汽车电磁式轮速传感器及其故障分析

1.结构

电磁式轮速传感器主要由传感器头和齿圈两部分组成，如图7-13所示。

图7-13 轮速传感器外形

齿圈一般安装在轮毂或轴座上，如图7-14所示。对于后轮驱动且后轮采用同时控制的汽车，齿圈也可安装在差速器或传动轴上，如图7-15所示。

齿圈随车轮或传动轴一起转动，通常用磁阻很小的铁磁材料制成。传感器头通常由永久磁铁、电磁线圈和磁极等组成，如图7-16所示，它对应安装在靠近齿圈而又不随齿圈转动的部件上，如转向节、制动底板、驱动轴套管或差速器、变速器壳体等固定件上。传感器头与齿圈的端面有一空气间隙，此间隙一般为1mm，通常可移动传感器头的位置来调整间隙。

2.工作原理

图7-14 轮速传感器在车轮处的安装位置

a）前轮 b）后轮

1、7—传感器 2、6—传感器齿圈 3—定位螺钉 4—轮毂和组件 5—半轴 8—传感器支架 9—后制动器连接装置

图7-15 轮速传感器在传动系统中的安装位置

a）主减速器 b）变速器

1、5—传感器头 2—主减速器从动齿轮 3—齿圈 4—变速器输出部位

图7-16 电磁式轮速传感器

a）结构图 b）传感器头实物 c）齿圈实物

1—传感器外壳 2—极轴 3—齿圈 4—电磁线圈 5—永久磁铁 6—导线

电磁式轮速传感器的工作原理如图7-17所示。传感器齿圈随车轮旋转，即与传感器头极轴做相对运动。当传感器头的极轴与齿圈的齿隙相对时，极轴距齿圈之间的空气间隙最大，即磁阻最大。传感器头的磁极磁力线只有少量通过齿圈而构成回路，在电磁线圈周围的磁场较弱，如图7-17a）所示；当传感器头的极轴与齿圈的齿顶相对时，两者之间的空气间隙最小，即磁阻最小。传感器头的磁极磁力线通过齿圈的数量增多，在电磁线圈周围的磁场较强，如图7-17b）所示。齿圈随车轮不停地旋转，就使传感器头电磁线圈周围的磁场以强—弱—强—弱……周期性地变化，因此电磁线圈就感应出交变电压，即车轮转速，如图7-18所示。

图7-17 电磁式轮速传感器的工作原理(www.xing528.com)

a）齿隙与磁心端部相对时 b）齿顶与磁心端部相对时

1—齿圈 2—极轴 3—电磁线圈引线 4—电磁线圈 5—永久磁铁 6—磁力线 7—电磁式传感器 8—磁极 9—齿圈齿顶

交变电压信号的频率与齿圈的齿数和转速成正比，因齿圈的齿数一定，因而车轮轮速传感器输出的交流电压信号频率只与相应的车轮转速成正比。

轮速传感器由电磁线圈引出两根导线，将其速度变化产生的交变电压信号送至ABS的ECU。为防止外部电磁波对速度信号的干扰，传感器的引出线采用屏蔽线，以保证反映车轮速度变化的交变电压信号准确地送至ABS的ECU。

图7-18 电磁式轮速传感器的输出电压信号

3.传感器的检测

轮速传感器损坏后，ABS的ECU接收不到转速信号，不能控制制动压力调节器工作，ABS将停止工作，车辆维持常规制动。

轮速传感器的导线、插接器或传感器头松动，电磁线圈等出现接触不良、断路、短路或脏污、间隙不正常，都会影响轮速传感器的工作，从而造成ABS工作异常。

传感器的检测方法如下：

（1）传感器的外观检查 检查传感器外观时，应注意以下内容：传感器安装有无松动；传感器头和齿圈是否吸有磁性物质和污垢；传感器导线是否破损、老化；插接器是否插接牢固和接触良好，如有锈蚀、脏污，应清除，并涂少量防护剂，然后重新将导线插入插接器，再进行检测。

（2）传感器头与齿圈齿顶端面之间间隙的检查 传感器头与齿圈齿顶端面之间的间隙可用无磁性塞尺或合适的硬纸片进行检查，检查方法如图7-19所示。

将齿圈上的一个齿正对着传感器头，选择规定厚度的塞尺片或合适的硬纸片，放入轮齿与传感器头之间，来回拉动塞尺片，其阻力应合适。若阻力较小，说明传感器头与齿圈顶端面间隙过大；若阻力较大，说明两者间隙过小。

（3）传感器电磁线圈及其电路检测 将点火开关置于OFF位置，将ABS的ECU插头拔下，查出各传感器与ECU连接的相应端子，在相应端子上用万用表电阻档检测传感器线圈及其连接电路的电阻值是否正常。

图7-19 传感器头与齿圈顶端面间隙的检查

提示：桑塔纳2000俊杰轿车ABS轮速传感器电磁线圈的电阻正常值为1.0～1.2kΩ。

若阻值无穷大，表明传感器线圈或连接电路有断路故障；若电阻值很小，表明有短路故障。为了区分故障是在电磁线圈还是在连接电路，应拆下传感器插头，用万用表电阻档直接测试电磁线圈的电阻。若测得的电阻值正常，表明传感器连接电路或插接器有故障，应修复或更换。

（4）模拟检查 为进一步证实传感器是否能产生正常的转速信号，可用示波器检测传感器的信号电压及其波形。检测方法是：使车轮离开地面，将示波器测试线接于ABS的ECU插头的被测传感器对应端子上，用手转动被测车轮（若传感器装在差速器上，则应挂上前进档起动发动机低速运转），观察信号电压及其波形是否与车轮转速相当，以及波形是否残缺变形，以判定传感器头或齿圈是否脏污或损坏。

提示：桑塔纳2000俊杰轿车车轮以约1r/s的速度转动时，ABS轮速传感器应输出190～1140mV的交流电压。

经测试，若信号电压值或波形不正常，则应更换和修理传感器头、齿圈。