汽车发动机曲轴位置传感器

•曲轴位置传感器124学习要求理论知识案例分析5学习小结学习导航5学习拓展1.理解传感器的作用、结构、原理。2.掌握传感器故障分析及检修方法学习要求•【地位】是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。•【作用】•（1）检测发动机转速，PCM据此计算进气量，确定喷油量和点火提前角。•（2）检测发动机基准缸（一缸或其他缸）的基准位置（活塞压缩上止点或压缩上止点前、后一固定角度），进行缸序判别，进一步确定活塞的任一位置。•（3）检测曲轴转过的角度，PCM判定活塞运行的任一位置，确定点火时刻和喷油时刻。•（4）控制喷油和点火之外，还用于怠速控制、废气再循环控制、燃油蒸发控制等。•【名称】发动机转速与曲轴位置传感器曲轴位置/判缸/转速传感器点火信号发生器•【分类】•1、按安装位置分•曲轴前端•凸轮轴前端•飞轮上或分电器内•2、按产生信号的原理分•磁脉冲式•光电式•霍尔式霍尔式电磁感应式光电式交流信号数字信号磁脉冲式1-输出信号2-光敏二极管3-发光二极管4-电源5-转盘6-转子头盖7-密封盖8-波成形电路9-第一缸120°信号缝隙10-10信号缝隙11-120°信号缝隙光电式1-霍尔半导体元件2-永久磁铁3-挡隔磁力线的叶片霍尔式一、磁脉冲式曲轴位置传感器（一）结构、原理该传感器应用最广泛，如日产车系、丰田车系、韩国大宇轿车等。现以日产车系为例:【安装位置】曲轴前端的带轮之后（丰田车系安装在分电器内）【结构】如图所示磁感应式传感器的结构1、信号盘（1）在带轮后设置一个带有细齿的薄圆盘，用以产生信号，常称为信号盘。（2）信号盘和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。（3）在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。2、信号发生器（1）安装在信号盘边沿的传感器盒，是用来产生电信号的。（2）信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°（即G信号）信号；磁头①和磁头③共同产生曲轴1°（即Ne信号）信号。（3）120°与1°信号的作用120°信号（即G信号）：判别何缸何时处于活塞上止点位置，以确定喷油正时和点火正时。1°信号（即Ne信号）：感知曲轴转角和发动机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油量。（4）磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。（5）信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。【工作原理】发动机转动时，信号盘的齿和凸缘切割磁头，使其感应线圈内磁场变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将其滤波整形后，变成脉冲信号。发动机旋转一圈，在磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生相位差4°的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180个脉冲1°的信号。【备注】1、1°信号的产生原理（即Ne信号）（1）1°信号是由信号盘外周的齿切割传感器的两个传感头（①和③）所产生的磁力线而产生的。（2）信号盘旋转时，当传感头①和信号盘的齿A相对时，线圈上产生正电压，当齿转过2°，传感头①与槽B相对时，线圈上产生负电压。（3）因为已经设定了齿与槽之间的间隔为2°，所以每隔2°传感头①上就会产生正负电压信号（即产生脉冲的周期为4°）。（4）此外，传感头①和传感头③之间相隔奇数度（即3°），所以信号盘的槽与齿每转过1°角后，就与传感头③相对，将传感头①和③产生的信号叠加起来，就变为：每当曲轴角度转过1°角时，就会产生正或负的信号。2、120°信号的产生原理（即G信号）（1）120°信号是检测活塞位置的信号，在信号盘的外周设有3个凸起，其间隔为120°。（2）当凸起切割传感头②所产生的磁力线时，传感头的线圈上就会产生脉冲，与1°信号产生的原理相同。二、光电式曲轴位置传感器（一）结构、原理该传感器应用于日产公爵（分电器内）、日产蓝鸟（排气凸轮轴前端）、日产地平线、日本三菱（进气凸轮上）、韩国现代（分电器内）等。现以日产车系为例【结构】如图所示由信号发生器和带光孔的信号盘组成1、信号发生器信号发生器固装在固定底座板上（或分电器壳体上），主要由两只发光二极管、两只光敏晶体管和整形（控制）电路组成。