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康明斯柴油发电机转速传感器原理应用与故障检修

 

转速传感器主要应用于将机械运动中的转动的物理量转化成方波脉冲电信号，多用于柴油发动机的测量转速、周期、速度。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、交通、自控、军用、汽车、发电机组等行业设备。康明斯公司在本文中就柴油发电机用的转速传感器的原理和应用、以及故障后的检修方法做了详细介绍，通用也适用于其他机械上的参照使用。

一、转速传感器原理与应用

 

1、安装位置

安装在柴油发电机气缸体中下部位。

2、功用

转速传感器用于高速时检测，检测高于1500转/分时的柴油发电机转速和曲轴位置，并将信息输入柴油发电机电控单元，电控单元根据该信号对点火正时和喷油进行修正。

3、构造

电磁式转速传感器主要由电磁线圈、永久磁铁和信号轮组成。霍尔式转速传感器由霍尔元件、永久磁铁、导磁钢片、触发叶轮等组成。

4、工作原理

（1）霍尔式转速传感器

柴油发电机工作时，凸轮轴带动触发叶轮转动，当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，霍尔元件周围磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路输出级三极管截止，传感器输出的信号电压为高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路输出级三极管导通，传感器输出的信号电压为低电位。传感器信号输入柴油发电机电控单元，电控单元根据该信号确定点火时刻喷油时刻。

（2）电磁式转速传感器

柴油发电机转动时，由于信号盘定时齿相对感应线圈位置的变化，引起通过感应线圈的磁场发生变化，当该缸定时齿接近线圈时气隙变小，磁路的磁阻变小，磁通增加当定时齿对准线圈时，磁通达到最大。当定时齿离开线圈时，磁通开始下降。这样，每个定时齿都会引起线圈内磁通由零变到最大，又由最大变到零的周期性变化，从而在感应线圈里产生一个类似正弦波的感应电动势输出，其大小与磁通的变化率成正比。把上述输出信号经整形、放大后输入柴油发电机电控单元，电控单元就可确定柴油发电机转速和曲轴位置，根据该信号对点火正时和喷油进行修正。

 

二、转速传感器检修步骤

 

1、检测内容

感应线圈电阻、信号电压（随柴油发电机转速大小变化）、线束电阻、用故障诊断仪读取故障代码、测量数据流。步骤如下：

（1）检查转速传感器（电阻）

① 断开转速传感器连接器；

② 读取1-2接脚的电阻，应在1850至2450Ω范围内。            

（2）检查转速传感器与ECU之间的连接线束   

观察柴油发电机转速传感器的工作情况，可查看功能读测量数据块显示组柴油发电机转速显示。关闭点火开关，拔下转速传感器插头（灰色插头）。如图2所示，测量传感器插座上端子2和3之间的电阻，其值应为480～1000Ω，否则应更换转速传感器。

 

 表1    标准电阻（断路检查）  

表2    标准电阻（短路检查）

（3）检查转速传感器的安装情况、转速信号盘齿

① 检查转速传感器的安装情况；

② 检查转速传感器的安装间隙

③ 信号盘无任何裂纹或变形。

      重新连接ECU连接器，装复转速传感器，重新连接转速传感器连接器，装复蓄电池负极接柱。

转速传感器连接电路图

转速传感器安装间隙检查

 

 

2、检测参数的范围

（1）感应线圈电阻∶800～1000Ω

（2）信号电压∶常用工况∶-5～5V，峰一峰值17V左右

（3）线束电阻∶<0.5Ω

（4）外壳：铜，总长：60厘米，螺纹：长55厘米，螺纹1.5

（5）检测参数：

○ 齿距：≥2模数

○ 测试频率：0 10KHz

○ 测量距离Gap：0.5 2.5mm；

（6）输出波形：矩形方波

○ 高电平接近供电电压；

○ 低电平<0.7V；

（7）引线距离：特殊预定高温导线；

（8）上电输出：低电平；

（9）工作方式：连续式；

（10）输出方式：PNP，NPN

（11）工作温度：

○ 民品-20℃ 85℃；

○ 军品-40℃ 150℃。

3、标准波形

（1）电磁式的标准波形

输出波形是类似正弦波的数字脉冲信号，信号的频率和幅值随柴油发电机转速成正比的变化

（2）霍尔式的标准波形∶

其输出的是12V数字矩形波信号，信号的频率和幅值随柴油发电机转速成正比的变化。

4、常见故障症状

转速传感器本身或线路损坏时，柴油发电机会产生下列故障现象∶

（1）无法起动；

（2）动力下降；

（3）容易熄火

（4）怠速不稳。

 

 

 

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