发动机曲轴位置和转速传感器

曲轴位置和转速传感器的作用•感知发动机的转速和气缸内活塞的位置•将感知信息传给ECU•确定基本喷油量和喷油时刻的参数•确定基本点火时刻的参数曲轴位置和转速传感器的种类•电磁感应式•霍尔效应式•光电式曲轴位置和转速传感器安装位置•曲轴前端的皮带轮之后•曲轴后端飞轮旁•分电器内•凸轮轴前端电磁感应式曲轴位置传感器的结构•带齿的信号盘•永磁铁•线圈•插接器电磁感应式曲轴位置传感器的工作原理•永久磁铁在线圈周围建立磁场；•带有一定齿数的信号盘随着曲轴的旋转而旋转；•信号盘（转子）旋转时，由于气隙的变化导致通过线圈的磁通量变化；•在电磁线圈两端产生交变的电压脉冲信号；•信号的频率与转速成正比。电磁感应式曲轴位置传感器的工作原理日产公司电磁感应式曲轴位置传感器•信号盘–安装在曲轴前端的皮带轮之后–外缘有90个均匀分布的齿–外缘内侧分布三个均布的凸缘日产公司电磁感应式曲轴位置传感器•传感器三个磁头（永磁铁和线圈）和信号发生器；一个产生120°信号，安装在上止点前70°位置；另两个磁头安装位置间隔3°，产生曲轴1°转角信号；产生120°信号的磁头安装在上止点前70°位置。日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器常见故障•信号感应线圈断路或短路；•信号盘齿圈间有赃物；•磁头位置移动，使磁头和信号盘之间的气隙不当，造成信号减弱或无信号而不能触发ECU工作；•点火系统不能产生火花、点火正时、喷油正时不正确等故障。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器•安装在分电器内；•用来产生Ne信号和G信号；•利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发生器感应线圈内的磁通变化，从而在感应线圈中产生交变的感应电动势信号；•信号经放大后传输到ECU。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器•Ne信号与N转子Ne信号是发动机转速及曲轴转角信号；传感器位于下部；N转子带有24个齿；转子对面有感应线圈。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器•G信号与G转子G信号是判缸信号，ECU根据G信号判别基准气缸的活塞位置；传感器位于上部；转子上有一个齿；有两个安装成180°的感应线圈，分别感应1缸和4缸上止点前10°位置信号。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器•G信号与G转子G信号是判缸信号，ECU根据G信号判别基准气缸的活塞位置；传感器位于上部；转子上有一个齿；有两个安装成180°的感应线圈，分别感应1缸和4缸上止点前10°位置信号。丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器常见故障•信号发生器感应线圈短路或断路；•转子轴磨损、偏摆或感应线圈与导磁铁芯组件移动，使转子和磁头之间的气隙不当，造成信号减弱或无信号输出；•正时转子轮齿间有赃物填充，造成信号失真。时代超人的曲轴位置传感器•检测到曲轴位置信号以决定点火角度；•检测到发动机转速信号；•安装在缸体上，传感器触发盘安装在曲轴上，触发盘四周有齿；•触发盘有60个齿，其中2个齿被切掉，产生58个齿形；•产生的是交流电压，其变化的快慢与齿形的变化频率相同；频率变化点用来检测曲轴位置。霍尔效应原理•在磁场中，当电流以垂直于磁场方向流过置于磁场中的半导体基片（霍尔元件）时，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的横向侧面上，即产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，此电压称为霍尔电压。•当结构一定时，且电流为定值时，霍尔电压与磁场强度成正比霍尔效应原理轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器•基本组成带有齿槽的信号盘霍尔传感器•基本作用向ECU提供曲轴转角和发动机转速信息提供基准气缸活塞位置信息四缸发动机的信号盘和霍尔传感器•信号盘有两组相隔180°的轮齿组；•每组有四个齿槽；•一组中相邻齿槽间隔角度为20°。