第1节曲轴位置传感器-概述

第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第三章位置和角度传感器◎学习目标◆掌握传感器的基本组成◆掌握曲轴位置传感器的功用、分类及检测方法◆掌握凸轮轴位置传感器的功用、分类及检测方法◆掌握节气门传感器的功用、分类及检测方法◆掌握加速踏板传感器的功用、分类及检测方法◆掌握EGR位置传感器功用、分类及检测方法◆掌握液位传感器功用、分类及检测方法◆掌握转向盘转角传感器功用、分类及检测方法◆了解超声波距离传感器功用、分类及检测方法第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器概述用来测量元件运转或运动所处位置的传感器称为位置传感器。•曲轴位置传感器•凸轮轴位置传感器•节气门位置传感器•液位传感器•转向盘转角传感器•超声波距离传感器•加速踏板位置传感器•EGR位置传感器等。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第一节曲轴位置传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器磁电式曲轴位置传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第一节曲轴位置传感器功用：曲轴位置传感器（CKP或CPS—CrankshaftPositionSensor）,又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单元(ECU)，以便确定喷射顺序、喷射正时、点火顺序、点火正时，并根据信号监测到的曲轴转角波动的大小来判断发动机是否有失火现象。一、曲轴位置传感器概述第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第一节曲轴位置传感器功用：曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。一、曲轴位置传感器概述请看视频：发动机转速与曲轴位置传感器功用与结构第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器凸轮轴位置传感器(CamshaftPositionSensor，CPS)又称为气缸识别传感器(CylinderIdentificationSensor，CIS)，为了区别于曲轴位置传感器(CPS)，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器曲轴位置传感器与上止点位置传感器区别与联系曲轴位置传感器对起动和运转的影响曲轴位置传感器的安装位置第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器曲轴位置传感器的分类•按照其工作原理的不同，分为三种类型：磁电感应式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器霍尔效应式曲轴位置传感器。请看动画：曲轴位置传感器（磁电感应式为例）捷达AT和GTX型、桑塔纳2000GSi型、奥迪200型轿车采用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器；红旗CA7220E型轿车和切诺基吉普车采用了霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器，且曲轴位置传感器为差动霍尔式传感器。因为大多数汽车将曲轴与凸轮轴两种位置传感器制作成一体，且相同类型传感器的工作原理完全相同第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器二、磁电感应式曲轴位置传感器动画：电磁传感器.swf第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器工作原理第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器工作原理第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器工作原理第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器捷达王曲轴位置传感器捷达轿车的磁感应式曲轴位置传感器（需要连接网络）安装在气缸体左侧、发动机后端靠近飞轮处捷达2阀凸轮轴位置传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器捷达轿车的磁感应式曲轴位置传感器信号转子的结构：齿数为60-2，即原为60齿，切掉2齿，得到58凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺。原为60齿==》齿与齿间隔度数为360°/60=6°==》每个凸齿和小齿缺所占曲轴转角均为3°。曲轴旋转一圈，将会产生58个脉冲信号。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占弧度，==》大齿缺所占总的曲轴转角位15°（=2×3+3×3）。大齿缺输出基准信号，对应发动机气缸1或4压缩上止点前的一定角度。1缸还是4缸需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器安装位置•传感器与与控制单元的连接传感器与与控制单元的连接第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器•磁电感应式传感器的如下：–故障征兆检测：在发动机运行中，当曲轴位置传感器出现故障时，会导致信号中断，发动机不能启动或在运行时立即熄火，这时电子控制单元可以诊断到故障并进行代码存储。–曲轴位置传感器的电阻检查。关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，检查传感器上1与2端子间电阻，应为450～1000Ω。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更换传感器。检查传感器上1或2端子与屏蔽线端子3之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传感器。–检查传感器与ECU之间的连接线束。分别检查1与56端子，2与63端子，3与67端子间的电阻值，应不超过1.5Ω。如果电阻为无穷大，说明存在导线断路或接触不良，需进行维修。检测方法第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器检测方法–信号转子与磁头间间隙检查。用厚薄规检查信号转子与磁头间间隙，标准值为0.2～0.4mm。气隙不在标准范围内时，需进行调整。–输出电压测量：用万用表的交流电压档，在线路正常连接、发动机运转时测量1与2间电压，其电压值在0.2～2v波动–故障诊断仪检测：利用V.A.G1551或V.A.G1552故障诊断仪，通过故障诊断插座可以读取故障信息。如果曲轴位置传感器故障，则会出现00513--发动机转速传感器(G28)故障代码。