發動機轉速是怎麼測量的?


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一般來說,發動機轉速是通過測量曲軸的轉速來確定的,而曲軸的轉速通常是通過安裝在曲軸上的信號盤來測量的。下圖是日產HR16發動機曲軸上安裝的信號盤及轉速感測器:

測量的方式一般分為三種:

1. 電磁脈衝式;

2. 霍爾效應式;

3. 光電式;

電磁脈衝式感測器測量轉速原理是:信號盤轉動時,盤齒切割感測器磁芯形成的磁場,產生磁感現象,引起感測器中線圈產生交變電壓,輸出脈衝信號。而脈衝信號的頻率與信號盤的轉速是成正比的,通過計算脈衝信號的頻率和信號盤的齒數,從而得到發動機的轉速。

霍爾式感測器測量轉速原理是:將霍爾元件放在磁場中時,在霍爾原件兩側(比如上下兩面)通入與磁場垂直的電流,則在另兩側(左右兩面)將產生一個霍爾電壓。當信號盤旋轉時,信號盤的葉輪會隔斷磁場,霍爾電壓則會消失,感測器會輸出矩形脈衝信號。信號輪每轉一圈,感測器輸出信號的數量等於信號輪上缺口(或葉片)的數量,從而算出發動機轉速。

光電式感測器原理是:當光敏原件受到光照時,工作特性會發生改變,由斷路變為通路(不準確,姑且這麼理解吧)。在信號盤上加工出透光孔,並在信號盤前後分別安裝發光二極體和光敏原件。隨著信號盤轉動,當發光二極體發出的光被信號盤遮擋住時,光敏原件輸出低壓;當發光二極體發出的光通過透光孔照射到光敏原件時,光敏原件輸出高壓。通過這一變化,感測器就可以輸出矩形波,從而根據波的頻率算出轉速。

資料參考:

1、百度百科: 曲軸位置感測器

2、百度文庫:電控發動機曲軸位置及轉速感測器

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在發動機上有個曲軸感測器,包括感測器以及齒盤。感測器有磁電式以及霍爾式,對於磁電的感測器不需要外接電源,而霍爾的需要外接電源。磁電式的產生的是正弦波形,一般需要專門的晶元或者電路來處理,而霍爾的需要外接電源,可以直接輸出方波信號,供給ECU中斷針腳。曲軸轉角是發動機里一個特別重要的參數為點火提前角提供判斷依據。

常見的齒盤有58+2的,也就是說在一個齒盤上有58個齒,2個缺齒。每過一個齒,感測器就會觸發中斷,缺齒的設計是給ECU提供曲軸轉角的零點,因為在通過缺齒時候的信號與正常齒時不大相同。另外關於發動機曲軸轉角的校正是ECU裡面的一個基本任務,保證在加速,減速,高速,低速的時候ECU均能正確識別此時的轉角。通過測量轉角信號的頻率,就可以準確的知道發動機轉速了。


現代車輛/飛機中的轉速測量其實是比較簡單的,因為各種電子技術可以應用到轉速測量里,光電感測器可以輕鬆實現非接觸測量轉速的目的,而且不要說轉速測量了,就算是從轉速里測量到扭轉振動的信息也是輕輕鬆鬆(當然,實際上也沒有那麼輕鬆),實際車輛發動機中的測量方法,其他答主已經說的很清楚了,我不作贅述了。

我想說的是很久之前,沒有數字測量技術的時候轉速測量是怎麼實現的呢?

一開始我還在想,是不是有什麼純機械的測量方法,我當時預想的是可能有兩種方案:

1,利用離心力跟轉速之間的關係,把轉速化成一個力的作用,後來發現這樣方法旋轉件上的離心力怎麼用機械方法傳到靜止件上是個問題,想來想去,也沒有比較好的方案,所以覺得不太可能;

2,利用油壓,就是讓轉子帶動一個小的渦輪,對滑油腔增壓,由於增壓前後的滑油的總壓的增量跟渦輪轉速有關,所以可以把這個值讀取出來,作為轉速。這樣的測量原理就跟飛機上的空速管測量飛行速度,還有用節流原理測量管道內流體流速差不多了。

但是實際上剛剛查了一下,維基百科上說:

一些早期的車輛上,轉速表是由點火線圈低張力(LT)端產生的RMS電壓驅動,其他的車輛(包括大部分沒有點火系統的柴油引擎車輛)的引擎速度則是由交流發電機產生電壓的頻率決定。在現代有發動機控制器的車輛中,轉速表的訊號是由發動機控制器由曲軸或是凸輪軸的速度偵測器提供。

額,看來還是用了電呀,不過也難怪,那個時候電子技術已經有了一定的發展了,使用電子測量技術比純機械的結構簡單多了,不會增加太多負重。

不過,沒事兒想想這些東西也挺有意思的。


還有一種測發動機轉速的方法,不是直接測曲軸,也不是直接測凸輪軸,測的是點火的信號。

缺點是精度差。

這個表在摩托車上或者沒有轉速顯示的老車上,很常用。

原理很簡單,原來化油器時代的老車,使用的是分電器 ,分電器的斷電凸輪斷一次(或者接通一次)會給出一個點火的信號。比如一個單缸的發動機,採集到一個點火信號,相當於曲軸轉了兩圈,這樣就能測得發動機的轉速了。當然其他形式點火的車輛,也可以測點火信號來計算當前發動機的轉速。

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補充,轉速感測器布置在發動機或變速器上,與信號盤配合,感測器接收轉速信號傳遞給ECU,也就是控制電腦,電腦將數據反饋給整車儀錶盤,或台架等測試儀器。


最早的時候,轉速表不是這樣的,而是通過一個連接彈簧的小錘並且跟隨發動機一起旋轉測量離心力的大小來反映轉速。


看過山地車碼錶嗎


有兩個轉速感測器,一個在曲軸上,一個在凸輪軸上


如果需要火花塞點火的話,電子點火器的頻率除以二就是了。

那麼電子點火器怎麼知道發動機轉速的呢?

曲軸帶著個小發電機,發電機的輸出交流頻率就是轉速了。

交流電輸出後馬上被整流,給蓄電池充電。

老老爺車,曲軸驅動一個蝸桿,蝸桿帶動一個渦輪,渦輪驅動一股鋼絲線,鋼絲線帶動儀錶板上的旋轉磁鐵,產生磁場,偏轉指針,指針和遊絲相連。轉速高,指針偏轉角度就大。


轉速感測器


電磁感應感測器!


插個話,擼管手速怎麼測的同問


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