四缸发动机的信号盘和霍尔传感器•齿槽通过传感器时，产生高电平（5V）；•轮齿中心线与传感器感应头中心成一直线时，产生低电平（0.3V）；•一个齿槽和一个轮齿通过传感器时，霍尔传感器便产生一个高低电位脉冲信号；•一组产生四个脉冲信号；•曲轴旋转一周产生两组脉冲信号。四缸发动机的信号盘和霍尔传感器•第一个信号脉冲上升沿开始，确定有两个气缸活塞正在向上止点运动；•第四个脉冲下降沿与活塞位于上止点前4°位置对应；•ECU通过一组脉冲中第一个脉冲的下降沿，确定正在向上止点运行的活塞的位置；•ECU通过各个脉冲间通过时间的计算，确定1°曲轴转角和发动机转速。轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器•从曲轴位置传感器输入的信号中，ECU虽然可以作出有两个活塞在接近上止点的判断，但仅有曲轴位置传感器输入的信号，ECU并不能判断出是哪两个气缸的活塞，也不能对这两个气缸正进行的工作过程作出判断。•需要同步信号传感器输入信息帮助ECU对气缸缸序及活塞位置作出判断。霍尔效应式同步信号传感器•作用产生与曲轴位置传感器信号对应的同步信号；确定基准气缸正在进行的工作过程及活塞位置；提供喷油和点火的正时及顺序。•安装位置分电器内或凸轮轴上霍尔效应式同步信号传感器霍尔效应式同步信号传感器•基本结构脉冲环是一个半圆周（180°），通过环座安装在分电器轴上，随分电器轴同步旋转；脉冲环进入霍尔传感器时，传感器输出高电平；脉冲环离开传感器时，输出低电平；分电器旋转一周，高低电平各占180°。霍尔效应式同步信号传感器•脉冲环的前沿进入传感器时，输出高电平，表示正在向上止点运动的是1、4缸活塞，1缸为压缩，4缸为排气行程；•脉冲环的后沿离开传感器时，传感器输出低电平，表示将要到达上止点的是1、4缸的活塞，1缸为排气，4缸为压缩行程。霍尔式曲轴位置传感器的常见故障•内部集成块烧坏及线路断脱等而不能产生点火电压信号或信号太弱，从而使电控喷油和点火系统不能正常工作。时代超人的凸轮轴位置传感器•安装在凸轮轴前端；•用来检测一缸上止点位置；•触发转子有一个缺口；•凸轮轴旋转一周，传感器上产生一个脉冲信号。光电式曲轴位置传感器•安装在分电器内；•由信号发生器和带有光孔的信号盘组成光电式曲轴位置传感器的信号盘•信号盘安装在分电器轴上；•外围有360条光孔，产生1°曲轴转角信号；•内圈有6条光孔，产生120°信号（判缸信号）；•内圈较宽的光孔与1缸压缩行程活塞的某一位置相对应，产生一缸压缩行程上止点信号。光电式曲轴位置传感器的信号发生器•两只发光二极管•两只光敏二极管•整形电路光电式曲轴位置传感器的信号发生器•两只发光二极管分别正对着两只光敏二极管，以光敏二极管为照射目标；•信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间；•信号盘随着分电器轴转动时，由于其上的光孔，产生透光和遮光的交替变化；•发光二极管的光束照射的光敏二极管上时，光敏二极管产生电压；•发光二极管的光束被遮挡时，光敏二极管的电压为零光电式曲轴位置传感器的信号发生器•光敏二极管产生的脉冲电压送到整形电路放大整形后，信号发生器向ECU输出表征曲轴转角和活塞位置及工作过程的1曲轴转角信号和120判缸信号；•120°判缸信号出现时，活塞位于压缩行程上止点前70°。•发动机曲轴每两周，凸轮轴旋转一周，1°信号发生器输出360个脉冲，每个脉冲周期的高低电位分别对应1度曲轴转角。•120°信号发生器在各缸压缩行程上止点前70度产生一个脉冲，共产生六个脉冲信号。光电式曲轴位置传感器的常见故障•二极管沾污、损坏；•信号盘上的光孔或弧形槽残缺，信号盘翘曲造成脉冲信号变形；•内部电路断路或接触不良等，使信号减弱、变形或无信号产生。