Cảm biến trục khuỷu xe có chức năng gì?
Cảm biến trục khuỷu (còn được gọi là cảm biến tốc độ động cơ) là cảm biến cốt lõi của hệ thống điều khiển điện tử động cơ. Chức năng chính của nó là phát hiện vị trí trục khuỷu, tín hiệu điểm chết trên của piston và tốc độ động cơ, sau đó truyền tín hiệu đến ECU để điều khiển thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu. Cảm biến này thường được lắp đặt ở đầu trục khuỷu, đầu trục cam, bánh đà hoặc bộ phận phân phối điện. Nó cần hoạt động phối hợp với cảm biến vị trí trục cam.
Theo nguyên lý hoạt động, nó có thể được phân loại thành ba loại: loại xung từ, loại Hall và loại quang điện: Loại xung từ tạo ra tín hiệu sóng sin bằng cách kích hoạt sự thay đổi từ trường thông qua một đĩa tín hiệu. Loại Hall tạo ra tín hiệu sóng vuông bằng cách sử dụng một lưỡi kích hoạt. Loại quang điện tạo ra điện áp xung bằng cách sử dụng truyền dẫn lỗ ánh sáng. Loại Hall yêu cầu nguồn điện 5V bên ngoài, và loại quang điện dễ bị suy giảm độ chính xác tín hiệu do nhiễm bẩn dầu. Các lỗi điển hình bao gồm nhiễu tín hiệu do dây dẫn cũ và khó khởi động do cảm biến bẩn. Các tình huống bất thường có thể kích hoạt đèn báo lỗi động cơ và gây ra hiện tượng thiếu công suất hoặc không thể khởi động. Quá trình phát triển công nghệ hiện đại cho thấy xu hướng tiến hóa từ tín hiệu tương tự sang phát hiện kỹ thuật số.
Nguyên lý phát hiện của cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu xung từ.
Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu xung từ của công ty Nissan
Cảm biến vị trí trục khuỷu này được lắp đặt phía sau puly ở đầu trước của trục khuỷu. Ở đầu sau của puly, có một đĩa tròn mỏng có răng nhỏ (dùng để tạo tín hiệu, gọi là đĩa tín hiệu), được lắp đặt cùng với puly trục khuỷu trên trục khuỷu và quay cùng với trục khuỷu. Trên mép ngoài của đĩa tín hiệu, có một răng cứ mỗi 4° dọc theo chu vi. Tổng cộng có 90 răng, và có 3 phần nhô ra được bố trí cứ mỗi 120°, tổng cộng là 3. Hộp cảm biến được lắp đặt trên mép của đĩa tín hiệu là một máy phát tín hiệu tạo ra tín hiệu điện. Máy phát tín hiệu có 3 đầu từ được quấn quanh nam châm vĩnh cửu trên cuộn cảm ứng, trong đó đầu từ ② tạo ra tín hiệu 120°, và đầu từ ① và ③ cùng nhau tạo ra tín hiệu góc trục khuỷu 1°. Đầu từ ② hướng về phía phần nhô ra 120° của đĩa tín hiệu, đầu từ ① và ③ hướng về phía vòng răng của đĩa tín hiệu, với độ lệch pha tương ứng với góc lắp đặt trục khuỷu. Bộ tạo tín hiệu có mạch khuếch đại và định hình tín hiệu, và một đầu nối bốn lỗ bên ngoài, trong đó lỗ "1" là đường dây đầu ra tín hiệu 120°, lỗ "2" là đường dây nguồn cho mạch khuếch đại và định hình tín hiệu, lỗ "3" là đường dây đầu ra tín hiệu 1°, và lỗ "4" là đường dây nối đất. Thông qua đầu nối này, tín hiệu do cảm biến vị trí trục khuỷu tạo ra được truyền đến ECU.
Khi động cơ quay, các răng và phần nhô ra của đĩa tín hiệu gây ra sự thay đổi trong từ trường đi qua cuộn cảm ứng, do đó tạo ra một suất điện động xoay chiều trong cuộn cảm ứng. Sau khi lọc và định hình, nó trở thành tín hiệu xung. Sau một vòng quay của động cơ, đầu từ ② tạo ra 3 tín hiệu xung 120°, và các đầu từ ① và ③ mỗi đầu tạo ra 90 tín hiệu xung (xoay chiều). Vì các đầu từ ① và ③ được lắp đặt cách nhau 3° góc trục khuỷu và mỗi đầu tạo ra một tín hiệu xung cứ sau 4°, nên độ lệch pha giữa các tín hiệu xung do các đầu từ ① và ③ tạo ra chính xác là 90°. Hai tín hiệu xung này được gửi đến mạch khuếch đại và định hình tín hiệu để tổng hợp, và sau đó tạo ra một tín hiệu góc trục khuỷu 1°.
