浅谈曲轴位置传感器故障分析及诊断
摘要：本文简明介绍别克轿车发动机曲轴位置传感器的结构，重点阐述该车曲轴位置传感器（7X）的故障诊断，以及曲轴位置传感器（24X）的故障诊断，并通过列举维修工作中的实例对由曲轴位置传感器损坏而造成的发动机系统故障进行分析。
关键词：曲轴位置传感器启动困难分析诊断
前言
曲轴位置传感器是汽车发动机电控系统的重要传感器之一，在汽车发动机上的主要作用是为点火控制模块提供参考信号，精确控制发动机点火正时。曲轴位置传感器工作的好坏，将直接影响发动机的启动性能，是导致汽油发动机不能正常发动的原因之一，只有准确判断、检测曲轴位置传感器的故障，才能尽快排除发动机系统故障。因此，在故障维修诊断时，首先要详细了解它的基本结构及工作原理，已达到正确、快捷地排除故障。
一、别克轿车发动机曲轴位置传感器简介
上海别克轿车发动机装有两个霍尔式曲轴位置传感器，
分别为曲轴位置传感器（7X）和曲轴位置传感器（24X）。（7X）曲轴位置传感器安装在发动机机体右下部，为点火控制模块提供参考信号；（24X）曲轴位置传感器安装在发动机正时罩的前部、谐振平衡器后部，用来拾取曲轴转子的脉冲信号，并传递到动力系统控制模块，使发动机低速运转（发动机转速低于1600r/min时，精确控制发动机点火正时）。
（一）曲轴位置传感器（7X）的故障诊断
1.结构特点及控制电路
曲轴位置传感器（7X）为双导线型传感器，一根为其信号线（黄色）；另一根为其搭铁线（紫色）。7X曲轴位置传感器是另外一个更靠近曲轴的霍尔效应开关。间断环是铸在曲轴上
的一个特殊轮上，有7个加工的切槽，其中6个槽以60°均布，第7个槽距离前一个槽为10°，其结构如图1所示。
当间断环与曲轴一起旋转时，切槽改变磁场导致7X霍尔效应开关接地，由点火控制模块提供3X信号电压（3X参考
信号电压是发动机运转且曲轴位置传感器的同步脉冲被接收时，点火控制模块将7X曲轴位置传感器脉冲除以2得到3X 参考信号）。点火控制模块用7X开、关信号作为曲轴位置的指示，点火控制模块必须使用7X信号正确地控制点火线圈，其控制电路如图2所示。
2.故障诊断
3X参考信号由点火控制模块（ICM）产生，在发动机运转且曲轴位置传感器的同步脉冲被接收到时，点火控制模块ICM将曲轴位置传感器（7X）脉冲除以2得到3X参考信号。动力系统控制模块利用3X参考信号系统计算发动机转速高于1600r/min时的发动机转速和曲轴位置，动力系统控制模块也利用这些脉冲来触发喷油脉冲。动力系统控制模块将3X 参考信号脉冲与曲轴位置传感器（24X）信号脉冲和凸轮轴位置传感器信号脉冲对比，如果动力系统控制模块在3X线路中接收到脉冲数不正确，24X参考信号脉冲数与3X参考信号脉冲数的比值不等于8，或24X参考信号脉冲数与凸轮轴位置传感器信号脉冲数的比值等于48的情况出现10s以上, 动力系统控制模块便设置故障码P1374。
动力系统控制模块在存储故障码P1374的同时，将点亮仪表板上的故障指示灯（SERVICE ENGINE SOON）。
3.7X曲轴位置传感器的检测方法
（1）检测7X曲轴位置传感器的电阻值
关闭点火开关，拔下7X曲轴位置传感器的2线插头。用万用表电阻档测量7X曲轴位置传感器的电阻值，正常值为800～1000Ω。
（2）检测7X曲轴位置传感器的脉冲信号
将传感器拆下，用一根铁棒或一块磁铁迅速靠近或离开传感器，同时用万用表测量两接线柱之间有无脉冲感应电压的产生。如没有感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障，应予更换。
（3）检测7X曲轴
位置传感器的线束导
通性
关闭点火开关，拔
下点火控制模块（ICM）
上3线插头、拔下7X
曲轴位置传感器的2线插头。用万用表电阻档测量ICM上3线插头的A端子与传感器的2线插头的A端子之间的电阻值，如图3-a所示。用万用表电阻档测量ICM上3线插头的C端子与传感器2线插头的B端子之间的电阻值，如图3-b所示，技术要求：电阻应小于0.5Ω。
（二）曲轴位置传感器（24X）的故障诊断
1.结构特点及控制电路
曲轴位置传感器（24X）为三导线型传感器，控制电路如图4所示。
2.故障诊断
24X参考信号用于在发动机低速时改善怠速点火正时控制。在发动机转速低于1600r/min时，动力系统控制模块利用24X参考信号计算发动机转速和曲轴位置，动力系统控制模块连续监视24X参考线路中脉冲数，并将24X参考脉冲数与3X参考脉冲数和凸轮轴位置传感器信号脉冲数进行比较。如果动力系统控制模块接收到的24X参考线路中的脉冲数不正确，动力系统控制模块便设置故障码P0336，此时动力系统控制模块将利用3X参考信号和凸轮轴位置信号继续启动
和运转。动力系统控制模块在记录故障码P0336时，将点亮
仪表板上的故障指示灯（SERVICE ENGINE SOON）。
24X与7X间断环霍尔效应开关的情况类似，24X信号在转速的标定中具有更好的分辨率。
二、曲轴位置系统变更设置程序
曲轴位置系统变更设置参数用作计算由曲轴、曲轴平衡块、曲轴位置传感器霍尔效应开关中的轻微公差变化导致的周期性的偏差的参考。在曲轴位置系统变更设置程序被执行过后，曲轴位置系统变化值便被存储在动力系统控制模块的存储器中。
（一）曲轴位置系统变更设置程序的依据
在进行下列维修作业后，必须进行曲轴位置系统变更设置程序，否则动力系统控制模块便存储故障码P1336。
1.更换动力系统控制模块。
2.更换发动机。
3.更换曲轴。
4.更换曲轴平衡块。
5.更换曲轴位置传感器。
6.进行任何破坏曲轴谐振平衡器与曲轴位置传感器相对关系的发动机修理。
（二）曲轴位置系统变更设置程序的内容
曲轴位置系统变更设置程序的内容如下：
1.拉紧驻车制动、掩住驱动轮。
2.确认发动机罩被关上。
3.启动发动机，使发动机冷却液的温度达到70℃以上。
4.将点火开关转至OFF位置，在TECH2诊断仪上选择并激活曲轴位置变更值学习程序。
5.变速器处于P挡位置，启动发动机，踩下制动踏板并固定。
6.踩下油门踏板使发动机转速达到燃油切断转速（5150r/min），待燃油切断后立即抬起油门踏板，当转速降回到怠速时，曲轴位置系统变更值便设置完毕。
7.观察TECH2诊断仪显示故障码P1336的故障状态。如果TECH2诊断仪指示故障码P1336没通过，应检查其他故障码。
（三）程序不能设置的检查内容
如果曲轴位置变更设置程序不能成功地进行，应检查有无下列情况出现：
1.发动机冷却液温度低于70℃。
2.动力系统控制模块中存有除P1336以外的故障码。
3.动力系统控制模块检测到曲轴位置信号有问题。
4.动力系统控制模块检测到3X参考信号有问题。
5.动力系统控制模块检测到24X参考信号有问题。
若出现上述情况应对相关系统进行检查、诊断及排除。
三、维修工作实例
我厂承修一辆别克君威（2003款）轿车，该车配置是2.5L 发动机，据车主反映，该车有启动困难故障。
1.故障现象
该车无论在冷车或热车状态下，均出现启动困难的现象。如果将点火开关保持在启动位置，让起动机长时间处于起动状态，并同时踩下油门踏板，发动机可勉强起动。发动之后，发动机工作基本正常。