V.A.G1552大众奥迪专用解码器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器三、光电式曲轴位置传感器视频：光电式传感器.flv第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器三、光电式曲轴位置传感器安装位置：分电器内、排气凸轮轴前端、进气凸轮上第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器光电式曲轴位置传感器工作原理MPI:多点燃油喷射系统内孔（二极管、光敏管）：凸轮轴位置传感器外孔（二极管、光敏管）：曲轴位置传感器组合时：共用12V电源线、搭铁线，各自信号线，共4条线第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器检测•1传感器联轴器2凸轮轴位置传感器3信号盘4曲轴位置传感器检测孔5第四缸上止点检测孔6发光二极管7光敏二极管视频：光电式传感器工作原理第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器工作电压和参考电压的检查•检查时，关闭点火开关，脱开曲轴位置传感器的导线连接器，再把点火开关置于“ON”，用万用表的电压档测量线束侧4#端子与地间的电压应为12V，线束侧2#端子和3#端子与地间电压应为4.8-5.2V，用万用表的电阻档测量线束侧1#端子与地间应为0Ω（导通）。曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测方法如下：1234曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器输出信号检测•用万用表电压档接在传感器侧3#端子和1#端子上，在线路连接正常情况下，起动发动机，电压应为0.2-1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间，用万用表电压档检测2#端子和1#端子电压应为1.8-2.5V。若电压不在规定范围内，应更换曲轴位置传感器。曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测方法如下：1234现代SONATA光电式曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器与ECU的连接第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器故障代码检测：•使用MUT-Ⅱ或MUT-Ⅲ，读取故障码，如果曲轴位置传感器损坏，会出现故障码22，凸轮轴位置传感器不良，会出现故障码23。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器示波器检查•光电式曲轴位置传感器输出的为方波频率信号，曲转每转一圈，将有两个活塞运动到上止点，正常输出波形应如上图。•光电式凸轮轴位置传感器输出的也为方波频率信号，只是在发动机一个工作循环内，应该产生两个脉冲宽度不同的方波信号，正常输出波形应与图3-12（b）相同。现代汽车曲轴位置传感器采用4个缝隙（外孔）；凸轮轴位置传感器采用2个光孔，用于感测第1、4缸压缩上止点，以提高精度。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器四、霍尔式曲轴位置传感器第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器四、霍尔式曲轴位置传感器1.霍尔效应•当电流I通过放在磁场中的半导体基片(称霍耳元件)且电流方向与磁场方向垂直时，电荷在洛仑兹力作用下向一侧偏移，在垂直于电流与磁场的霍耳元件的横向侧面上即产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，称为霍耳电压UH。霍耳电压可用下式表示,即式中：RH—霍耳系数；d—基片厚度I—电流；B—磁场强度；当结构一定且电流为定值时,霍尔电压与磁场强度成正比。请看：霍尔位置传感器动画第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器霍尔开关电路汽车上用霍尔式传感器一般为三线：一根为电源线，供给工作电压一般为12V，（也有用9V），一根为信号线，需要提供5V参考电压，通过三极管的导通或关闭，实现0V和5V的脉冲变化，第三根为搭铁线。根据脉冲信号的多少计算曲轴的旋转速度和位置。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器（a）变磁通式（b）遮断式按照霍尔器件和工作磁体间的运动方式，霍尔式曲轴位置传感器分为变磁通式和遮断式。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器（a）变磁通式齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔元件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定齿盘的转速第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器（a）变磁通式当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮齿缺对准霍尔元件时，输出低电平。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器（b）变磁通式只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变换，产生转速信号霍尔曲轴传感器的其他安装方法第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器（b）遮断式软磁翼片（如软铁）软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器实例与分析——遮断式第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器磁力线通过时电流流向和电压输出第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器磁力线被阻挡时电流流向和电压输出第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器连续运转时电压输出第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器传感器检测第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器传感器检测–。•。工作电压的检测：拔掉曲轴位置传感器插头，打开点火开关，用万用表的电压档测量线束侧3#端子是否有12v蓄电池电压，如果没有，检查控制继电器的3脚与曲轴位置传感器的导通性。检查参考电压：点火开关置于“OFF”，将曲轴位置传感器接头断开，然后点火开关置于“ON”，检查曲轴位置传感器2号针脚对地的电压，正常时应为4.8-5.2V如果没有4.8～5.2V电压，将点火开关“OFF”,检查曲轴位置传感器线束的2号针脚是否与ECU的68号针脚是否导通，如果导通，则为ECU故障检查搭铁性能：检查曲轴位置传感器1号针脚是否与地导通，如果不导通，检查线束第1节曲轴位置传感器第三章位置和角度传感器–输出信号的示波器检测：霍尔式传感器一般情况下无法检查电阻，如能检查也是经验数值或对比数值，因此，最好用示波器检查其输出信号波形来准确，测量端子发动机状态万用表电压2与搭铁起动0.4-