李家银

摘要：因为电感线圈是一种通低频，阻高频的工具，所以当电流信号处于高频时，则很难通过电感线圈，而如果电流信号处于低频则几乎不会出现电阻值，而利用这一特性就可以对汽车电力故障中的电流信号进行检测，由此确认故障情况，最后“对症下药”进行维修即可。

关键词：电感线圈;特性;汽车维修

引言

电磁感应线圈是测量磁场变化的重要元件，因其结构简单、性能可靠等优点，被广泛应用于电磁无损检测等领域。电磁感应线圈的传递函数决定了其对磁场变化的测量灵敏度及测量的频率范围。

1概述

电磁感应线圈是测量磁场变化的重要元件，具有结构简单、性能可靠等优点，广泛应用于磁测量仪器仪表及电磁无损检测技术领域。作为测量元件，感应线圈的传递函数决定了其对磁场变化的测量灵敏度及测量频率范围。感应线圈的结构参数和线圈绕制形式等均直接影响感应线圈的传递函数。当前，进行电磁感应线圈设计时，常采用经验公式对其谐振特性进行近似估计，或直接采用专门阻抗测试仪器对其幅(相)频曲线进行测量标定。

2电磁线圈特性

2.1电生磁实验

实验过程中，首先将指南针放置在稳定区域，待指南针稳定后顺指针方向安放导线，使两者形成平行状态(导线位于指针上方)，其次将导线两端与一节干电池的正负极连接使导线通电，这时指南针会出现偏转现象。最后再次使用一节干电池与导线连接的干电池串联，这时可使指南针偏转角度增大。这一条件下可知，在干电池电流经过直导线时导线周边会产生环形磁场，且根据增加干电池使指南针偏转角度增大的现象可知，电流的大小是决定环形磁场强度的关键因素。此外，根据安培定则可知环形磁场的环绕方向。

2.2自感/互感实验

实验过程中首先连接电路，随后关闭电路开关可见，电路中的电流的电压、电阻瞬间从0A达到最大值，这一过程代表了在闭合瞬间电流开始流动，而线圈周边就出现了磁场，这即为自感特性。其次在线圈作用下会对已生成的磁场进行切割，这一条件下会生成感应电动势，而根据楞次定律，感应电动势电压与电源之间存在反向关系，导致电流注入受阻，会起到抑制线圈内通电流大小的作用，这种表现代表了电流与线圈的相互作用关系，即为互感特性。由此可知，在自感作用下电流会发生不断的变化，因此当不断变化的电流进入線圈之后会形成磁场，且使磁场不断发生变化，而没当磁场发生变化就会引起线圈阻抗发生变化。同时，因为线圈内不断变化的自感应电压会决定阻抗的大小，所以电感线圈具有始终推迟电流变化的特性。

3电感线圈在汽车维修中的应用

3.1电磁式曲轴位置传感器

电磁式曲轴位置传感器由一个永久磁体和一个带有铁芯的线圈构成，在传感器和飞轮上的齿圈之间只有一个很小的间隙。经过线圈的磁通量取决于传感器对面是轮齿还是间隙，轮齿能将散乱的磁感应线集中起来，而间隙则会削弱磁感应线密度，当飞轮转动时，就能使线圈周围的磁场发生变化，进而使线圈产生交流感应电压。发动机的转速越高，线圈周围的磁场变化速度越快，线圈的感应电压越大（峰值最高可达±50V）。由于该传感器产生的是一个快速波动的交流电压信号，并且幅值很高，可能会对车辆上其他电气部件造成干扰，因此在传感器信号线上包裹了一层屏蔽线。用示波器的2个通道分别测量电磁式曲轴位置传感器2根信号线上的电压，可知2根信号线上的交流电压呈镜像波形，其中一个信号为主要信号，另一个为次要信号，发动机控制单元计算两者的差分电压信号。利用示波器数学通道（A-B），可以计算这个差分电压信号，或者用示波器的1个通道直接测量2根信号线上的电压。测量时要查看维修手册，分清主要信号线和次要信号线。每个单位时间内的脉冲数量是衡量飞轮转速的标准，通常使用60齿距的靶轮，缺少2个轮齿的部位定为基准标记，这样发动机控制单元可以根据已知的齿距确定曲轴的当前位置。

