汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器.ppt

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1、曲軸位置傳感器 1 2 4 學(xué)習(xí)要求 理論知識(shí) 案例分析 5 學(xué)習(xí)小結(jié) 學(xué) 習(xí) 導(dǎo) 航 5 學(xué)習(xí)拓展 1. 理解傳感器的作用、結(jié)構(gòu)、原理。 2. 掌握傳感器故障分析及檢修方法 學(xué) 習(xí) 要 求 【 地位 】 是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)特別是集中控制系 統(tǒng)中 最重要 的傳感器，也是點(diǎn)火系統(tǒng)和燃 油噴射系統(tǒng)共用的傳感器。 【 作用 】 （ 1）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， PCM據(jù)此計(jì)算進(jìn) 氣量，確定噴油量和點(diǎn)火提前角。 （ 2）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)基準(zhǔn)缸（一缸或其他缸） 的基準(zhǔn)位置（活塞壓縮上止點(diǎn)或壓縮上止 點(diǎn)前、后一固定角度），進(jìn)行缸序判別， 進(jìn)一步確定活塞的任一位置。 （ 3）檢測曲軸轉(zhuǎn)過的角度， PCM判定活塞 運(yùn)行的任一位置

2、，確定點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí) 刻。 （ 4）控制噴油和點(diǎn)火之外，還用于怠速控 制、廢氣再循環(huán)控制、燃油蒸發(fā)控制等。 【 名稱 】 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器 曲軸位置 /判缸 /轉(zhuǎn)速傳感器 點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器 【 分類 】 1、按安裝位置分 曲軸前端 凸輪軸前端 飛輪上或分電器內(nèi) 2、按產(chǎn)生信號(hào)的原理分 磁脈沖式 光電式 霍爾式 霍爾式 電磁感應(yīng)式 光電式 交流信號(hào) 數(shù)字信號(hào) 磁脈沖式 1-輸出信號(hào) 2-光敏二極管 3-發(fā)光二極管 4-電源 5- 轉(zhuǎn)盤 6-轉(zhuǎn)子頭蓋 7-密封蓋 8-波成形電路 9-第一 缸 120 信號(hào)縫隙 10-10信號(hào)縫隙 11-120 信號(hào) 縫隙 光 電 式 1-霍爾半導(dǎo)體元件

3、2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片 霍 爾 式 一、磁脈沖式曲軸位置傳感器 （一）結(jié)構(gòu)、原理 該傳感器應(yīng)用最廣泛，如日產(chǎn)車系、豐田車系、 韓國大宇轎車等。 現(xiàn)以日產(chǎn)車系為例 : 【 安裝位置 】 曲軸前端的帶輪之后（豐田車系 安裝在分電器內(nèi)） 【 結(jié)構(gòu) 】 如圖所示 磁感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu) 1、信號(hào)盤 （ 1）在帶輪后設(shè)置一個(gè)帶有細(xì)齒的薄圓盤，用 以產(chǎn)生信號(hào)，常稱為信號(hào)盤。 （ 2）信號(hào)盤和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上，隨 曲軸一起旋轉(zhuǎn)。 （ 3）在信號(hào)盤的外緣，沿 著圓周每隔 4 有個(gè)齒。共 有 90個(gè)齒，并且每隔 120 布置 1個(gè)凸緣，共 3個(gè)。 2、信號(hào)發(fā)生器 （ 1）安裝在信號(hào)盤邊沿的傳感

4、器盒，是用來產(chǎn) 生電信號(hào)的。 （ 2）信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有 3個(gè)在永久磁鐵上繞有感 應(yīng)線圈的磁頭，其中磁頭產(chǎn)生 120 （即 G信 號(hào)）信號(hào)；磁頭和磁頭共同產(chǎn)生曲軸 1 （即 Ne信號(hào)）信號(hào)。 （ 3） 120 與 1 信號(hào)的作用 120 信號(hào)（即 G信號(hào)） ：判別何缸何時(shí)處于 活塞上止點(diǎn)位置，以確定 噴油正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí) 。 1 信號(hào)（即 Ne信號(hào)） ：感知曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速，以確定每次循環(huán) 符合最佳空燃比的噴油 量 。 （ 4）磁頭對著信號(hào)盤的 120 凸緣，磁頭 和磁頭對著信號(hào)盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn) 角安裝。 （ 5）信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有 信號(hào)放大和整形電路 ，外 部有四孔連接器，孔 “ 1”

