感器的许多应用都涉及到电机和大电流，比如混合动力汽车和电动汽车(牵引电机有几百安培)，这两种传感器都会产生强烈的杂散磁场。传感器的双线圈设计意味着它的感知能力是不同的，大多数干扰磁场在传感器接收端会自我抵消。

有不同的架构和实现吗?

A:基本有三种:

1)传感器中只有磁性元件。这将电子器件与传感线圈分离开来，并提供了最小、最坚固的传感器，

螺纹组件可仅具有前端传感器和独立的电子设备。

2)前端振荡器和感知信号放大器位于传感器中，放大后的信号通过电缆传递到附加电子设备进行进一步的调节和格式化。

3)此外，还可以将整个信号链并入传感器组件本身;有些版本甚至将条件模拟信号数字化。

决定使用哪种样式取决于安装细节、应用程序、成本、性能、易用性以及等诸多因素。还有一些与使用现有遗留安装相关的问题，这三种类型仍在广泛使用。

感应模式有方向性吗?

答:没有，传感器基本上是全向的，这在某些情况下是可取的，但在另一些情况下则不然。对于需要方向性的情况，解决方案是用磁屏蔽传感器，

选择感应式传感器时要评估哪些参数?

答:除了尺寸，灵敏度还需要与应用程序相匹配。它通常被指定为将触发传感器输出到一块1毫米厚的正方形铁片(Fe 37型)的最大距离，其侧面尺寸等于感测面直径。但也会存在滞后性、可重复性等相关问题。其他考虑因素包括：工作频率、功率和电流要求，以及接口类型和格式。

灵敏度和滞后是用来表征传感器性能的指标之一。

一个传感器多少钱?

答:一个基本的传感器的价格从10美元到15美元不等，根据尺寸、精度、坚固性等级、嵌入式电子设备的数量和其他因素的不同，价格可能高达数百美元。

使用电感式传感器的电路复杂吗?

答:与许多传感器电路一样，基本设计很简单。然而，实现准确、一致和稳定的性能可能是一个挑战。

这是如何做到的?

答: 在集成电路还没有出现之前，它的固有能力就是使用电路技术，使得复杂的拓扑结构可以很容易地实现。IC不仅提供了易用性、基本功能和增强的性能，还提供了其他有利于用户的功能和特性。这类供应商包括Microchip、瑞萨和德州仪器。

电感式传感器在工程师的传感器选项中是一个重要的组件，因为它易于使用，坚固耐用，高效，精确，易于安装。像它的兄弟LVDT，它可以在许多尺寸，灵敏度和电气选择，在无数的应用程序里是非常值得考虑的。

相关问答

[回答]在维修时,主要检查转子凸齿有无损伤,若有损伤应更换;检查感应线圈的电阻,冷态下的G1感应线圈和G2感应线圈电阻值应为125~200Ω,Ne感应线圈的电阻值...

[最佳回答]现代胜达(查成交价|参配|优惠政策)传感器正负极的辨别在显示器通电的情况下用数字万用表直流20V挡测量4根线之间的电压值:电压值最大的那一组就是电...

曲轴位置传感器是发动机控制系统中重要的传感器之一,用于采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入ECU以确定喷射顺序、喷射正时、点火顺序、点火正时。其安...

曲轴位置传感器缺齿(CrankshaftPositionSensorMissingTooth)指的是曲轴位置传感器所检测到的曲轴齿轮上出现了缺失的齿。曲轴位置传感器是发动机中的一种...

[最佳回答]凸轮轴位置传感器的检测方法如下:1、拔出插头,钥匙打开两挡用电压表测量确定电源线有电压输出;2、用万用表确定搭铁线,用电压挡一根表棒与确定好的...

相位传感器主要包括了两种重要的元件——凸轮轴位置传感器以及曲轴位置传感器。相位传感器是用来判断发动机到底什么时候开始点火的重要依据。按照相位传感器...

您好,长安之星2代凸轮轴两齿对的方法如下:1.凸轮轴两齿对的位置是由发动机正时链条或正时皮带驱动的。首先,确保发动机处于上止点(第一汽缸处于上止点)。...

1、拔出插头,钥匙打开两挡用电压表测量确定电源线有电压输出;2、用表确定搭铁线,用电压挡一根表棒与确定好的电源线相连,另一根表棒与其它两根线相连测量出...

[回答]故障码:P0321详细介绍如下:故障所属系统范围:点火系统适用车型:所有汽车制造商中文含义解释:曲轴/发动机转速(RPM)传感器-范围/性能故障英文含义:...

这个是可以使用的,两者一般保持0.8毫米的间隙就可以了。转速传感器由磁敏电阻作感应元件,是新型的转速传感器。核心部件是采用磁敏电阻作为检测的元件,再经过...