如下图所示：两只发光二极管分别正对着光敏三极管，发光二极管以光敏三极管为照射目标。2、信号盘位于发光二极管和光敏三极管之间，固定在凸轮轴（或分电器轴上），与凸轮轴（或分电器轴）一起转动。信号盘边缘刻有360条缝隙（光孔），用来产生1°凸轮轴转角信号（2°曲轴转角信号）。边缘稍靠内侧分布着6个间隔60°的光孔（六缸），或4个间隔90°的光孔（四缸），用来产生曲轴位置信号（120°信号六缸，或180°信号四缸），其中有一个较宽的光孔是用来判断第1缸活塞上止点位置的。【原理】当信号盘随凸轮轴（或分电器轴）转动时，因信号盘上有光孔，产生透光和遮光的交替变化，使两只光敏晶体管交替产生与消除电动势，从而产生脉动电压信号。转速和转角信号：即Ne信号凸轮轴每转一周（曲轴转两周），由360个光孔所控制的电路将输出360个脉冲信号，每个脉冲信号对应于凸轮轴1°转角（曲轴2°转角），此信号作为向电脑输入的转速和转角信号，即Ne信号。第一缸上止点位置和缸序判别信号：即G信号凸轮轴每转一周（曲轴转两周），由光孔（缝隙）较宽的第一缸上止点位置标记和60°（六缸）或90°（四缸）间隔光孔，将向电脑输入第一缸上止点位置信号和缸序判别信号，即G信号，相当于磁脉冲式的120°信号。作用结构、原理发动机熄火后，再也不能起动。更换曲轴位置传感器后故障排除。帕萨特B5轿车，装备ANQ发动机，采用博世M3.4.3电喷系统，2002年出厂，行驶里程9万km。技能一：故障分析技能二：检修方法任务载体故障分析曲轴位置传感器失效不起动，熄火存储故障码？～？！数据，故障码故障现象检查曲轴位置传感器步骤1：资料步骤2：分析步骤3：检测步骤4：判断步骤5：排除步骤6：验证根据经验，怀疑有故障故障检修1、桑塔纳AJR发动机电磁感应式曲轴位置传感器•安装在曲轴后端飞轮附近，信号盘有60-2个凸齿。信号信号屏蔽搭铁•万用表检测•测量信号电压：2和3间应有交流电压信号，信号电压或频率随发动机转速的增大而增大。•测量传感器电阻：传感器2和3间的电阻，480Ω～1000Ω。•测量屏蔽线：线束端子1与搭铁间的电阻，应为0Ω。•测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙，约为0.2mm～0.4mm。信号盘应无缺损。VΩΩ•示波器检测•频率和幅值随转速的增大而增大；•靠除去触发轮上一个齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号；•波形的形状基本一直，在0V电位的上下基本对称；•各个峰值电压应相差不多，若某一个峰值电压低于其他的峰值电压，则应检查触发轮是否有缺角或弯曲。三看：看数值，看趋势，看形状波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。故障波形分析最常见故障是根本不产生信号传感器的线圈有断路故障图a所示故障波形为齿槽中填有异物造成的图b所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成1、桑塔纳AJR发动机电磁感应式凸轮轴位置传感器•安装在凸轮轴前端，信号盘有一个缺口和一个叶片。信号线搭铁线电源线•万用表检测•测量信号电压：将二极管测试灯接在连接器端子“2”、“3”间，运行发动机，试灯应闪亮。断开连接器，点火开关置“ＯＮ”端子“2”和搭铁间的电压，应为12V。•测量电源线：断开连接器，点火开关置“ON”，用万用表测量连接器插头端子“1”与搭铁间的电压，应为5V。•测量搭铁线：断开连接器，点火开关置“OFF”，用万用表测量连接器插头端子“2”与搭铁间的电阻，应与规定一致。灯ΩVV•示波器检测•高电平为电源电压，低电平为0V的数字信号；•信号的垂直沿好，频率转速的增大而增大；•应与曲轴位置传感器信号有同步关系。三看：看数值，看趋势，看形状学习小结1.曲轴位置传感器的作用是检测发动机转速信号和活塞运行位置信号，安装在曲轴、凸轮轴、分电器轴上；如果曲轴位置传感器安装在曲轴上，要判定活塞运行位置就必须安装凸轮轴位置传感器，其作用是检测基准缸活塞是在压缩上止点还是在排气上止点，安装在凸轮轴、分电器轴上。2.电磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器产生类似正弦信号的交流信号，霍尔式、光电式（凸轮轴）产生数字信号，要根据信号特点选择检测仪器，根据电路特点确定检测方法。3.一般曲轴位置传感器故障，PCM不能识别发动机活塞运行位置，停止喷油、点火，发动机不起动；凸轮轴位置传感器故障，不同控制系统启动的控制程序不同，一般会使发动机性能下降。4.曲轴（凸轮轴）位置传感器检修可以使用故障诊断仪、万用表、示波器。学习拓展•下去自行查资料，了解霍尔式曲轴位置传感器的工作原理