信号盘
信号盘作为发动机的重要组成部分，负责提供信号给转速传感器，进而控制发动机的喷油及点火。信号盘的相位角度设计及其精确控制，对于发动机各气缸的协调工作至关重要。
产品分类
直读式
直读式信号盘是一种采用钢板冲压而成的圆盘，安装在凸轮轴上。该信号盘周边设置有多个大小不同的信号齿和凹槽，这些信号齿和凹槽相互不对称，凹槽底部与圆盘中心的通孔之间形成的环形基体一侧延伸至信号齿边缘。这种不对称的信号齿设计有助于准确识别不同气缸的点火顺序，从而确保凸轮轴相位信息的有效传输，提升发动机运转的平稳性。
曲轴转速
曲轴转速信号盘是一种薄钢板冲压成的圆盘，带有安装孔和周边的矩形齿结构。这种信号盘结构简单，重量轻，可通过一次性冲压成型，制造成本较低。由于其结构紧凑，可以安装在曲轴皮带轮或第一个或最后一个扇形板上，节省空间。此外，安装过程简便，适用于多种类型的汽油机。
研发
产品设计
产品性能设计
凸轮轴信号盘作为传感器的信号转子，装配在凸轮轴上，通过其外圆的4个凸齿在磁场中旋转时产生周期性交变电动势，从而控制发动机点火顺序，保障点火正时。凸轮轴信号盘的主要特点是良好的磁感应性能和精确的相位角度，用于保证发动机各气缸的协调工作。由于信号是通过电流传递给电子控制单元(ECU)，为了减少磁场对电流的影响，信号盘自身的磁场强度应受到严格限制。
产品结构设计
凸轮轴信号盘的产品结构如图1所示，外圆上有4个凸齿，分别为2个68°的大凸齿、2个18°的小凸齿、2个72°的大缺齿和2个22°的小缺齿。每次信号盘转动一个凸齿，传感器中就会产生一个周期性交变电动势，并相应地输出一个交变电压信号。因此，凸轮轴旋转一周会产生4个交变信号，ECU每接收4个信号，就能得知凸轮轴旋转了一圈。为了精确控制点火提前角和喷油提前角，需要将每个信号所占的转角细分，将其均分为360个脉冲信号，每个脉冲信号对应凸轮轴旋转1 。因此，凸轮轴信号盘的各相位角度(A1~A7)精度要求不超过±0.5°，如图2所示。
材质工艺设计
原材料的选择应考虑凸轮轴信号盘的工作原理、粉末冶金件凸轮轴信号盘的综合性能及尺寸要求。原材料应具备以下四个方面的能力：
1. 磁性能良好，碳含量应尽可能低，以保持磁性能。磁感应强度与产品的密度密切相关，密度越高，磁感应强度越高。矫顽力和磁导率对烧结条件和间隙杂质敏感，烧结温度越高，杂质含量越少，矫顽力场越小，磁导率越高。烧结温度和时间越长，金相组织平均晶粒尺寸越大，孔隙越圆滑，磁性能越好。
2. 压制性和稳定性好，传递信号部位密度越高，磁感应强度越高，传递信号越准确。磁性粉末应具有稳定的粒度分布和粒度组成，化学成分均匀，无偏析，稳定的流速和松装密度。采用Fe-Cu-C粉末原料，由于Fe和Cu的比重差异较小，不易发生偏析，且Cu较软，能提高压制性能。
3. 尺寸稳定性，凸轮轴信号盘信号齿的角度精度越高，传递信号的准确性越高。金相组织平均晶粒尺寸越大，孔隙越圆滑，磁性能越好。然而，对于粉末冶金件，要获得较大的平均晶粒尺寸和圆滑的孔隙，需要更高的烧结温度和时间，而这会导致尺寸变化较大，特别是相位角度的尺寸精度难以保证。同时，信号盘需要装配到凸轮轴上，其内孔精度及材料的强度和韧性必须得到保证。考虑到这些因素，选择添加适量的C和一定比例的铜，既能稳定产品尺寸变化，提高强度和韧性，又能提高密度，降低孔隙率，随后通过整形对零件的尺寸和形位公差进行校正，既保证了可靠的磁性能，又保证了产品强度、韧性和尺寸要求。
4. 烧结后应满足产品规定的性能要求：产品密度不低于6.4 g/cm³，硬度不低于40 HRB，抗拉强度不低于300 MPa，延伸率不低于1%。
根据提出的技术要求，经过性能试验比较和烧结综合参数测试，结合现有材料标准提供的相关材质达到的性能指标，选择了Fe-Cu-C材料。
烧结工艺设计
为了保证凸轮轴信号盘在烧结过程中具有理想的金相组织和稳定的尺寸，结合供应商的实际设备特点，选择了德国进口的步移梁式烧结炉。该烧结炉的优点包括：
1. 能够实现高温烧结，提高烧结温度可以提高生产效率。实践表明，提高55℃的烧结温度对致密化程度的影响相当于延长烧结时间数十倍或数百倍。
2. 在工作过程中提供连续的、可重复的时间温度气氛曲线，这对于粉末冶金生产非常重要。当炉子的速度一定时，各个温度可控区域设定的温度和气氛组成、气氛流量已经确定时，通过该烧结炉的所有压坯都在一组相同的工艺参数下烧结，建立了稳定的加热曲线，保证了烧结零件的质量，即零件尺寸和性能的一致性。
3. 操作简单，自动化程度高；辅料消耗和热损失小，零件受热均匀。根据选定的烧结炉制定了烧结炉工艺，包括各区温度、烧结速度和气氛流量的大小，结合烧结炉的结构、负载大小、加热时间和保温时间，并结合粉末的具体参数变化，确定了以下放置方式，即采用架烧模式，产品4x4均匀放置在石墨垫板上，产品间隔10~20毫米，如图3所示。
参考资料
凸轮轴信号盘是怎么样的？.绵阳深度数控科技有限公司官网.2024-08-18
曲轴位置传感器这次真的讲透了！.搜狐.2024-08-18
粉末冶金凸轮轴信号盘的研发.万方数据.2024-08-18