时代超人曲轴位置和凸轮轴位置传感器波形万用表检测磁感应式曲轴位置传感器磁感应线圈的阻值（欧姆）车系曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器丰田皇冠3.0155~240（冷机）155~190（冷机）凌志LS400835~1400（冷机）1060~1645（热机）835~1400（冷机）1060~1645（热机）SGM别克500~!500时代超人480~1000万用表检测磁感应式曲轴位置传感器交流信号电压•交流电压随信号转子转速的增加而增大；•使用交流电压20V档，脱开磁感应传感器的连接器，用万用表两表笔接触传感器的两个端子，观察起动时有无交流电压信号；•丰田（四缸）分电器内的曲轴位置传感器（NE）信号怠速时约为0.77V，在2000r/min时约1.3V；凸轮轴位置传感器（G）信号在怠速时为0.45V，在2000r/min使为1V。万用表检测霍尔效应式曲轴位置传感器方波信号电压•霍尔效应式曲轴位置传感器是频率信号，其波形为方波；•用直流电压档检测平均电压，以判断有无信号输出。示波器检测磁感应式位置传感器•良好的波形在0V电平上、下的幅值应基本接近；•幅值随发动机转速增加而增大；•幅值、频率和形状在确定条件下是一致的、可重复的、有规律的和可预测的；•两脉冲时间间隔应一致，占空比一般不变；•占空比改变则表示有故障；•若某一个最大峰值低于其他峰值，或某一个最小降值低于其他降值，应检查触发轮是否有缺角或弯曲；•如果波形峰值变小或变形，会出现失速、断火。磁感应式位置传感器标准波形凸轮轴和曲轴位置传感器波形示波器检测霍尔效应式位置传感器示波器检测霍尔效应式位置传感器霍尔式曲轴和凸轮轴位置信号波形霍尔传感器波形分析（一）•示波器0V电压处显示一条直线，则检查示波器与传感器的连接分电器、曲轴、凸轮是否能转动传感器电源电路与控制电脑的电源与接地是否良好•示波器上传感器电源电压处显示一条直线，则检查传感器接地是否良好分电器、曲轴、凸轮是否能转动等或传感器损坏霍尔传感器波形分析（二）•幅值过高，说明电阻太大或接地不良；•波形显示不正常，则检查导线、插接件、测试线，可摇动线束来判断故障原因是传感器还是导线或插接件；•从第一缸火花塞提取触发输入信号可以帮助稳定显示波形，如果没有第一缸触发，则在波形的同步脉冲频率变化时，示波器波形会出现跳动光电式曲轴位置传感器信号波形光电式凸轮轴位置传感器信号波形克莱斯勒发动机曲轴与凸轮轴位置传感器电路丰田8A-FE发动机曲轴位置传感器电路丰田8A-FE发动机点火电路丰田8A-FE曲轴位置传感器的故障诊断万用表交流电压档20V，两表笔测量ECU端子NE+和NE-之间在启动时的电压值U＝3~6V检查ECU搭铁线路否关闭点火开关，拔下传感器插头，用万用表欧姆档测量传感器插头1与ECU端子NE+之间的阻值是R＜0.1Ω更换线束重新检查否测量传感器插头2与ECU端子NE－之间的阻值是R＜0.1Ω更换线束重新检查否测量传感器两端子之间的阻值是丰田8A-FE曲轴位置传感器的故障诊断（续）测量传感器两端子之间的阻值R＝185~275Ω更换传感器否万用表交流电压档20V，两表笔测量传感器两端子之间在启动时的电压值是U＝3~6V更换传感器否检修各部接通的连接状态是结束日产ECCS系统曲轴位置传感器电路光电式曲轴位置传感器的检测（故障码11）关闭点火开关，拔下曲轴、凸轮轴位置传感器插头，打开点火开关，用万用表直流电压档20V，测量插接器端子（b）对车身搭铁电压Ub＝12V检测ECCS端子38或47对车身搭铁之间的电压关闭点火开关，检测传感器插头端子（a）与车身搭铁之间的阻值否是U38＝12V检修ECCS主继电器否更换线束后重新检测是RaE＜0.1Ω检修线路否检测传感器插头端子c与ECCS端子30或22之间的阻值是光电式曲轴位置传感器的检测（续1）检测传感器插头端子c与ECCS端子30或22之间的阻值R＜0.1Ω检修线路否检测传感器插头端子d与ECCS端子31或40之间的阻值R＜0.1Ω是检修线路否连接传感器插头，打开点火开关，启动发动机的同时检测ECCS端子30或22与车身搭铁之间的电压是U30为信号电压更换传感器否检测ECCS端子31或40与车身搭铁之间的电压是U31为信号电压更换传感器否光电式曲轴位置传感器的检测（续2）U31为信号电压更换传感器否检测ECCS端子39或48与车身搭铁之间的电压是U39、U48＝0V检修ECCS搭铁电路否更换ECCS后重新检测结束日产ECCS系统点火电路