XIAOZHONGMING

   

      摘要：文章以五菱汽车霍尔式曲轴位置传感器为例，分析了霍尔式曲轴位置传感器的工作原理及检测方法，为诊断霍尔式曲轴位置传感器的故障提供了一套全面、系统的检测方法。
  
      关键词：B 系列发动机；霍尔式曲轴位置传感器；检测
   
  
       曲轴位置传感器又称为发动机转速传感器或曲轴转角传感器，其功用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将信号直接输入电控单元（ECU），以便计算机按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令，确定点火时刻与喷油时刻，曲轴位置传感器信号是电控单元控制点火与喷油的主要信号。如果曲轴位置传感器损坏或者电控单元收不到该信号那就使气缸的点火顺序错乱，造成发动机无法正常运转。
  
       一般常用车上常见的曲轴位置传感器有光电式、磁感应式和霍尔式三种类型。上汽通用五菱汽车LCU 和B 系列发动机的曲轴位置传感器都为霍尔式的曲轴位置传感器。文章主要讨论五菱汽车霍尔式曲轴位置传感器的检测方法。
  

       一、霍尔式曲轴位置传感器的结构与工作原理
  
       霍尔式曲轴位置传感器主要由触发叶轮、霍尔元件、导磁钢片、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。霍尔元件的工作原理是，当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，此时霍尔元件产生电压，霍尔集成电路输出级的晶体管导通，曲轴位置传感器输出的信号电压为低电平，如图1a 所示。当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，霍尔电压为零，集成电路输出级的晶体管截止，传感器输出的信号电压为高电平，如图1b 所示。

      

           图1 霍尔发生器的工作原理
   
         a）触发叶片进入空气隙b）触发叶片离开空气隙
         1- 触发叶轮的叶片2- 霍尔集成块3- 永久磁铁4- 霍尔传感器5- 导板
  

      二、五菱汽车曲轴位置传感器的检测方法
  
      五菱汽车LCU 和B 系列发动机的曲轴位置传感器都为霍尔式。曲轴位置传感器跟脉冲盘相配合，用于无分电器点火系统中提供发动机转速信息和曲轴上止点信息。曲轴位置传感器内置磁铁和霍尔元件以及处理电路，脉冲盘是一个齿盘，原本有60 个齿，但是有两个齿空缺。脉冲盘装在曲轴上，随曲轴旋转。当齿尖紧挨着转速传感器的端部经过时，信号齿盘切割磁力线从而使霍尔元件生成霍尔电压，经过电路翻转放大，作为转速信号输出。LCU 和B 系列发动机的曲轴位置传感器都是由三条线组成，一根5V 电源一根接地和一根5V 信号线，都是为5V 电压的负触发载波形式，电路图如图2 所示。
  

      

         图2 五菱B 系列发动机曲轴位置电路图
   
      当曲轴维持传感器信号出现异常时，可能导致起动困难、起动后熄火等故障。
  
      曲轴位置传感器的主要故障原因包括：（1） 传感器内部损坏。（2）传感器头部脏/ 损坏。（3）连接器或线路断路/ 短路。为了判断曲轴位置传感器的性能好坏，一般对以下几个方面进行检测。（1）传感器电阻测量。断开传感器连接器，分别测量电源与接地、电源与信号、信号与接地各端子直接的电阻值。与标准电阻值进行对比，判断传感器内部是否损坏。（2）电压测量。连接曲轴位置传感器的连接器，打开点火开关但不起动发动机，使用万用表测量电源端子的对地电压，应有12V 的参考电压。测量信号端子的电压，应为5V 或0V（发动机未运转）。运转发动机，测量信号端子的电压，应为2.5V。注意：随着发动机转速的变化，信号端子的电压值一直保持在2.5V。（3）线束测量。断开传感器连接器和ECU 连接器，测量线束两端的电阻值，应该小于1Ω 。（4）波形测量。使用示波器检测曲轴位置传感器信号端子的电压波形，当发动机怠速运转时，检测到占空比
为50%的频率较低的方波信号（一个周期中有一个信号缺口）。当发动机转速上升时，检测到占空比为50%而频率逐步增大的波形。（5）维修注意事项。霍尔传感器较为精密，要轻拿轻放，避免掉落地上而损坏传感器。安装时要小心，而不能锤击。
  
      结束语：本文对霍尔式曲轴位置传感器的信号产生原理进行分析，并对五菱汽车B 系列发动机霍尔式曲轴位置传感器的检测方法进行总结，为五菱汽车维修人员提供一个霍尔式曲轴位置传感器检测的流程，有利于提高维修效率。