2.故障诊断
（1）使用TECH2诊断仪对动力系统进行自诊断，结果无法与动力系统控制模块（PCM）进行通信。在空气滤清器总成下方找到动力系统控制模块，拔下线束插头进行检查，发现有连接不良的现象，处理后插回线束插头，重新进行自诊断，TECH2诊断仪能够进入动力系统诊断菜单，查询故障信息，没有故障码。初步分析该车的故障与怠速电机故障、节气门体脏污或混合气过稀等原因引起的故障现象相似。进一步分析，该车只是启动困难，启动后一切正常，依此可排
除怠速电机存在故障的可能性。假如怠速电机存在故障，可能会引起启动困难，但是启动后还会出现怠速不正常的现象。经检查节气门体也没有故障，那么引起启动困难的原因不外乎燃油系统、点火系统以及提供控制信号的传感器，于是，继续进行检查。
（2）检查燃油压力。打开点火开关后燃油泵开始工作，2s后油压表指示值上升到290kPa，10min后油压表的指示值为280kPa，符合技术要求(正常值为250～310 kPa)。将点火开关保持在启动位置，使起动机长时间工作来强制发动机启动，观察发动机怠速时油压值为300kPa，将油压调节器的真空管拔掉，油压上升至320kPa。因为燃油系统在各工况下的压力值正常，所以燃油系统存在故障的可能性不大。
（3）检查点火线圈、点火模块（ICM）以及高压线等点火系统部件。测量点火模块的点火针脚导线（粉红色线），有12V电压，点火模块与动力系统控制模块之间的白色连接线导通，且二者针脚处有5V电压。进行跳火试验，每一缸的火花塞均有高压火花，这说明点火系统正常。既然燃油系统和点火系统均属正常，那么故障点应该在产生发动机启动时所需信号的几个传感器上。如果某些传感器只是在发动机启动过程中起作用，启动后不参与工作或者这些传感器传送给
PCM的信号只是作为一个参考信号，不再是必须的运行信号，那么起这种作用的传感器出现问题时就有可能导致该车的故障现象。因为冷热车均会出现故障，因此可以排除与温度有关的传感器（如冷却液温度传感器），于是，将检查的重点放在曲轴位置传感器上。
（4）使用TECH2诊断仪对曲轴位置偏差学习，当检测到曲轴位置传感器24X时，TECH2诊断仪显示曲轴位置传感器24X信号错误。然后将曲轴皮带轮拆下来，发现曲轴皮带轮的橡胶减震块老化变形，曲轴皮带轮上的齿环损坏；出现此情况会令曲轴位置传感器24X输出错误的曲轴位置信号，从而导致启动困难故障。于是更换曲轴皮带轮，清除曲轴位置传感器24X上的油污，然后使用TECH2诊断仪对曲轴位置偏差进行学习。起动时发动机能顺利启动，故障彻底排除。
3.综合分析
该车发动机装有二个曲轴位置传感器分别为24X和7X；曲轴位置传感器24X位于发动机右侧，即曲轴端部的缓振平衡器的后面，它通过曲轴皮带轮上的齿环采集曲轴转角信号。另一个曲轴位置传感器7X位于发动机缸体后下方，排气歧管下部。
曲轴齿环上有24个均匀分布的缺口。当曲轴转动时，曲
轴位置传感器24X向动力系统控制模块提供曲轴的位置，动力系统控制模块将曲轴位置传感器24X信号、曲轴位置传感器7X、3X参考信号（由曲轴位置传感器7X计算得出的）进行比较后，确定正确的喷油时刻、喷油脉宽以及点火时刻。如果曲轴位置传感器24X测量到的是错误的曲轴转角信号，那么动力系统控制模块就不能发出正确的控制信号，造成启动困难。在故障保护运行模式下，发动机将能够启动，动力控制系统模块利用3X参考信号控制喷油和点火，在发动机运转期间，动力系统控制模块只采用3X参考信号和凸轮轴信号控制点火和喷油。
曲轴位置传感器24X在曲轴转一圈的时间内能够产生24个信号脉冲，信号用于精确控制点火和喷油，在发动机启动的过程中以及发动机转速低于1600r/min转速范围内起作用，而在转速高于1600r/min时，则不再参与工作。
当发动机转速高于1600r/min时，点火模块根据曲轴位置传感器7X信号计算得出3X曲轴位置信号（参考信号），然后提供给动力系统控制模块，用于控制喷油和点火，3X信号在发动机转速为1200～10000r/min范围内起作用。
由上述控制过程可知，曲轴位置传感器24X只在发动机启动过程中和低转速区域内起作用，而曲轴位置传感器7X是
PCM控制喷油和点火的重要传感器。上述的实例中，该车出现故障时是在启动过程中及发动机处于低转速运转期间，使用的传感器为曲轴位置传感器24X。当发动机启动后，曲轴位置传感器7X开始参与工作，动力系统控制模块对曲轴位置传感器24X信号进行修正，以更加精确地控制喷油和点火，所以在发动机启动后能够正常运转。
结束语
随着现代汽车技术的日新月异，汽车的故障诊断与维修技术、维修理念也需与时俱进。只有不断地学习汽车新技术、新方法、新工艺，在故障检修过程中运用检测设备并结合工作经验进行综合分析判断，才能更加准确、快捷地排除故障，提高维修作业的质量和效率。
致谢
本文在撰写过程中，得到广州交通技校老师及专家们的悉心指导，在此表示衷心感谢！
参考文献
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2.梁君飞编《汽车维修技师》，辽宁科学技术出版社2010年；
3.《汽车维修技师》杂志社编《通用车系技师手记》，辽
宁科学技术出版社2009年。
第33卷第2期2012年4月 华北水利水电学院学报Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power Vol.33No.2Apr．2012 收稿日期：2011－12－27 基金项目：2009年郑州市科技创新人才专项项目；郑州市技术研究与开发项目（096SYJH25086）．作者简介：司爱国（1968—），男，河南浚县人，副教授，硕士，主要从事车辆工程方面的研究． 文章编号：1002－5634（2012）02－0101－03 基于STM32的发动机曲轴位置传感器的电路设计 司爱国，李 辉，路 斌，曹永娣 （华北水利水电学院，河南郑州450011） 摘要：为满足人们对汽车的舒适性、稳定性的要求，从发动机电子控制系统的精确性出发，以发动机曲轴位 置传感器信号作为研究对象，选用了电磁式曲轴位置传感器NCV1124作为信号处理芯片，选用STM32作为ECU 主控芯片，对其信号传输的精确性、实时性进行了实验研究．实验结果表明，NCV1124能够稳定精确地完成对信号的处理，与主芯片STM32结合可以很好地完成其下续控制信号的运算工作．关键词：发动机；电子控制；NCV1124 汽车技术得以迅猛发展是以电子技术的发展为 依托．用16位单片机作为汽车发动机的核心芯片已得到普遍应用， 用32位单片机作为汽车发动机核心芯片成为当前的研究方向． STM32的内核是ARM 公司的Cortex －M3内核．Cortex －M3是首款基于ARMv －7体系结构的32位标准处理器，具有低功耗、少门数、短中断延迟、低成本等优点 ［1］ ，专门用于微控制、汽车车身、 工业控制和无线网络等对功耗和成本敏感的应用领 域．其大大简化了编程的复杂性，集高性能、低功耗、低成本于一体．