3.2进气歧管喷射系统的喷油器

进气歧管喷射系统的喷油器通过燃油供给管路获得燃油，针阀可封住喷射口，从而防止燃油泄漏。针阀通过弹簧保持在关闭位置，需要喷射燃油时，给磁铁绕组通电，此时产生吸引磁铁电枢的磁场，使针阀打开，开始喷射燃油；需要停止喷射燃油时，切断磁铁绕组电流，此时磁场消失，弹簧将针阀压回针阀座内封住喷射口，停止喷射燃油。发动机控制单元通过搭铁信号控制喷油器打开，喷射时间的长短被称为喷油脉宽，单位为ms。在喷射压力一定的情况下，喷油脉宽越大，喷油量越多。喷油器电压和电流波形其基本含义与线圈自感实验中的解释一致，此处不再赘述。值得一提的是，电流波形上升斜坡的凸起位置（图11中A处），代表喷油器针阀提起的时刻，在此之前的电磁力还不足以抬升针阀，这段时间约为1ms；电压波形下降斜坡的凸起位置，代表针阀落座的时刻，由此可知喷油器实际开启的时间约为3.5ms。

3.3缸内直喷系统的喷油器

这里所指的缸内直喷系统的喷油器是电磁阀式的，它的结构与进气歧管喷射系统的喷油器相近，但控制原理有很大区别。（1）在A阶段之前，喷油器电磁阀未接收到发动机控制单元的触发信号，此时电压和电流均为断路状态。（2）A阶段为喷油器电磁阀开启阶段，为提高电磁阀开启速度，采用65V电压驱动。A阶段的峰值电压不能保持恒定，而是有所降低，这是发动机控制单元内部升压电路的电容电压随着放电逐渐降低所致。A阶段的驱动电流最高约为9.6A，由于线圈存在感抗，电流只能斜着爬升。（3）B阶段为延迟段，其目的是让A阶段的峰值电流下降至与C阶段的保持电流相等，为此发动机控制单元依次控制电磁阀断电→12V供电→加反向电压→再次断电，直至电流下降至理想幅度。（4）C阶段为保持段，这是喷油器工作的主要阶段，针阀被吸引至打开位置后，采用较低电压和较小电流即可保证针阀的可靠开启。此时供电电压为蓄电池电压，发动机控制单元供电端快速接通、断开，利用线圈的感抗将电流保持在约2.8A。这是占空比控制方式，占空比越大保持电流越大，占空比越小保持电流越小。（5）D阶段为结束段，此时喷油驱动信号结束，发动机控制单元用一个反向电压让针阀迅速落座，电压的幅值约为65V，与峰值电压相当。注意，这个65V电压不是线圈断电瞬间的感应电压，由于电磁铁通电后被磁化，断电瞬间由于感抗作用，磁性不会立刻消失，造成喷油器断油不利索，为了消除这个影响，喷油器驱动电路在设计时特意加了反向电压，让阀针快速落座。

结语

综上，电磁线圈在本质上是一种生成电磁场，再对目标进行电磁感应的一种器具，电感线圈作为电路中的基本元件，在汽车中应用得非常广泛，例如电磁阀、电动机、发电机、点火线圈等，正确理解电感线圈的工作特性，就为掌握这些部件的工作原理打下了良好的基础。根据其感应结果可知目标电磁状态，由此来推断具体问题，相应在汽车维修当中其主要起到电力故障检测作用。对此，本文主要阐述了两种电磁线圈在汽车维修中的应用方法，阐述了其故障检测步骤与原理，以供参考。

参考文献

［1］赵修科．实用电源技术手册，磁性元器件分册[M]．沈阳：辽宁科学技术出版社，2002：32-40．

［2］王顺田，王立志．浅析电磁探伤在汽车维修领域的应用［J］．好家长，2015(15):222．

［3］孙红霞．浅谈电感线圈在家用电器中的应用［J］．电子世界，2014(3):70．