科目:
- 介紹
- 感測器和脈衝輪的定位
- 脈衝輪缺齒
- 曲軸位置感知器的操作
- 使用示波器測量訊號
定位感測器和脈衝輪:
脈衝輪(也稱為觸發輪、參考輪或磁阻輪)可以位於馬達內部或馬達上的不同位置:
- 曲軸皮帶輪的外部:在較舊的引擎中,我們看到曲軸皮帶輪(V 型皮帶或多皮帶透過其驅動)具有齒。 我們在現代引擎中不再遇到這種形狀的外部脈衝輪;
- 內部通過曲軸上的磨齒:脈衝輪位於曲軸上曲軸法蘭內側,拆開油底殼即可看見;
- 後曲軸密封外部:齒環或磁環安裝在引擎缸體的外部,位於曲軸法蘭外側和飛輪之間。 拆卸飛輪後即可進行此操作。
曲軸感知器指向脈衝輪。 在現代引擎中,曲軸感知器通常位於引擎靠近飛輪的一側。 下圖顯示了曲軸位置感測器和脈衝輪的三種不同安裝位置:曲軸上的齒位於法蘭內側,法蘭外側有磁環和齒環。
上圖顯示了 VAG 和 BMW 使用的帶有曲軸位置感測器的脈衝輪。 VAG 經常使用的版本由一個盒子組成,其中帶齒脈衝輪還包含曲軸密封件的外殼。 BMW 磁環已滑過曲軸法蘭。 更換飛輪時,請確保該磁環不會掉落。 經常發生這樣的情況:更換包括飛輪在內的離合器後,引擎不再想啟動,因為磁環沒有重新安裝。
脈衝輪缺齒:
曲軸位置感知器測量安裝在曲軸上的參考輪上的齒。 曲軸位置感知器「計算」經過的輪齒,並「注意到」每轉一圈有一個輪齒缺失。 根據這個缺失的齒,引擎管理系統知道曲軸位於哪個位置,因此也知道壓縮衝程期間活塞在汽缸中的高度。
缺少的齒位於汽缸 1 活塞在上止點之前 90 到 120 度之間的位置。 因此,「TDC 感測器」這個名稱是不正確的:感測器不會測量活塞位於 TDC 時的點,而是測量活塞準備移動到 TDC 的位置。
許多引擎配備 36-1 或 60-2 脈衝輪。 在此範例中,我們將討論 36-1 脈衝輪。 此脈衝輪有 36 個齒,其中一個已被磨掉。 曲軸每旋轉一次(360°),就會經過 36 個齒(減去缺失的齒)。 這意味著每 10° 就有一顆牙齒經過感應器。
在圖像中我們看到缺失的牙齒幾乎位於頂部。 在此位置,引擎位於上止點。 旋轉方向是順時針方向,因此缺失的齒提前 90° 旋轉經過感應器。 這個位置就是參考點。 在此 90° 旋轉期間,氣缸 1 的活塞已從 ODP 移動到 TDC。
當缺少的齒通過感測器時,感測器將其轉換為曲軸訊號的變化,這是引擎管理系統在幾個齒之後開始噴射和/或點火的識別點(參考點)。
曲軸位置感知器發送訊號,引擎管理系統可以根據該訊號推斷汽缸 1 的活塞位於位置 90° 的120° 在 BDP 之前。 目前尚不清楚活塞是否忙於壓縮衝程或排氣衝程。
- 僅配備曲軸位置感知器的引擎配備DIS點火線圈,曲軸每旋轉一圈,所有火星塞都會產生火花,導致排氣衝程時出現「浪費火花」;
- 需要凸輪軸感知器來單獨控制針線圈和噴油器。 根據來自凸輪軸感知器的信息,引擎管理系統可以確定氣缸 1 正忙於壓縮衝程而不是排氣衝程。
透過曲軸和凸輪軸感知器的組合,實現對每缸噴射和點火系統的速度和控制。
曲軸位置感知器的操作:
左下圖顯示了曲軸齒移動經過曲軸位置感知器磁鐵時產生的磁力線。 曲軸訊號可以在右下圖看到。 對於曲軸上每個缺少的齒,可以看到寬度距離增加和訊號幅度增加。 引擎管理系統將訊號中增加的寬度識別為參考點,在該參考點活塞位於 TDC 之前 90° 或 120°。
曲軸位置感測器電氣圖:
為了測量曲軸位置感測器,我們先查閱 電氣圖。 下圖是同一引擎(大眾高爾夫 VI)的感測器。
- 在 VAG 圖中,曲軸位置感測器的組件代碼為 G28,在 HGS 資料中為 B56);
