10汽车发动机维修曲轴位置传感器的检测与更换（PPT58页)

曲轴位置传感器的检测与更换任务要求1.知道曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的种类、作用及工作原理；2.正确对霍尔式转速传感器和磁感应式转速传感器进行检查，并对检查结果进行分析；3.检查Ne信号和G信号，并会分析两者之间的关系。理论知识1.曲轴位置传感器的作用2.曲轴位置传感器的分类3.磁脉冲式曲轴位置传感器4.光电式曲轴位置传感器5.霍尔式曲轴位置传感器的检测曲轴位置传感器1.曲轴位置传感器的作用反映曲轴转角，使电脑控制正确的点火时间和喷油时刻。2.曲轴位置传感器的分类曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。3.磁脉冲式曲轴位置传感器1）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理2）磁脉冲式曲轴位置传感器的检测1）磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理（1）该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如下图所示。日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号（下图）。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号（交替产生）。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1°转角的信号（下图）。产生曲轴1°转角信号的原理产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置（下图），故其信号亦可称为上止点前70°信号，即发动机在运转过程中，磁头②在各缸上止点前70°位置均产生一个脉冲信号。（2）丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器。丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内，其结构如图所示。1-G1感应线圈；2-No.2正时转子；3-No.1正时转子；4-G2感应线圈；5-Ne感应线圈Ne信号由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的转子（No.2正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生（图a）。当转子旋转时，轮齿与感应线圈凸缘部（磁头）的空气间隙发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化而产生感应电动势。轮齿靠近及远离磁头时，将产生一次增减磁通的变化，所以，每一个轮齿通过磁头时，都将在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。No.2正时转子旋转1圈，即曲轴旋转720°时，感应线圈产生24个交流电压信号。Ne信号（图b），其一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角（720°÷24=30°）。更精确的转角检测，是利用30°转角的时间由ECU再均分30等份，即产生1°曲轴转角的信号。同理，发动机的转速由ECU依照Ne信号的两个脉冲（60°曲轴转角）所经过的时间为基准进行计测。Ne信号发生器结构与波形b）Ne信号G信号用于判别汽缸及检测活塞上止点位置，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器120°信号。其构造如图所示。其产生信号的原理与Ne信号相同。G信号也用作计算曲轴转角时的基准信号。G信号发生器的结构与波形G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点（BTDC），而是在上止点前10°的位置。下图为曲轴位置传感器G1、G2和Ne信号与曲轴转角的关系。G、Ne信号与曲轴转角的位置关系2）磁脉冲式曲轴位置传感器的检测以皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的磁脉冲式曲轴位置传感器为例说明其检测方法，曲轴位置传感器电路如下图所示。曲轴位置传感器电路图（1）曲轴位置传感器的电阻检查。点火开关OFF，拔下曲轴位置传感器的导线连接器，用万用表的电阻挡测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（表15-1）。（2）曲轴位置传感器输出信号的检查。拔下曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时，用万用表的电压挡检测曲轴位置传感器上G1-G、G2-G、Ne-G端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位置传感器。（3）感应线圈与正时转子的间隙检查。用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙（下图），其间隙应为0.2~0.4mm。4.光电式曲轴位置传感器1）光电式曲轴位置传感器的结构和工作原理2）光电式曲轴位置传感器的检测1）光电式曲轴位置传感器的结构和工作原理（1）日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器与带缝隙和光孔的信号盘组成（下图）。1-曲轴转角传感器；2-信号盘信号盘安装在分电器轴上，其外围有360条缝隙，产生1°（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧分布着6个光孔（间隔60°），产生120°信号，其中有一个较宽的光孔是产生对应第1缸上止点的120°信号的，如下图所示。1-120°信号孔（第1缸）；2-1°信号缝；3-120°信号孔信号发生器固装在分电器壳体上，如图。1-光敏二极管；2-发光二极管；3-分火头；4-密封盖；5-转盘；6-电子电路下图为光电式信号发生器的作用原理。（2）“现代SONATA”汽车用光电式曲轴位置传感器的结构和工作原理。“现代SONATA”汽车光电式曲轴位置传感器的信号盘的结构如下图所示。1-曲轴转角测量孔；2-第1缸上止点测量孔信号盘外圈的4个孔能感测曲轴转角并将其转化为电压脉冲信号，电控单元根据该信号计算发动机转速，并控制汽油喷射正时和点火正时。信号盘内圈有一个孔，用来感测第1缸压缩上止点，并将它转换成电压脉冲信号输入电控单元，电控单元根据此信号计算出汽油喷射顺序。其输出特性如下图所示。曲轴位置传感器的线路连接如下图所示。2）光电式曲轴位置传感器的检测（1）曲轴位置传感器的线束检查。下图所示为韩国“现代SONATA”汽车光电式曲轴位置传感器连接器（插头）的端子位置。检查时，脱开曲轴位置传感器的导线连接器，把点火开关置于“ON”，用万用表的电压挡（下图）测量线束侧4#端子与搭铁间的电压应为12V，线束侧2#端子和3#端子与搭铁间电压应为4.8~5.2V，用万用表的电阻挡测量线束侧1#端子与搭铁间应为零（导通）。曲轴位置传感器的线束测量（2）光电式曲轴位置传感器输出信号检测。用万用表电压挡接在传感器侧3#端子和1#端子上，在起动发动机时，电压应为0.2~1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间，用万用表电压挡检测2#端子和1#端子电压应为1.8~2.5V。否则应更换曲轴位置传感器。5.霍尔式曲轴位置传感器的检测1）霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理2）霍尔式曲轴位置传感器的检测1）霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理（1）采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器。美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片的结构形式，如下图所示。1-外信号轮；2-内信号轮霍尔信号发生器组成如下图所示，内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路如图a）所示。这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空气隙时，永久磁铁3的磁通便通过导磁板5穿过霍尔元件（图b），产生霍尔电压。1-信号轮触发叶片；2-霍尔元件；3-永久磁铁；4-底板；5-导磁板将霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后，即向ECU输送电压脉冲信号（下图）。（2）采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器。克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上，采用触发轮齿的结构。同时在分电器内设置同步信号发生器，用以协助曲轴位置传感器判别缸号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器如图所示，北京切诺基用霍尔式曲轴位置传感器a）2.5L四缸发动机；b）4.0L六缸发动机1-槽；2-曲轴位置传感器；3-飞轮2）霍尔式曲轴位置传感器的检测霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连，如下图所示。曲轴位置传感器工作电路曲轴位置传感器接头如下图所示。检测步骤：（1）传感器电源、电压的测试。（2）端子间电压的检测。（3）电阻检测。想一想曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器是否是同一个传感器？它们有何不同？本章结束