5、 為 120 信號(hào)輸出 線，孔 “ 2” 為信號(hào)放大與整形電路的電源線， 孔 “ 3” 為 1 信號(hào)輸出線，孔 “ 4” 為接地線。 通過該連接器將曲軸位置傳感器中產(chǎn)生的信號(hào) 輸送到 ECU。 【 工作原理 】 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)盤的齒和凸緣切割磁頭， 使其感應(yīng)線圈內(nèi)磁場變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn) 生交變的電動(dòng)勢，再將其濾波整形后，變成脈沖 信號(hào)。 發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，在磁頭上產(chǎn)生 3個(gè) 120 脈沖信號(hào)，磁頭和各產(chǎn)生相位差 4 的 90 個(gè)脈沖信號(hào)（交替產(chǎn)生）。 由于磁頭和磁頭相隔 3 曲軸轉(zhuǎn)角安裝， 而它們又都是每隔 4 產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，所以 磁頭和磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)相位差正好為 90 。

6、將這兩個(gè)脈沖信號(hào)送 入信號(hào)放大與整形電 路中合成后，即產(chǎn)生 180個(gè)脈沖 1 的信號(hào)。 【 備注 】 1、 1 信號(hào)的產(chǎn)生原理（即 Ne信號(hào)） （ 1） 1 信號(hào)是由信號(hào)盤外周的齒切割傳感器 的兩個(gè)傳感頭（ 和 ）所產(chǎn)生的磁力線而產(chǎn) 生的。 （ 2）信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)傳感頭 和信號(hào)盤的齒 A相對時(shí)，線圈 上產(chǎn)生正電壓，當(dāng)齒轉(zhuǎn)過 2 ， 傳感頭與槽 B相對時(shí)，線圈上 產(chǎn)生負(fù)電壓。 （ 3）因?yàn)橐呀?jīng)設(shè)定了齒 與槽之間的間隔為 2 ， 所以每隔 2 傳感頭上 就會(huì)產(chǎn)生正負(fù)電壓信號(hào) （即產(chǎn)生脈沖的周期為 4 ）。 （ 4）此外，傳感頭和 傳感頭之間相隔奇數(shù)度 （即 3 ），所以信號(hào)盤 的槽與齒每轉(zhuǎn)過 1

7、 角后， 就與傳感頭相對，將傳 感頭和產(chǎn)生的信號(hào)疊 加起來，就變?yōu)椋?每當(dāng)曲 軸角度轉(zhuǎn)過 1 角時(shí)，就 會(huì)產(chǎn)生正或負(fù)的信號(hào)。 2、 120 信號(hào)的產(chǎn)生原理（即 G信號(hào)） （ 1） 120 信號(hào)是檢測活塞位置的信號(hào)，在信 號(hào)盤的外周設(shè)有 3個(gè)凸起，其間隔為 120 。 （ 2）當(dāng)凸起切割傳感 頭所產(chǎn)生的磁力線時(shí)， 傳感頭的線圈上就會(huì)產(chǎn) 生脈沖，與 1 信號(hào)產(chǎn) 生的原理相同。 二、光電式曲軸位置傳感器 （一）結(jié)構(gòu)、原理 該傳感器應(yīng)用于日產(chǎn)公爵（ 分電器內(nèi) ）、日 產(chǎn)藍(lán)鳥（ 排氣凸輪軸前端 ）、日產(chǎn)地平線、日 本三菱（ 進(jìn)氣凸輪上 ）、韓國現(xiàn)代（ 分電器內(nèi) ） 等。 現(xiàn)以日產(chǎn)車系為例 【 結(jié)構(gòu) 】