- VAG 圖表的 ECU 上有代碼 T60,後面有插頭的引腳號 (T60/25),HGS 資料為字母 B (B25)。 圖中的其他地方指出連接器 B 是 ECU 上的 60 針連接器。
25 伏特電源電壓從 ECU 上的引腳 5 發送到曲軸位置感知器、燃油壓力感知器、EGR 閥、節氣門和渦輪調節位置感知器。 上圖並未顯示所有組件。 因此,引腳 25 用於電源。 引腳 53 用於接地(請參閱 HGS 資料圖),引腳 52 用於接收來自曲軸位置感測器的訊號。 我們可以直接測量 ECU 連接器中的接腳 52,或連接一個 接線盒 能夠安全且清楚地測量接線盒的連接52。
用示波器測量訊號:
曲軸訊號可以透過與凸輪軸訊號相關的雙通道測量來顯示。 這些訊號可用於確定分配的正時是否仍有序,或例如凸輪軸訊號是否因正時鏈拉長而落後於曲軸訊號。 下圖顯示了曲軸訊號(通道 A,藍色)與凸輪軸訊號(通道 B,紅色)的測量結果。
我們可以從曲軸和凸輪軸感知器的訊號中辨識出以下幾點:
- 凸輪軸每轉一圈(辨識點:兩個窄塊)曲軸缺齒四個;
- 當凸輪軸轉動一圈時,曲軸轉動兩圈(比率 2:1),這意味著曲軸每轉動半圈,就會有一個缺齒轉過感測器。
本例中的引擎(大眾高爾夫 VI)配備了一個帶齒脈衝輪,每 180 度(半轉)就會缺齒一次。 此脈衝輪如「定位感測器和脈衝輪」部分的圖片所示。 如果你仔細觀察,你可以在這張圖片中發現缺失的牙齒。 當馬達速度增加時,訊號的頻率也會增加。 然後脈衝變得更接近。 幅度(電壓的高度)保持不變。 在同一台引擎上以增加的速度進行的測量可以在下面的示波器圖像中看到:
如果懷疑正時問題,可以將曲柄和凸輪軸訊號中的參考點與樣本訊號或與另一台引擎進行比較,不會有任何問題。
透過標記兩個點,可以將測量訊號中齒數的差異與範例訊號進行比較。 如果測量訊號中曲軸訊號超前於凸輪軸訊號(曲軸參考點向左移動),則正時鏈條可能已被拉伸。
上述曲軸訊號來自霍爾感測器。 摩托車也可以 他的 配備電感式感測器。 下面的測量結果就是一個例子。 對於電感式感測器,不僅頻率會隨著速度的增加而增加(脈衝變得更接近),而且幅度也會增加。 頻率對於 ECU 確定速度很重要。 缺失的牙齒在該訊號中也清晰可見。 黃線(來自凸輪軸感知器)在每第二個曲軸訊號後傳送一個脈衝。 這些訊號也可以相互比較。
也可以為感應曲軸訊號選擇參考點,例如:
- 凸輪軸訊號降至 0 伏特;
- 這種情況發生在缺齒之後的兩個(曲軸)齒上。
透過一個範例訊號,我們可以檢查中間是否也有兩顆牙齒。 如果中間有三顆牙齒,則又有異常。
曲軸感知器訊號可能出現的故障:
曲軸感知器可能故障且不發出訊號。 引擎管理系統沒有接收到引擎轉速訊號,這意味著引擎在啟動時不會啟動。 凸輪軸訊號可能會被拾取,並且引擎在長時間重新啟動後可能會僅根據凸輪軸訊號運行。
如果脈衝輪損壞,引擎管理系統可能會錯誤地將損壞識別為缺齒。 損壞會導致曲軸感知器傳遞的交流電壓幅度出現偏差。 我們在下圖中看到一個例子。
在示波器影像中,我們看到缺失齒的特徵過程兩次(相對於凸輪軸脈衝左側)。 在凸輪軸脈衝的右側,我們看到影像中存在幹擾。 引擎管理系統讀取乾擾,因此可能在錯誤的時間噴射和點火。 當 MMS 將曲軸訊號與凸輪軸訊號進行比較時,可以識別錯誤並可以儲存與曲軸訊號相關的 DTC(錯誤代碼)。 在這種情況下,曲軸位置感知器可能被錯誤地更換。
脈衝輪上的齒損壞可能是由於引擎工作造成的,在此期間嘗試用螺絲起子將曲軸卡在脈衝輪齒之間,而不是用飛輪上的起動環。