Nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu thường được lắp bên trong bộ phân phối điện và là một trong những cảm biến quan trọng nhất trong hệ thống điều khiển. Chức năng của nó là phát hiện tốc độ động cơ, do đó nó cũng được gọi là cảm biến tốc độ; Phát hiện vị trí điểm chết trên cùng của piston, còn được gọi là cảm biến điểm chết trên cùng, bao gồm phát hiện tín hiệu điểm chết trên cùng của mỗi xi lanh được sử dụng để điều khiển đánh lửa và tín hiệu điểm chết trên cùng của xi lanh đầu tiên được sử dụng để điều khiển phun nhiên liệu tuần tự.
Có ba loại cảm biến trục khuỷu chính: cảm ứng từ điện, hiệu ứng Hall và quang điện.
1. Kiểu cảm ứng từ điện
Cảm biến tốc độ cảm ứng điện từ và cảm biến vị trí trục khuỷu được lắp đặt thành hai lớp, trên và dưới, bên trong bộ phân phối điện. Cảm biến bao gồm một cuộn dây phát hiện cảm ứng nam châm vĩnh cửu và một rôto (rôto thời gian và rôto tốc độ), quay cùng với trục phân phối. Rôto thời gian có nhiều dạng khác nhau như một, hai hoặc bốn răng, trong khi rôto tốc độ có 24 răng. Cuộn dây phát hiện cảm ứng nam châm vĩnh cửu được cố định trên thân bộ phân phối. Nếu tín hiệu cảm biến tốc độ và tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu, cũng như trình tự làm việc của từng xi lanh, thì có thể xác định được vị trí trục khuỷu của từng xi lanh. Tấm tín hiệu rôto của cảm biến tốc độ cảm ứng điện từ và cảm biến vị trí trục khuỷu cũng có thể được lắp trên trục khuỷu hoặc trục cam.
2. Công thức hiệu ứng Hall
Cảm biến tốc độ loại hiệu ứng Hall và cảm biến vị trí trục khuỷu là các máy phát tín hiệu sử dụng hiệu ứng Hall. Máy phát tín hiệu Hall được lắp bên trong bộ phân phối, đồng trục với đầu bộ phân phối và được cố định hoàn chỉnh trên bảng phân phối bằng các chip Hall được đóng gói và nam châm vĩnh cửu. Số lượng các khía trên cánh quạt kích hoạt bằng số lượng xi lanh trong động cơ. Khi lưỡi trên cánh quạt được kích hoạt để đi vào giữa nam châm vĩnh cửu và phần tử Hall, từ trường của bộ kích hoạt Hall bị lưỡi bỏ qua và không có điện áp Hall nào được tạo ra và cảm biến không có tín hiệu đầu ra; Khi khía trên cánh quạt được kích hoạt để đi vào giữa nam châm vĩnh cửu và phần tử Hall, đường từ trường đi vào phần tử Hall và điện áp Hall tăng lên, khiến cảm biến đưa ra tín hiệu điện áp.
3. Loại quang điện
Cảm biến vị trí trục khuỷu quang điện thường được lắp bên trong bộ phân phối điện và bao gồm một bộ tạo tín hiệu và một tấm tín hiệu có lỗ đèn. Tấm tín hiệu quay cùng với trục phân phối và có 360 khe quang khắc trên vòng ngoài của tấm tín hiệu, tạo ra tín hiệu góc trục khuỷu 1 độ; Có 6 lỗ đèn cách đều nhau 60 độ bên trong một chút, tạo ra tín hiệu góc trục khuỷu 120 độ. Một trong các lỗ đèn rộng hơn, được sử dụng để tạo tín hiệu so với điểm chết trên cùng của xi lanh 1. Bộ tạo tín hiệu được lắp trên vỏ bộ phân phối và bao gồm hai điốt phát sáng, hai điốt nhạy sáng và một mạch. Điốt phát sáng hướng về phía điốt nhạy sáng. Bảng tín hiệu nằm giữa điốt phát sáng và điốt nhạy sáng. Do có các lỗ đèn trên bảng tín hiệu nên có sự thay đổi xen kẽ giữa truyền sáng và đổ bóng. Khi chùm sáng của điốt phát sáng chiếu sáng điốt nhạy sáng, điốt nhạy sáng sẽ tạo ra điện áp; Khi chùm tia điốt phát quang bị chặn, điện áp của điốt quang là 0. Các tín hiệu điện áp này, sau khi được định hình một phần và khuếch đại bởi mạch, được truyền đến bộ điều khiển điện tử với các tín hiệu cho góc trục khuỷu là 1 độ và 120 độ. Bộ điều khiển điện tử tính toán tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu dựa trên các tín hiệu này.