曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器4

3.2曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器•曲轴位置传感器用来检测发动机转速、曲轴位置（转角）信号以及第一缸和各缸压缩行程上止点信号，是控制喷油和点火时刻的主要信号。与空气流量传感器一样，是发动机集中控制系统中最主要的传感器。•在微机控制电子点火系统中，发动机曲轴转角信号用来计算具体的点火时刻，转速信号用来计算和读取基本点火提前角。•凸轮轴位置传感器又称为相位传感器、同步信号传感器，其功用是检测凸轮轴的转角位置信号，ECU以此确定某缸（如1缸）活塞上止点位置，是控制喷油和点火时刻的重要信号。•凸轮轴位置传感器在曲轴旋转至某一特定的位置（如1缸上止点或上止点前某一确定的角度）时，向ECU输入一个配气凸轮轴的位置信号，判别此时开始向上止点运行的活塞是处于压缩行程还是排气行程，以便ECU识别1缸活塞压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火控制和爆震控制。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缸活塞即将到达上止点，所以又称其为判缸传感器。•在相当一部分汽车上，曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器是制作在一体的，统称为曲轴/凸轮轴位置传感器。曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的分类与安装位置•分为磁感应式、霍尔式和光电式三种类型。•丰田系列轿车采用磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器（一体式）。•桑塔纳2000Gsi、捷达系列轿车采用磁感应式曲轴位置传感器、霍尔式凸轮轴位置传感器（分体式）。桑塔纳2000GLi采用霍尔式曲轴位置传感器。安装于分电器内的丰田TCCS系统磁感应式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器3.2.1磁感应式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器磁感应式传感器的结构与工作原理Flash13sp12传感线圈中的磁通和电动势E波形a）低速时输出波形b）高速时输出波形磁感应式传感器的基本结构与工作原理示意图a）凸齿接近磁头b）凸齿正对磁头c）凸齿离开磁头1—信号转子2—传感线圈3—永久磁铁4—磁轭桑塔纳2000GSiAJR发动机磁感应式曲轴位置传感器•由信号发生器（永久磁铁、传感线圈和线束插头）和信号转子组成，信号发生器用螺钉固定在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上。1-气缸体2-传感器（G28）磁头3-信号转子结构情况•信号转子为齿盘式，在其圆周上间隔均匀地制作有58个凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺。•大齿缺输出基准信号，对应于发动机一缸或四缸压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于2个凸齿和3个小齿缺所占的弧度。•端子1-屏蔽线•端子2-信号线负极•端子3-点火正时/转速信号线与ECU的连接工作情况flash输出信号桑塔纳2000GSiAJR发动机磁感应式曲轴位置传感器的检修•传感器电阻的检查。断开点火开关，拨出传感器引线插头（灰色），检测传感器插座端子2与3间信号线圈电阻应为450~1000Ω，端子2或3与屏蔽线端子1之间电阻应为无穷大。•线束导通性的检查。分别检测传感器线束插头端子3、2、1与控制单元线束插孔56、63、67之间的电阻值，其阻值最大不超过1.5Ω。•信号转子与磁头间间隙的检查。信号转子凸齿与磁头间的间隙应在0.2~0.4mm之间，间隙如有变化，则按规定进行调整。•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。•查看08功能读测量数据块03显示组，可显示发动机转速。Readmeasuringvalueblock3→1234发动机转速丰田磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器1-G1感应线圈2-N0.2正时转子3-N0.1正时转子4-G2感应线圈5-Ne感应线圈•制作成一体，都安装在分电器内。•上部分为G信号发生器，下部分为Ne信号发生器Ne信号发生器结构与信号•Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号，该信号由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的转子（N0.2正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生。G信号发生器结构与信号•G信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置。G信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮（No.1正时转子）及其对面对称的两个感应线圈（G1感应线圈和G2感应线圈）产生的。•G1、G2线圈产生的信号分别对应于发动机第六缸、第一缸压缩上止点前10°。Ne-G信号与曲轴转角的关系当ECU接收到G1、G2信号发生器输入的正向脉冲下降沿时，便可判定第六缸、第一缸活塞处于压缩行程，再根据Ne信号发生器产生的曲轴转角信号和点火顺序，即可将点火提前角和喷油提前角控制在计算确定的角度值。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实际上是G转子凸缘前端接近并与线圈G1、G2的磁头对齐时刻（此时磁通量最大、信号电压为零）的位置，即此时活塞并不是正好达到上止点，而是在上止点前10°的位置。皇冠3.02JZ-GE型发动机磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器的检修电阻的检查•点火开关OFF，拔下导线连接器，测量各端子间的电阻值。