STM32的标准外设包括10个定时器、 2个12位1－Msample /s 模数转换器（交错模式下2－Msample /s ）、 2个12位数模转换器、2个I2C 接口、 5个USART 接口和3个SPI 端口．新产品外设共有12条DMA 通道，还有1个CRC 计算单元，像其他STM32微控制器一样， 支持96位唯一标识码．笔者基于STM32的曲轴位置传感器电路的开发主要涉及STM32的定时器功能． 1曲轴位置传感器的信号控制原理 发动机的曲轴位置传感器是用来产生发动机转 速信号和曲轴位置的信号，常配合凸轮轴位置传感器一起来确定发动机喷油和点火正时．系统拟选用磁电式曲轴位置传感器，其外形如图1所示．曲轴位 置传感器安装在飞轮壳体上， 它的磁头与飞轮的触 发齿轮的轮齿保持一定距离，如图2所示．发动机工作时，触发轮的轮齿不断地通过磁头，这样传感器的 磁头和触发轮之间的间隙不断变化，从而不断改变绕组的磁通量 ［2－3］ ．磁通量的变化使绕组线圈产生 连续变化的电压值．最后通过处理电路处理后将信 号传给ECU ，和其他信号一同控制发动机的运转．
曲轴位置传感器的检测 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图1所示。 在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。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。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。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°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。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。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。
发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号（如图2所示）。 发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生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，即产生曲轴1°转角的信号（如图 3所示）。 产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置（图4）
03-3曲轴位置传感器P0335故障诊断流程-截图 （正极信号线—断路故障） 一、前期准备 1.清洁工作场地，将被修车辆就位停放。 2.工具、量具、检测仪器及相关辅助材料准备。 3.目视车辆停放位置，确定工位安全。 4.填写车辆识别VIN代码。（丰田卡罗拉VIN码在右前门的门柱上）
5.安装底盘垫块。 6.安装车轮档块。 7.安装尾气抽气管。 8.打开左前车门，安装车内三件套，（并拉紧手制动，将变速杆放置在P档位置，降下前车窗玻璃）
9.拉开引擎盖锁，下车后打开引擎盖，安装车外三件套。 二、安全检查 10.检查记录机油液位，记录：机油液位正常。（若发现不足应及时加注） 11.检查记录冷却液液位，记录：冷却液液位偏低，应加注。
12.检查记录制动液液位，记录：制动液液位偏低，应加注。 13.拆卸发动机罩盖﹑蓄电池罩板及散热器上的空气道流板，放置于零件箱内。 14.取出万用表和表笔，连接后进行阻值校对。（即：校对红黑两表笔之间所存在的电阻差值） 记录：两表笔的阻值为：0.021Ω，正常。（若发现阻值不正常，则应及时检查或更换）。
15.测量记录蓄电池电压，（若发现蓄电池电压低于规定值11V则应及时进行补充充电）。 记录：蓄电池电压为：12.61V，正常。 16.检查蓄电池电极桩柱的连接状况，（若发现松动和有硫化物时应及时紧固和处理）。 记录：电极桩柱连接正常，没有硫化物。 三、仪器连接及故障现象确认 17.打开故障诊断仪盒，取出故障诊断仪，选择OBD—Ⅱ专用插头及专用传输线后连接故障诊断仪。 18.打开左前车门，进入车内，踩紧制动踏板后启动发动机，观察仪表显示状态及发动机各工况的运
曲轴位置传感器检测 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随 ... 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。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。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。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°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。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。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。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生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
03-1曲轴位置传感器P0335故障诊断流程-截图 （传感器内部元件损坏故障） 一、前期准备 1.清洁工作场地，将被修车辆就位停放。 2.工具、量具、检测仪器及相关辅助材料准备。 3.目视车辆停放位置，确定工位安全。 4.填写车辆识别VIN代码。（丰田卡罗拉VIN码在右前门的门柱上）
5.安装底盘垫块。 6.安装车轮档块。 7.安装尾气抽气管。 8.打开左前车门，安装车内三件套，（并拉紧手制动，将变速杆放置在P档位置，降下前车窗玻璃）
9.拉开引擎盖锁，下车后打开引擎盖，安装车外三件套。 二、安全检查 10.检查记录机油液位，记录：机油液位正常。（若发现不足应及时加注） 11.检查记录冷却液液位，记录：冷却液液位偏低，应加注。
12.检查记录制动液液位，记录：制动液液位偏低，应加注。 13.拆卸发动机罩盖﹑蓄电池罩板及散热器上的空气道流板，放置于零件箱内。 14.取出万用表和表笔，连接后进行阻值校对。（即：校对红黑两表笔之间所存在的电阻差值） 记录：两表笔的阻值为：0.021Ω，正常。（若发现阻值不正常，则应及时检查或更换）。