8、如圖所示 由 信號(hào)發(fā)生器 和帶光孔的 信號(hào)盤 組成 1、信號(hào)發(fā)生器 信號(hào)發(fā)生器固裝在固定底座板上（或分電器殼 體上），主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏晶體 管和整形（控制）電路組成。 如下圖所示： 兩只發(fā)光二極管分別正 對著光敏三極管，發(fā)光二 極管以光敏三極管為照射 目標(biāo)。 2、信號(hào)盤 位于發(fā)光二極管和光敏三極管之間，固定在凸輪軸 （或分電器軸上），與凸輪軸（或分電器軸）一起 轉(zhuǎn)動(dòng)。 信號(hào)盤邊緣刻有 360條縫隙（光孔），用來產(chǎn)生 1 凸輪軸轉(zhuǎn)角 信號(hào)（ 2 曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào) ）。 邊緣稍靠內(nèi)側(cè)分布著 6個(gè)間隔 60 的光孔（六 缸），或 4個(gè)間隔 90 的光孔（四缸），用來 產(chǎn)生曲軸位置信號(hào)（ 1

9、20 信號(hào) 六缸 ，或 180 信號(hào)四缸）， 其中有一個(gè)較寬的光孔是用來 判斷 第 1缸活塞上止點(diǎn) 位置的。 【 原理 】 當(dāng)信號(hào)盤隨凸輪軸（或分電器軸）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因信 號(hào)盤上有光孔，產(chǎn)生 透光和遮光 的交替變化，使兩 只光敏晶體管交替產(chǎn)生與消除電動(dòng)勢，從而產(chǎn)生脈 動(dòng)電壓信號(hào)。 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號(hào)：即 Ne信號(hào) 凸輪軸每轉(zhuǎn)一周（曲軸轉(zhuǎn)兩周），由 360個(gè) 光孔所控制的電路將輸出 360個(gè)脈沖信號(hào)，每 個(gè)脈沖信號(hào)對應(yīng)于凸輪軸 1 轉(zhuǎn)角（曲軸 2 轉(zhuǎn)角），此信 號(hào)作為向電腦輸入的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 角信號(hào)，即 Ne信號(hào)。 第一缸上止點(diǎn)位置和缸序判別信號(hào)：即 G信號(hào) 凸輪軸每轉(zhuǎn)一周（曲軸轉(zhuǎn)兩周），由光孔（縫 隙）較

10、寬的第一缸上止點(diǎn)位置標(biāo)記和 60 （ 六缸）或 90 （四缸）間隔 光孔，將向電腦輸入第一缸上 止點(diǎn)位置信號(hào)和缸序判別信號(hào)， 即 G信號(hào)， 相當(dāng)于磁脈沖式的 120 信號(hào) 。 作用 結(jié)構(gòu)、原理 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后， 再也不能起動(dòng)。 更換曲軸位置傳 感器后故障排除。 帕薩特 B5轎車，裝備 ANQ發(fā)動(dòng)機(jī)，采用博世 M3.4.3 電噴系統(tǒng)， 2002年出廠，行駛里程 9萬 km。 技能一：故障分析 技能二：檢修方法 任 務(wù) 載 體 故障分析 曲軸位置傳感器失效 不起動(dòng)，熄火 存儲(chǔ)故障碼 ？ ？！ 數(shù)據(jù)，故障碼 故障現(xiàn)象 檢查曲軸位置傳感器 步驟 1：資料 步驟 2：分析 步驟 3：檢測 步驟 4：判斷

11、步驟 5：排除 步驟 6：驗(yàn)證 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，懷 疑有故障 故障檢修 1、桑塔納 AJR發(fā) 動(dòng)機(jī)電磁感應(yīng)式 曲軸位置傳感器 安裝在曲軸后端 飛輪附近，信號(hào) 盤有 60-2個(gè)凸齒。 信號(hào) 信號(hào) 屏蔽 搭鐵 萬用表檢測 測量 信號(hào)電壓 ： 2和 3間應(yīng)有交 流電壓信號(hào)，信號(hào)電壓或頻率 隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大。 測量 傳感器電阻 ：傳感器 2和 3 間的電阻， 480 1000。 測量 屏蔽線 ：線束端子 1與搭 鐵間的電阻，應(yīng)為 0。 測量 間隙 ：傳感器與信號(hào)盤凸 齒間隙，約為 0.2mm 0.4mm。 信號(hào)盤應(yīng)無缺損。 V 示波器檢測 頻率和幅值隨轉(zhuǎn)速的增 大而增大； 靠除去觸發(fā)輪上一個(gè)齒 所產(chǎn)