如电阻值符合要求，必须更换传感器。端子条件电阻值（Ω）G1-G-冷态125-200热态160-235G2-G-冷态125-200热态160-235Ne-G-冷态155-250热态190-290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，用万用表的电压档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。感应线圈与正时转子的间隙检查磁感应式曲轴凸轮轴位置传感器波形•良好的波形在0V电平上、下的幅值应基本接近，幅值会随发动机转速增加而增大，幅值、频率和形状在确定的条件（转速等）下是一致的、可重复的、有规律的和可预测的，两脉冲时间间隔（频率）应一致（除同步脉冲），占空比一般不改变，只有在同步脉冲出现才改变。故障波形a）异物b）安装不当3.2.3霍尔式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器霍尔效应•通有电流I的白金导体（半导体）垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中时，在白金导体横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场的电压VH，VH与通过半导体的电流I和磁感应强度B成正比，当取消磁场时电压立即消失。•利用霍尔效应制成的传感器称为霍尔效应式传感器，有两个突出优点：一是输出电压信号近似于方波信号；二是输出电压高低与被测物体的转速无关。霍尔效应式传感器与磁感应式传感器不同的是需要外加电源。基本结构•当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁间转动。工作原理Flash23sp2桑塔纳2000GLi、2000GSi霍尔式凸轮轴位置传感器•在桑塔纳2000GLi型轿车的电控系统中没有装配曲轴位置传感器，只在分电器内安装有霍尔式凸轮轴位置传感器。•在桑塔纳2000GSiAJR发动机的电控系统中，既在气缸体的左侧靠近飞轮处装配有磁感应式曲轴位置传感器，又在气缸盖前端凸轮轴的链轮之后装配有霍尔式凸轮轴位置传感器。桑塔纳2000GLiAFE发动机霍尔凸轮轴位置传感器1-信号转子2-霍尔元件3-密封圈4-防尘罩5-分火头6-分电器盖桑塔纳2000GSiAJR发动机霍尔凸轮轴位置传感器•由霍尔信号发生器和信号转子组成，安装在进气凸轮轴的一端，信号转子安装在进气凸轮轴上。霍尔信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁、导磁钢片等组成。1-凸轮轴同步带轮2-信号转子3-霍尔信号发生器•端子1为电源正极端子•端子2为信号输出端子•端子3为电源负极端子工作情况•当隔板（叶片）进入气隙（即在气隙内）时，霍尔元件不产生电压，传感器输出高电平（5V）信号；•当隔板（叶片）离开气隙（即窗口进入气隙）时，霍尔元件产生电压，传感器输出低电平信号（0.1V）。•曲轴每转两圈霍尔传感器信号端子就转一圈，对应产生一个低电平信号和一个高电平信号，其中低电平信号对应于1缸上止点前一定角度（72°曲轴转角）。桑塔纳2000霍尔凸轮轴位置传感器的检修•检测传感器电源电压：断开点火开关，拔下霍尔传感器播座上的线束插头，将万用表的正、负表笔分别连接头端子1与3，测得电压标准值应当高于4.5V。•如电压为零，说明线束断路、短路或控制单元ECU有故障。V•检测线束导线有无断路故障：两只表笔分别连接传感器插头端子1与控制单元插头端子62、传感器插头端子2与控制单元插头端子76、传感器插头端子3与控制单元插头端子67，测得各导线的电阻值应不大于1.5Ω。•如阻值过大或为无穷大，说明线束与端子接触不良或导线断路，应更换线束。•检测线束导线有无短路故障：一只表笔连接传感器插头端子1（或控制单元插头端子62），另一只表笔分别连接传感器插头端子2和3（或连接控制单元插头端子76和67），测得电阻值应为无穷大。如阻值不是无穷大，说明线束导线短路，应更换。•检测传感器的工作情况。用发光二极管从传感器插头背面连接端子2和3，起动发动机几秒钟，发动机每转两圈检测灯必须闪亮一次。如检测灯不闪亮，则进行电源电压及线束检测。V霍尔式传感器波形•检查脉冲幅值、频率和形状的一致性；频率随转速变化而变化。桑塔纳2000霍尔凸轮轴位置传感器的双通道示波•曲轴转角信号如何被用来计算具体的点火时刻？•转速信号用来计算和读取基本点火提前角？博导V1.8-发动机疑难故障设置实训系统•初始点火提前角是由曲轴位置传感器信号与曲轴转角的对应关系而确定的点火提前角，由曲轴位置传感器的安装位置决定。•初始点火提前角仅是确定点火提前角计算的初始基准位置，不同的发动机其初始点火提前角会有所不同。•在有些微机控制电子点火系统中，把G信号后的第一个Ne信号过零点作为点火基准点，该信号过零点时基准点位于活塞压缩行程上止点前10°，那么该发动机点火系统初始点火提前角就是10°。也有一些发动机把压缩上止点作为点火提前角计算基准点。基本点火提前角是在发动机正常的工作温度、正常的转速范围内，由ECU根据发动机的转速和负荷通过查找和计算确定的点火提前角。•修正点火提前角是当发动机不在正常的工作温度、或不在正常的转速与负荷范围内时，由ECU中根据发动机转速信号和负荷信号以外的有关传感器及开关的信号对点火提前角进行修正的点火提前角。•对于把G信号后的第一个Ne信号过零点作为点火基准点的的点火系统，实际最佳点火提前角可用公式表示为：实际最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+点火提前角修正值•对于把压缩上止点作为点火提前角计算基准点的点火系统，实际最佳点火提前角的计算公式变为：实际最佳点火提前角=基本点火提前角+点火提前角修正值案例分析•一辆车型为2021E6Y的切诺基，发动机间歇性无法启动。•故障诊断与排除接车后，经过一段时间对故障现象的观察，发现发动机连续启动四五次就会有一次不能启动，约15min后才能启动。故障不出现时，启动发动机很顺利。该车蓄电池不亏电，马达正常，启动后发动机转速也正常。•用示波器检查曲轴和凸轮轴传感器信号，工作正常。•重点观察两个信号的同步情况。•示波器图形显示凸轮轴信号相对于气缸位置延迟20°，正确的位置应是凸轮轴信号在两个缸之间。•故障点：分电器的安装位置有误，导致分电器传出的凸轮轴信号滞后。•重新调整分电器的位置后试车，故障排除。