15.测量记录蓄电池电压，（若发现蓄电池电压低于规定值11V则应及时进行补充充电）。 记录：蓄电池电压为：12.61V，正常。 16.检查蓄电池电极桩柱的连接状况，（若发现松动和有硫化物时应及时紧固和处理）。 记录：电极桩柱连接正常，没有硫化物。 三、仪器连接及故障现象确认 17.打开故障诊断仪盒，取出故障诊断仪，选择OBD—Ⅱ专用插头及专用传输线后连接故障诊断仪。 18.打开左前车门，进入车内，踩紧制动踏板后启动发动机，观察仪表显示状态及发动机各工况的运
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ＭＣ应用 MC Application ＭＣ ＭＣ现代零部件 号发生器内有３个永久磁铁，上面绕有线圈磁头。其中磁头２产生１２０°信号（Ｇ信号），用于辨别气缸及检测活塞上止点位置；磁头１和３共同产生１°信号（Ｎｅ信号），用以检测曲轴转角及发动机转速信号。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，如图１所示。发动机旋转一圈，在磁头２上产生三个１２０°脉冲信号；在磁头１和３上各产生相位差９０°的９０个脉冲信号，经信号合成后向电脑输送１８０个脉冲１°的信号。传感器盒上有四孔电连接器，孔１为１２０°信号输出线，孔２为信号放大与整形电路和电源线，孔３为１°信号输出线，孔４是接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器的感应信号送至电脑。电脑根据１２０°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；根据１°信号感知曲轴的转角和发动机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油量。 将向电脑输入一缸上止点位置信号和缸序判别信号（Ｇ信号），相当于磁脉冲曲轴位置传感器１２０°信号。 ３．霍尔效应式曲轴位置传感 器结构与原理 霍尔效应式曲轴位置传感器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内，由触发叶轮和信号触发开关等组成。霍尔效应式曲轴位置传感器仅此是不够的，还需一个同步信号传感器（同步信号发生器）来判定霍尔效应式曲轴位置传感器信号，所表明的是哪两个气缸的活塞在接近上止点，而且接近什么行程的上止点，即判定出一个气缸活塞所处的位置，为燃油喷射提供依据。如北京切诺基霍尔效应式曲轴位置传感器装在变速器喇叭形壳体（飞轮壳体）上，桑塔纳２０００ＧＳＩ轿车（时代超人、俊杰）装在曲轴下端的圆盘上。而北京切诺基汽车发动机的同步信号传感器为霍尔效应式，装于分电器内部，桑塔纳２０００ＧＳＩ（时代超人、俊杰）轿车装于曲轴后端的圆盘上，为磁感应式。北京切诺基吉普车同步信号传感器虽然装于分电器内部，但其信号是控制燃油喷射系统所必需的，与点火系统没有关系，此信号丢失，燃油喷射系统无法工作，发动机就不能工作，但点火系统却仍能工作。 曲轴位置传感器的检测 １．曲轴位置传感器故障对发 动机工作的影响 曲轴位置传感器是喷射和点火系统的重要传感器。发动机ＥＣＵ是通过曲轴位置传感器感知曲轴（或活塞）运行位置与发动机转速信息的，所以它可以控制喷油、计算每 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当信号盘随凸轮轴（或分电器轴）转动时，因信号盘上有光孔而产生透光与遮光的交替变化， 使两只光敏二极管交替产生与消除电动势，从而产生脉冲电压信号。凸轮轴每转一周（分电器轴转半周），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（Ｎｅ信号）。由光孔（缝隙）较宽的一缸上止点位置标记和６０°（六缸）或９０°（四缸）间隔光孔， ２．光电式曲轴位置传感器的 结构与原理 安装光电式曲轴位置传感器的轿车有：日产公爵（安装于分电器内）、日产蓝鸟（安装在排气凸轮轴前端）、日产地平线、日本三菱（安装在进气凸轮上）、韩国现代（安装在分电器内部）等轿车。 光电式曲轴位置传感器由信号发生器和带光孔的信号盘组成。信号发生器固定安装在固定底座板上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和整形（控制）电路组成。两只发光二极管分别对着相应的两只光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘固定在凸轮轴（或分电器轴）上，与凸轮轴（分电器轴）一起转动。信号盘边缘分别刻有３６０条缝隙（光孔），用来产生１°信号（２°曲轴转角信号）；在遮光盘边缘稍靠内侧分布着６个间隔６０°的光孔（六缸发动机）或９０°的光孔（四缸发动机），用来产生曲轴位置信号（１２０°信号六缸或１８０°信号四缸），其中较宽的光孔是用来判断第一缸活塞上止点位置的，如图２所示。 图１ 日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器原理图 图２ 信号盘结构图
曲轴位置传感器 【摘要】：曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一,它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同,目前常用的曲轴位置传感器有磁感应式、霍尔效应传感器、光电式传感器。本文还介绍了未来曲轴传感器的发展趋势。 【关键词】：曲轴位置传感器传感器输出发动机电子控制系统霍尔效应万用表导线连接器上止点点火提前角曲轴转角信号检测 1 曲轴位置传感器的检测 1.1曲轴位置传感器的定义. 曲轴位置传感器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。其功能是检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制点火时刻（点火提前角）和喷油正时。同时，曲轴位置传感器亦是测量发动机转速的信号源。因此，曲轴位置传感器又称发动机转速与曲轴位置传感器，或称曲轴位置/ 判缸/ 转速传感器。 1.2 曲轴位置传感器的结构特点 日产公司生产的光电式曲轴与凸轮轴位置传感器是由分电器改进而成的，主要由信号盘(即信号转子)、信号发生器、配电器、传感器壳体和线束插头等组成。 信号盘是传感器的信号转子，压装在传感器轴上，如图2-22所示。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光孔。其中，外圈制作有360个透光孔(缝隙)，间隔弧度为1。(透光孔占0．5。，遮光孔占0．5。)，用于产生曲轴转角与转速信号；内圈制作有6个透光孔(长方形孔)，间隔弧度为60。，用于产生各个气缸的上止点信号，其中有一个长方形的宽边稍长，用于产生气缸1的上止点信号。 信号发生器固定在传感器壳体上，它由Ne信号(转速与转角信号)发生器、G信号(上止点信号)发生器以及信号处理电路组成。Ne信号与G信号发生器均由一个发光二极管(LED)和一个光敏晶体管(或光敏二极管)组成，两个LED分别正对着两个光敏晶体管。 1.3 曲轴位置传感器的工作原理 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。 1.4 曲轴位置传感器的分类 曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。 1.4.1磁电感应式：
