曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器是汽车电子控制系统中的关键元件,主要负责提供发动机运行状态的重要信息。曲轴位置传感器(CPS)的主要功能是检测曲轴的转动角度和发动机的转速,这些信息被输入到电子控制单元(ECU),用以决定最佳的点火时机和燃油喷射时间。传感器通常安装在曲轴前端、中部或飞轮上。
凸轮轴位置传感器(CIS)也称为判缸传感器,其作用是确定哪个气缸正处于压缩上止点,这有助于ECU执行顺序喷油控制、点火正时控制以及防止发动机爆震。此外,这个信号在发动机启动时用于识别首次点火时刻。传感器可能安装在凸轮轴的前端、后端或分电器内部。
在发动机启动过程中,ECU不仅依赖曲轴位置传感器,还需要凸轮轴位置传感器的参考信号来有序地控制点火。如果在运行中拔掉凸轮轴位置传感器,发动机仍可继续运转,但在下次启动时可能会出现困难。对于独立点火和顺序喷射的直列发动机,以及V型发动机,通常都需要安装曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器有多种类型,包括磁感应式、霍尔式和光电式。例如,丰田系列轿车采用磁感应式一体式设计,而桑塔纳2000Gsi、捷达系列则采用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器的分体设计。桑塔纳2000GLi则配备霍尔式曲轴位置传感器。
磁感应式传感器由永久磁铁、传感线圈和信号转子组成。信号转子上的齿盘结构会随着曲轴的转动产生变化,使得传感线圈产生脉冲信号。这些信号的数量代表曲轴的转速,ECU根据这些信号计算出基本的喷油提前角、点火提前角和点火导通角。
在维修检查时,可以使用万用表检测传感器线圈电阻、线束导线电阻以及信号转子与磁头之间的气隙。如果发现异常,如电阻无穷大或气隙超出规定范围,可能需要更换传感器或进行调整。
丰田车型的磁感应式曲轴和凸轮轴位置传感器则整合在一个组件中,位于分电器内,包括G信号发生器(用于曲轴位置)和Ne信号发生器(用于凸轮轴位置)。
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器是现代汽车发动机管理系统中不可或缺的部分,它们协同工作,确保发动机精确、高效地运行。通过不同类型的传感器和信号处理,ECU能够优化发动机性能,提高燃油经济性,并减少排放。在维护和故障诊断中,对这些传感器的了解和检测至关重要。