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实训项目三 凸轮轴位置传感器的检测 凸轮轴位置传感器CPS（Camshaft Position Sensor）又称为判缸传感器CIS(Cylinder Identifica-tion Sensor),为了区别于曲轴位置传感器CPS，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别1缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆震控制。此外，凸轮轴位置信号还用与发动机启动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一缸活塞即将到达上止点，所以成为判缸传感器。 一、实训目的和要求 1、掌握凸轮轴位置传感器的结构与工作原理； 2、了解凸轮轴位置传感器的检测方法； 3、掌握凸轮轴位置传感器控制电路的检修方法； 4、掌握凸轮轴位置传感器数据分析的方法及检测仪器的使用方法。 二、实训课时 实训共安排2课时。 三、器材工具 1、工具：数字万用表、螺丝刀； 2、设备：桑塔纳AJR发动机故障实验台、K81故障诊断仪； 3、教具：AJR发动机教学挂图一套，凸轮轴位置传感器解剖教具一只，测量用桑塔纳2000Gsi型轿车凸轮轴位置传感器5只。 四、成绩评定 成绩评定的等级为优、良、中、及格和不及格。 五、实训原理 1、霍尔效应 霍尔效应（Hall Effect）是美国约翰·霍普金斯大学物理学家德华·霍尔博士（Dr·Edward H·Hall）于1879年首先发现的。霍尔效应是指将一个通有电流I的长方形白金导体垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中，如图3-1所示，在白金导体的两个横向侧面上就会产生一个电流方向和磁场方向的电压，当取消磁场时电压立即消失。产生的电压后来被称之为霍尔电压UH，UH与通过白金导体的电流I和磁感应强度B成正比。 图3-1 霍尔效应原理图 利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔效应式传感器，简称霍尔传感器。由于半导体材料也存在霍尔效应，其霍尔系数远远大于金属材料的霍尔系数，因此一般都采用半导体材料制作霍尔元件。利用霍尔效应不仅可以通过接通和切断磁场来检测电压，而且还可以检测导线中流过的电流，因为导线周围的磁场强度与流过导线的电流成正比关系。八十年代以来，汽车电子产品应用的霍尔式传感器与日俱增，主要原因在于霍尔式传感器有两个显著的优点：一是输出电压信号近似于方波信号；二是输出电压高低与被测物体的转速无关。霍尔效应式传感器与磁感应式传感器的不同之处是需要外加电源。 2、霍尔式传感器基本结构 霍尔式传感器的基本结构如图3-2所示，主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。 图3-2 霍尔传感器基本结构与原理 a）叶片离开气隙，磁场饱和 b）叶片进入气隙，磁场被旁路 1-永久磁铁 2-触发叶轮 3-磁轭 4-霍尔集成电路 触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、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。 3、霍尔式传感器工作原理 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，如图3-2a所示，此时霍尔元件产生电压为1.9到2.0V，霍尔集成电路输出级的三极管导通，传感器输出的信号电压Uo为低电平。 当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，如图3-2b所示，霍尔电压UH为零，集成电路输出级的三级管截止，传感器输出的信号电压Uo为高电平。 4、桑塔纳2000GSi型轿车霍尔式凸轮轴位置传感器的结构特点 桑塔纳2000GSi型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端，结构如图3-3所示，主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。 图3-3 霍尔式凸轮轴位置传感器的结构 1-进气凸轮轴 2-凸轮轴位置传感器 3-传感器固定螺钉 4-定位螺钉与座圈 5-信号转子 6-发动机缸体 信号转子又称为触发叶轮，安装在进气凸轮轴上，用定位螺栓和座圈定位固定。信号转子的隔板又称为叶片，在隔板上制有一个窗口，窗口对应产生的信号为低电平信号，隔板对应产生的信号为高电平信号。 霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁和导磁钢片等组成。霍尔集成电路由霍尔元件、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。霍尔元件用硅半导体材料制成、与永久磁铁之间留有0.2-0.4mm的间隙，当信号转子随进气凸轮轴一同转动时，隔板和窗口便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。 该传感器接线插座上有3个引线端子，端子1为传感器电源正极端子，与控制单元62端子连接；端子2为