曲轴传感器工作原理 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一, 它提供点火时刻 (点火提前角、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同, 可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一, 它提供点火时刻 (点火提前角、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同, 可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 (1日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后,如图 1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘(用以产生信号,称为信号盘 ,它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上,随曲轴一起旋转。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。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。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°信号,磁头①和磁头③共同产生曲轴 1°转角信号。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。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 。 发动机转动时, 信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化, 从而在感应线圈里产生交变的电动势,经滤波整形后,即变成脉冲信号(如图 2所示。发动机旋转一圈,磁头②上产生 3个 120°脉冲信号,磁头①和③各产生 90个脉冲信号(交替
曲轴位置传感器使用说明书 （第一版） 适用零件号:10456569 25346094 25345442 25367180
1. 概述 曲轴位置传感器也被称为发动机转速传感器，或简称转速传感器。 曲轴位置传感器一般为磁电式脉冲信号传感器。它是构成现代汽车发动机管理系统之速度密度法空气计量算法理论和实践的重要零部件，也是发动机管理系统中最重要的核心零部件之一。 曲轴位置传感器被用于测试曲轴旋转时的转速和曲轴（活塞）的相对位置。系根据电磁线圈原理，由一个永久磁铁作铁芯元件和外部加以线圈构成其核心元件。外壳一般采用复合材料注塑成型封装。 根据发动机在车辆上的实际总体布置状态，一般情况下，曲轴位置传感器可被安装于曲轴的前部，皮带轮附带曲轴目标轮；或后部，飞轮总成附带曲轴目标轮；或者是设计装配在发动机的气缸体上，曲轴目标轮被设计在缸体内部的曲轴之曲柄相应位置上。 曲轴上的目标轮相当于一个旋转磁阻分配器。旋转磁阻分配器（曲轴目标轮）和曲轴位置传感器间的电磁感应产生一个输出电压脉冲信号。曲轴转动时，曲轴目标轮上的齿和槽以不同的距离切割传感器磁力线，并通过传感器，引起其感应到的磁阻改变。正是由于这个可变的磁阻，才能产生可变的输出脉冲信号。输出信号的波形和单位时间变化率反映出曲轴的旋速度和相对旋转位置，并且其频率与曲轴旋转频率成正比。 曲轴目标轮被设计成60–2矩形齿均布的黑色金属材料齿轮。缺齿信号可帮助系统判定曲轴的相对位置。曲轴目标轮旋转产生脉冲电压信号直接反映了发动机的实测转速工作状态。该信号被输出给发动机电子控制模块（ECU）。发动机管理系统的发动机电子控制模块即可根据系统算法确定曲轴实时的旋转速度和（位置）和转速。
课时计划 第周编写日期：年月日课题曲轴位置传感器 教学目的与要求1.掌握曲轴位置与转速传感器的功用、位置、类型以及结构与工作原理； 2.掌握丰田车系、大众车系、日产车系曲轴位置与转速传感器的检查方法。 教学重点曲轴位置与转速传感器的功用、位置、类型以及结构与工作原理 教学难点丰田车系、大众车系、日产车系曲轴位置与转速传感器的检查方法。 课时 8 教具准备轿车一部或发动机实训台一台、常用拆装工具一套、汽车数字万用表、KT600诊断仪 教学方法一体化教学 教学过程 一、任务引入 ECU利用其信号进行如下控制： ①各缸喷油和点火的顺序； ②各缸喷油位置； ③各缸喷油量； ④点火正时; ⑤怠速等。 图4-1曲轴位置与转速传感器安装位置 二、任务分析 曲轴位置与转速传感器有磁感应式、霍尔效应式、光电效应式、磁阻效应式等多种类型，一般安装于曲轴的前端或后端、凸轮轴的前端或后端或分电器的内部，其数量一般也不是一个，而是一套，在不同发动机上的安装位置及数量也不尽相同，但所检测的项目却基本一致，都包括如下4个方面：曲轴转速是多少，活塞是否到达上止点，第几缸活塞到达上止点，是压缩上止点还是排气上止点。 三、相关知识 曲轴位置与转速传感器基本工作原理
(1) 磁感应式传感器 图4-2 磁感应式传感器工作原理 (2)霍尔效应式传感器 图4-3 霍尔传感器原理图 图4-4 霍尔传感器基本结构与原理 磁场强度 电流强度 霍尔电压
(3)光电效应式传感器 图4-5 光电效应式传感器工作原理 (4)磁阻效应式传感器 磁阻效应：通过半导体元件的磁通量发生变化时，半导体元件的电阻会随之发生变化。该半导体元件也被称为磁阻元件。 2.曲轴位置与转速传感器的典型案例 (1)丰田车系（磁感应式传感器组合） 丰田车系曲轴位置与转速传感器的结构图4-6 b)俯视图
曲轴位置传感器的检测 教育目标：学习、了解曲轴位置传感器的检测，便于在实车上广泛运用； 教学重点：曲轴位置传感器的理论知识的学习，能熟练掌握曲轴位置传感器的特性； 教学难点：曲轴位置传感器的实践检测，能用上课的理论知识去检测曲轴位置传感器； 教学课时：1、2课时； 教学工具：曲轴位置传感器、万用表（指针式或电子式）、汽车诊断器、汽车示波器等。 教学过程： 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 (1)日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 现代汽车电控发动机检修系列