12、生的同步脈沖，可 以確定上止點(diǎn)的信號(hào)； 波形的形狀基本一直， 在 0V電位的上下基本對 稱； 各個(gè)峰值電壓應(yīng)相差不 多，若某一個(gè)峰值電壓 低于其他的峰值電壓， 則應(yīng)檢查觸發(fā)輪是否有 缺角或彎曲。 三看：看數(shù)值，看趨勢，看形狀 波形異常，應(yīng)更換傳感器（含傳感器頭和觸發(fā)輪）。 故障波形分析 最常見故障是根本不產(chǎn)生信號(hào) 傳感器的線圈有斷路故障 圖 a所示故障波形為齒槽 中填有異物造成的 圖 b所示故障波形是傳感 器觸發(fā)輪安裝不當(dāng)造成 1、桑塔納 AJR發(fā) 動(dòng)機(jī)電磁感應(yīng)式 凸輪軸位置傳感 器 安裝在凸輪軸前 端，信號(hào)盤有一 個(gè)缺口和一個(gè)葉 片。 信號(hào)線 搭鐵線 電源線 萬用表檢測 測量 信號(hào)電壓 ：將

13、二極管 測試燈接在連接器端子 “ 2” 、“ 3” 間，運(yùn)行發(fā) 動(dòng)機(jī)，試燈應(yīng)閃亮。斷開 連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“ ” 端子“ 2” 和搭鐵間 的電壓，應(yīng)為 12V 。 測量 電源線 ：斷開連接器， 點(diǎn)火開關(guān)置“ ON” ，用 萬用表測量連接器插頭端 子“ 1” 與搭鐵間的電壓， 應(yīng) 為 5V 。 測量 搭鐵線 ：斷開連接器， 點(diǎn)火開關(guān)置“ OFF” ，用 萬用表測量連接器插頭端 子“ 2” 與搭鐵間的電阻， 應(yīng)與規(guī)定一致。 燈 V V 示波器檢測 高電平為電源電壓， 低電平為 0V的數(shù)字 信號(hào)； 信號(hào)的垂直沿好， 頻率轉(zhuǎn)速的增大而 增大； 應(yīng)與曲軸位置傳感 器信號(hào)有同步關(guān)系。 三看：看數(shù)值，看趨勢

14、，看形狀 學(xué) 習(xí) 小 結(jié) 1.曲軸位置傳感器的作用是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和活塞運(yùn)行 位置信號(hào)，安裝在曲軸、凸輪軸、分電器軸上；如果曲軸位置 傳感器安裝在曲軸上，要判定活塞運(yùn)行位置就必須安裝凸輪軸 位置傳感器，其作用是檢測基準(zhǔn)缸活塞是在壓縮上止點(diǎn)還是在 排氣上止點(diǎn)，安裝在凸輪軸、分電器軸上。 2.電磁感應(yīng)式曲軸（凸輪軸）位置傳感器產(chǎn)生類似正弦信號(hào) 的交流信號(hào)，霍爾式、光電式（凸輪軸）產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，要根 據(jù)信號(hào)特點(diǎn)選擇檢測儀器，根據(jù)電路特點(diǎn)確定檢測方法。 3.一般曲軸位置傳感器故障， PCM不能識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)行 位置，停止噴油、點(diǎn)火，發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)；凸輪軸位置傳感器故 障，不同控制系統(tǒng)啟動(dòng)的控制程序不同，一般會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能 下降。 4.曲軸（凸輪軸）位置傳感器檢修可以使用故障診斷儀、萬 用表、示波器。 學(xué)習(xí)拓展 下去自行查資料，了解霍爾式曲軸位置傳 感器的工作原理