Đầu từ ② tạo ra tín hiệu 120° được lắp đặt ở vị trí 70° trước điểm chết trên, do đó tín hiệu của nó cũng có thể được gọi là tín hiệu 70° trước điểm chết trên, tức là trong quá trình hoạt động của động cơ, đầu từ ② tạo ra tín hiệu xung tại điểm chết trên của mỗi xi lanh.
Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu xung từ của Công ty Toyota
Hệ thống TCCS của hãng Toyota lắp đặt cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu xung từ trong bộ phận phân phối điện. Cảm biến được chia thành phần trên và phần dưới, phần trên tạo ra tín hiệu G, và phần dưới tạo ra tín hiệu Ne, cả hai đều sử dụng một rôto có răng quay để làm cho cuộn cảm của máy phát tín hiệu có sự thay đổi từ thông, từ đó tạo ra một suất điện động cảm ứng xoay chiều trong cuộn cảm, sau đó được khuếch đại và gửi đến ECU.
Tín hiệu Ne là tín hiệu dùng để phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ động cơ, tương đương với tín hiệu 1° của cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu xung từ của hãng Nissan. Tín hiệu này được tạo ra bởi một rôto (rôto định thời N0.2) được gắn cố định ở phần dưới với 24 răng cách đều nhau và một cuộn dây cảm biến liền kề.
Khi rôto quay, khe hở không khí giữa các răng và phần mặt bích (đầu từ) của cuộn cảm biến thay đổi, gây ra sự thay đổi trong từ trường đi qua cuộn cảm biến và tạo ra sức điện động cảm ứng. Khi các răng tiến lại gần và di chuyển ra xa đầu từ, sẽ có sự thay đổi về sự tăng giảm của từ thông, do đó mỗi răng sẽ tạo ra một tín hiệu điện áp xoay chiều hoàn chỉnh trong cuộn cảm biến khi đi qua đầu từ. Rôto định thời N0.2 có 24 răng, vì vậy khi rôto quay một vòng đầy đủ (tức là trục khuỷu quay 720°), cuộn cảm biến tạo ra 24 tín hiệu điện áp xoay chiều. Một xung tín hiệu Ne trong một chu kỳ tương đương với 30° quay của trục khuỷu (720° ÷ 24 = 30°). Việc phát hiện góc chính xác hơn được thực hiện bằng cách chia thời gian quay 30° bởi ECU thành 30 phần bằng nhau, do đó tạo ra tín hiệu quay trục khuỷu 1°. Tương tự, tốc độ động cơ được ECU đo dựa trên thời gian trôi qua giữa hai xung tín hiệu Ne (60° vòng quay trục khuỷu). Tín hiệu G được sử dụng để xác định xi lanh và phát hiện vị trí điểm chết trên của piston, tương đương với tín hiệu 120° của cảm biến vị trí trục khuỷu xung từ của Nissan. Tín hiệu G được tạo ra bởi một rôto mặt bích (rôto định thời số 1) phía trên máy phát Ne và hai cuộn cảm biến đối xứng của nó (cuộn cảm biến G1 và cuộn cảm biến G2). Nguyên lý tạo ra tín hiệu này giống như tín hiệu Ne. Tín hiệu G cũng được sử dụng làm tín hiệu tham chiếu để tính toán góc quay trục khuỷu.
Tín hiệu G1 và G2 lần lượt phát hiện điểm chết trên của xi lanh thứ 6 và xi lanh thứ 1. Do vị trí của bộ tạo tín hiệu G1 và G2, khi các tín hiệu G1 và G2 được tạo ra, piston không ở chính xác điểm chết trên (BTDC), mà ở vị trí cách điểm chết trên 10°.
Phát hiện cảm biến vị trí trục khuỷu xung từ
Lấy cảm biến vị trí trục khuỷu xung từ được sử dụng trong hệ thống điều khiển điện tử của động cơ 2JZ-GE trên xe sedan Crown 3.0 làm ví dụ để minh họa phương pháp phát hiện của nó.
Kiểm tra điện trở của cảm biến vị trí trục khuỷu
Tắt công tắc đánh lửa, tháo đầu nối của cảm biến vị trí trục khuỷu và đo giá trị điện trở giữa các cực của cảm biến vị trí trục khuỷu bằng đồng hồ vạn năng ở chế độ đo điện trở (Bảng 1). Nếu giá trị điện trở không nằm trong phạm vi quy định, cần phải thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu.
Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết, hãy tiếp tục đọc các bài viết khác trên trang web này!
Vui lòng gọi cho chúng tôi nếu bạn cần những sản phẩm đó.
Công ty TNHH ô tô Zhuo Meng Thượng Hải cam kết bán MG&MAXUSChào mừng các phụ tùng ô tô để mua.