该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图 1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘(用以产生信号，称为信号盘)，它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。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。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。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?产生120?信号，磁头?和磁头?共同产生曲轴1?转角信号。磁头?对着信号盘的120?凸缘，磁头?和磁头?对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。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。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号(如图 2所示)。发动机旋转一圈，磁头?上产生3个120?脉冲信号，磁头?和?各产生90个脉冲 信号(交替产生)。由于磁头?和磁头?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?和磁头?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，即产生曲轴1?转角的信 号(如图 3所示)。 产生120?信号的磁头?安装在上止点前70?的位置(图 4)，故其信号亦可称为上止点前70?信号，即发动机在运转过程中，磁头?在各缸上止点前70?位置均产生一个脉冲信号。 现代汽车电控发动机检修系列
曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作——确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。 工作原理 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。 曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。 1、磁电感应式： 磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子（正时转子和转速转子）组成，转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式，转速转子为 24
个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号，以及各缸的工作顺序，就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。 2、霍尔效应式： 霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内，与分火头同轴，由封装的霍尔心片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间，霍尔触发器的磁场被叶片旁路，这时不产生霍尔电压，传感器无输出信号；当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，霍尔电压升高，传感器输出电压信号。 3、光电式： 光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内，由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴一起转动，信号盘外圈有 360 条光刻缝隙，产生曲轴转角 1 °的信号；稍靠内有间隔60 °均布的 6 个光孔，产生曲轴转角120 °的信号，其中 1 个光孔较宽，用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上，由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光
曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁
脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 1、磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理 （1）日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后，如图1所示。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。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。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。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°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。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。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。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引
曲轴位置传感器波形分析 上一页 1 2345678下一页 磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形分析 波形检测方法 连接波形测试设备,起动发动机,怠速运转,而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等,获得波形, 典型的磁脉冲式曲轴位置传感器信号波形如图所示。 上一页1 2 345678下一页
对于将发动机转速和凸轮轴位置传感器制成一体的具有两个信号输出端子的曲轴位置传感器可用双通道的波形检测设备同时进行检测其信号波形，其典型信号波形如图所示。 波形分析 1.触发轮上相同的齿形应产生相同型式的连续脉冲，脉冲有一致的形状、幅值(峰 对峰电压)并与曲轴（或凸轮）的转速成正比，输出信号的频率（基于触发的转动速度） 及传感器磁极与触发轮间气隙对传感器信号的幅值影响极大。
2.靠除去传感器触发轮上一个齿或两个相互靠近的的齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号。这会引起输出信号频率的变化，而在齿数减少的情况下，幅值也会变化。 3.各个最大（最小）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。 4.波形的上下波动，不可能在0V电位的上下完美地对称，但大多数传感器的波形相当接近，磁脉冲式曲轴（或凸轮轴）位置传感器的幅值随转速的增加而增加，转速增加，波形高度相对增加。 5.波形的幅值、频率和形状在确定的条件下(如相同转速)应是一致的、可重复的、有规律的和可预测的。也就是说测得波形峰值的幅度应该足够高，两脉冲时间间隔(频率)应一致(除同步脉冲外)，形状一致并可预测。 6.波形的频率应同发动机的转速同步变化，两个脉冲间隔只是在同步脉冲出现时才改变。能使两脉冲间隔时间改变的唯一理由，是触发轮上的齿轮数缺少或特殊齿经过传感器，任何其他改变脉冲间隔时间的波形出现都可能意味着传感器有故障。 7.如果发动机异响和行驶性能故障与波形的异常有关，则说明故障是由该传感器故障造成的。 8.不同类型的传感器的波形峰值电压和形状并不相同。 由于线圈是传感器的核心部分，所以故障往往与温度关系密切，大多数情况是波形峰值变小或变形，同时出现发动机失速、断火或熄火。 通常最常见的传感器故障是根本不产生信号，这说明是传感器的线圈有断路故障。 9.当故障出现在示波器上时，摇动线束可以进一步证明磁脉冲式曲轴位置传感器是不是故障的根本原因。 10.在大多数情况下，如果传感器或电路有故障，波形检测设备上将完全没有信号，所以波形测试设备中间0V电压处是一条直线便是很重要的诊断资料。
曲轴位置传感器的波形,凸轮轴位置传感器的波形在故障诊断中的应用 1 示波器的介绍 示波器是用来对电路中电压或电流的波动情况进行测量的工具，它能实时地反应器件的工作情况。在电路分析中通．是用它来测量输入与输出的波形，并由观察者经过分析研究，得出此电路性能的优良状况或问题所在。 2 汽车故障诊断中传感器波形分析的重要性 随着现代汽车技术的发展，在汽车中使用了大量的传感器，传感器在其工作环境中感受物理量的变化时，并以电流或电压的方式向汽车ECU传送所感觉到的变化，汽￣EZCU 接收到传感器送来的信号后，做出相应的判断，驱动相关设备进行工作，调整汽车的工作状态。 在现代汽车上用的传感器可分为：温度、速度、压力、氧含量、振动及位置传感器，它们产生各种各样的电压或电流信号，用示波器能将这些信号的变化以波形的方式反映出来。当所感知的物理量发生正常或非正常变化时，都能通过波形的变动反应出来，通过与正常波形的比较，就能判断出故障的部位。 这里所说的并不是说示波器能解决汽车维修中所有的问题，只是提供了一个判断故障的方法，一个处理问题的手段，就象医生用的听诊器一样。 3 案例分析 故障现象一辆大众帕萨特1.8T小轿车，出现不易起动的故障现象，每次都要多次点火才有可能起动，最后一次在行驶中死火，就打不起火了，只能拖到4S店维修。 故障诊断到店后也是时而能起动时而不能起动，用1552诊断仪显示故障为曲轴位置传感器损坏。于是更换，再起动，故障现象依旧。于是再换凸轮轴位置传感器，再试，故障现象还在，维修陷入僵局。 故障分析与测试采用双踪示波器同时测量故障车上曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的波形如图1所示，在同类型的正常车上测得的凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器波形如图2所示。
发动机不能启动故障检测教学方案 专业：姓名：填表日期: 年月日学习领域发动机不能启动故障检修授课教师 项目名称曲轴位置传感器检修学时数 2 授课班级授课时间 教学目标一、方法能力目标： 1.扩展相应的信息收集能力 2.使用企业信息资源制定工作计划 3.能独立使用各种媒介完成学习任务 4.工作结果的评价与反思 5.自学能力 二、社会能力目标： 1．团队协作 2．批评能力 3．交流能力 4．组织能力 5.协调能力 三、专业能力目标： 1．能够通过与客户交流、查阅相关维修资料等方式获取车辆信息。2．能够根据故障现象指定正确的维修计划。 3．能够根据维修计划，选择正确的检测诊断设备对曲轴位置传感器检修检查。 4. 能够对汽车进行测试，检查和评估各个系统修复质量。 5. 能够按照环保要求，正确处理对环境和人体有害的物质。 教学方法宏观：引导文教学法、项目教学法、资讯－决策－计划－实施－检查－评估”六步教学法 微观：讲授法、分组教学、案例教学、头脑风暴法、角色扮演法、小组讨论 教学设备桑塔纳2000轿车或桑坦纳 AJR发动机台架，KT600，万用表，多媒体教学设备 教学资源电子教程软件（教学课件、AJR发动机相关视频），维修手册，任务工单，仿真实训软件，网络资源 教学场地和工具整车实训室（理实一体化多媒体教室）通用及专用拆装工具，辅料 教学过程 教学内容（任务）教学资源 及工具 教学活动 指导方法 参考 时间 备注教师行动学生行动 资讯1.接受学生关于 车辆信息的咨询。 2.详细分析引入 1.接受教师分配 的工作任务，聆听 教师关于曲轴位 PPT（视频） 任务工单 维修手册 教师讲授 教师巡视 50min
曲轴位置传感器 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。 曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 曲轴位置传感器的结构原理 曲轴位置传感器即曲轴位置和转角传感器，它是电喷发动机的重要 传感器之一，主要用于检测发动机曲轴转角和活塞上止点位置，以便 于发动机控制装置发出点火及喷油指令，提供最佳的点火时刻及最合 理的燃油供给,从而提高车辆的经济性及排放的环保性。除此之外，曲 轴位置传感器还承担着发动机转速的信号检测功能。根据传感器产生 信号的原理不同，曲轴位置传感器类型大致可分为磁脉冲式、霍尔式 及光电式三种类型。 一、磁脉冲式曲轴位置传感器 传感器的结构及工作原理 磁脉冲式曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮之后或分电 器中，其主要构成部件有信号转子和信号发生器两大部分，如图1 所示。信号转子或与曲轴皮带轮一起安装于曲轴上，与曲轴同步运转； 或安装于分电器的转子轴上，与转子轴同步运转。信号转子的外缘沿
圆周方向开有若干个齿，每齿之间的间隔角度均相同（车型不同齿数也不尽相同）。信号发生器装于信号转子的边缘，由永久磁铁和线圈构成对于安装在分电器内的磁脉冲式曲轴位置传感器而言，往往包含上下两个信号转子，它们分别产生曲轴位置信号（及活塞上止点位置信号）和曲轴转角信号（即曲轴转速信号），如图2所示。[1] 其工作原理3所示，当发动机运转时，信号转子便随发动机的转动而转动，信号转子上的轮齿与齿隙便相继通过信号发生器的永久磁铁部分，当轮齿通过时，缠绕于磁铁上的感应线圈中，即感应出电动势；齿隙通过时，该电动势由于磁通量的减小而减弱。于是随发动机的转动感应线圈中就产生交变的电动势，经过信号发生器集成电路滤波及整形后，变为脉冲电压信号输送至电子控制装置，用以计算发动机转速、确认活塞上止点位置，进而控制发动机的点火及喷油时刻。传感器 的检测 1. 查阻值：拔下传感器插头，用万用表检测传感器线圈阻值，一般情况下传感器线圈阻值在1KΩ左右（不同车型阻值不尽相同），否 则为传感器故障。 2. 查传感器：将传感器插头接好，点火开 关置于“ON”位，利用探针检测信号线电压，用手转动信号子时，万用表上应有交变电压信号出现，否则为传感器故障。 3. 查间隙：传感器与信号转子的间隙约为0.3～0.5mm，且信号转子的轮齿应无缺损或铁粉粘附。
浅谈曲轴位置传感器故障分析及诊断 摘要：本文简明介绍别克轿车发动机曲轴位置传感器的结构，重点阐述该车曲轴位置传感器（7X）的故障诊断，以及曲轴位置传感器（24X）的故障诊断，并通过列举维修工作中的实例对由曲轴位置传感器损坏而造成的发动机系统故障进行分析。 关键词：曲轴位置传感器启动困难分析诊断 前言 曲轴位置传感器是汽车发动机电控系统的重要传感器之一，在汽车发动机上的主要作用是为点火控制模块提供参考信号，精确控制发动机点火正时。曲轴位置传感器工作的好坏，将直接影响发动机的启动性能，是导致汽油发动机不能正常发动的原因之一，只有准确判断、检测曲轴位置传感器的故障，才能尽快排除发动机系统故障。因此，在故障维修诊断时，首先要详细了解它的基本结构及工作原理，已达到正确、快捷地排除故障。 一、别克轿车发动机曲轴位置传感器简介 上海别克轿车发动机装有两个霍尔式曲轴位置传感器，
分别为曲轴位置传感器（7X）和曲轴位置传感器（24X）。（7X）曲轴位置传感器安装在发动机机体右下部，为点火控制模块提供参考信号；（24X）曲轴位置传感器安装在发动机正时罩的前部、谐振平衡器后部，用来拾取曲轴转子的脉冲信号，并传递到动力系统控制模块，使发动机低速运转（发动机转速低于1600r/min时，精确控制发动机点火正时）。 （一）曲轴位置传感器（7X）的故障诊断 1.结构特点及控制电路 曲轴位置传感器（7X）为双导线型传感器，一根为其信号线（黄色）；另一根为其搭铁线（紫色）。7X曲轴位置传感器是另外一个更靠近曲轴的霍尔效应开关。间断环是铸在曲轴上
的一个特殊轮上，有7个加工的切槽，其中6个槽以60°均布，第7个槽距离前一个槽为10°，其结构如图1所示。 当间断环与曲轴一起旋转时，切槽改变磁场导致7X霍尔效应开关接地，由点火控制模块提供3X信号电压（3X参考 信号电压是发动机运转且曲轴位置传感器的同步脉冲被接收时，点火控制模块将7X曲轴位置传感器脉冲除以2得到3X 参考信号）。点火控制模块用7X开、关信号作为曲轴位置的指示，点火控制模块必须使用7X信号正确地控制点火线圈，其控制电路如图2所示。
维修技巧ＳｅｒｖｉｃｅＴｅｃｈｎｉｃ 李明诚 ｌ本刊专家委员会委员Ｉ１９６４年大学本科毕业，长期从事汽车拖拉机教学、研究和新技术推广工作，１９９６年获得行业“全国优秀科普工作者”称号。曲轴位置传感器的特性及检修技巧文／上海李明诚面对电喷发动机无法启动的故障，有的汽修人 员常常束手无策，盲目换件之后仍然无济于事。事 实上，很多情况是由于曲轴位置传感器（又称为发 动机转速传感器）损坏引起的。 曲轴位置传感器安装在曲轴前端、凸轮轴 前端、分电器内或飞轮上，用于检测活塞上止点 和曲轴的转角。曲轴位置和转速信号既发送给发 动机电控单元，又发送给转速表。曲轴位置传感 器损坏后，发动机既不会点火，也不会喷油。因 此，曲轴位置传感器是发动机电子控制系统的最 主要的传感器。 １．电磁互转换，工作原理须明白 按照工作原理的不同，曲轴位置传感器划分 为磁脉冲式、翟尔式和光电式等三大类。臼产公 爵王、伏尔加、本田雅阁、日产蓝乌、北京切诺 基、三菱太空以及丰田（Ｋ、５Ｒ、１２Ｒ）等系列汽 车采用磁脉冲式曲轴位置传感器，大众车系（桑塔 纳、捷达、奥迪、红旗等）大多采用霍尔式曲轴位 置传感器，而日产公司有的车型采用光电式曲轴 位置传感器。 磁脉冲式曲轴位置传感器又称为可变磁阻式 传感器，它是基于变化的磁场与电流之间相互感 应这一电学原理而工作的。这种传感器带有磁铁 和感应线圈（称为“传感头”），与安装在转动部 位（如曲轴、飞轮）的铁磁质信号发生盘（俗称“转 子”）配合工作。当带齿的信号发生盘转动时。转 子与传感头之间的磁场产生变化，于是在传感头 的线圈内感应出交流电压。如果信号发生盘的转 速发生变化，传感头输出的信号电压和频率也随 之变化。这就是磁脉；中式曲轴位置传感器的基本 工作原理。 车载自诊断（ＯＢＤ—ＩＩ）系统通过曲轴位置传感 器监测曲轴转速和转角的变化，如果出现较大的转 速波动，则判定汽缸出现了燃烧不正常（俗称“缺 缸”）现象。或者曲轴转速信号不能触发电子点火 器【或ＥＣＵ）Ｔ作，将导致没有点火指令，此时发动 机不能启动。 ２．气隙有要求，安装位置应准确 首先，曲轴位置传感器的脉冲信号发生盘的安 装位置不能弄反．必须靠近传感头。否则。传感头 感知不到曲轴位置的变化，甚至发出错误的信号， ４４ＭＯＩＤＲ—ＣＨＩＮＡ?Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ使得发动机ＥＣＵ据此确定的点火指令和喷油指令也是错误的，进而导致发动机无法正常运转。 其次．磁脉冲式曲轴位置传感器信号发生盘的齿顶与传感头之间的气隙必须符合要求，否则难以感知磁力线的变化，将造成输出信号减弱或者无信号输出。 有的车型曲轴位置传感器的传感头固定在油底壳上，而信号发生盘安装在曲轴上。汽缸体与油底壳之间没有密封垫圈（依靠密封胶）。有时为防漏油，在汽缸体与油底壳之间加装密封垫圈，可致使曲轴位置传感器气隙达到３ｍｍ（标准为０．８—１．２ｍｍ）。曲轴位置传感器的传感头与信号发生盘的气隙过大，转速增加时，会出现曲轴位置信号不准或者丢失，导致发动机加速不良甚至无法启动等不良后果。 对于需要调整气隙的磁脉冲式曲轴位置传感器。可以采用类似分电器触点间隙的调整方法进行。 请注意：装配位于飞轮上的曲轴位置传感器，应当在组装完大飞轮和变矩器以后，再安装曲轴位置传感器，而且要紧固可靠，不允许随意增加垫片。如果拧得不紧或乱加垫片，都会使曲轴位置传感器与飞轮的间隙超过规定值．从而导致曲轴转速及位置信号失常。 ３．磁性会消退，粘贴磁铁能应急 一辆海南马自达旅行车。装备ＪＭ４９１Ｑ—Ｅ２．２Ｌ单点电喷发动机，累计行驶２３万ｋｍ，在一家快修店更换自动变速器油后不能启动，而且没有着车的征兆。开始以为是没有高压火花或者不喷油造成的，怀疑曲轴位置传感器的信号不正常。检查曲轴位置传感器的外观，没有发现损伤。进行火花塞跳火试验，只在启动时跳了１次火。拆开曲轴位置传感器的插接器。测量其线圈的电阻为１．２８ｋＱ，正常。更换蓄电池，使用不到１周时间，故障又重现。借来一个原厂曲轴位置传感器，替换后试车．能够顺利启动。于是确定故障原因是曲轴位置传感器的磁场变弱。找来环氧树脂胶。将一小块磁铁可靠地粘贴在曲轴位置传感器的后面，装复后。发动机启动正常。分析原因，是由于曲轴位置传感器在长期使用过程中，磁性逐渐消退的缘故。 凡是磁脉；中式曲轴位置传感器，其内部都有磁 体．该磁体在高温作用下（或撞击后），磁性会逐渐万方数据