《曲轴(凸轮轴)位置传感器电路检修》教学设计.

《曲轴（凸轮轴）位置传感器电路检修》学习手册知识要求3．3．1作用控制发动机运行需要知道发动机转速信号和活塞运行位置信号，这就要求安装曲轴位置传感器（又称发动机转速传感器、曲轴转角传感器等），它是发动机控制的主控参数，具体作用是：（1）检测发动机转速， PCM据此计算进气量，确定喷油量和点火提前角。

进气流量一定时，发动机转速增高，进气量减小，喷油减小，点火提前角增大。

（2）检测发动机基准缸（一缸）的基准位置（活塞压缩上止点或压缩上止点前、后一固定角度），在此基础上进一步确定活塞的任一位置。

（3）检测曲轴转过的角度，PCM判定活塞运行的任一位置，确定点火时刻和喷油时刻。

（4）除控制喷油和点火之外，还用于怠速控制、废气再循环控制、燃油蒸发控制等。

要检测发动机转速信号和活塞位置信号，曲轴位置传感器可以安装在曲轴（曲轴的前端、中部、后端）、凸轮轴、分电器轴上。

如果曲轴位置传感器安装在曲轴上，当传感器产生活塞基准位置信号时，发动机PCM不能判定活塞是处于压缩上止点还是排气上止点，此时需要有一个判缸信号，要求安装凸轮轴位置传感器（又称判缸传感器），它安装在凸轮轴或分电器轴上。

凸轮轴位置传感器的类型、结构、工作原理与曲轴位置传感器相同，不再另行说明，下面重点学习曲轴位置传感器。

3．3．2类型曲轴位置传感器按结构和工作原理不同分为电磁感应式、霍尔式、光电式、磁控电阻式等，现在应用比较广泛的是电磁感应式、霍尔式和光电式。

按传感器功能不同分为综合式和独立式，综合式即检测转速信号和活塞位置信号共用一个元件和电路，有一个信号输出端；独立式即检测转速信号和活塞位置信号分别采用不同元件和电路，有两个独立的信号输出端。

其中独立式又按安装方式不同分为组合安装式和独立安装式，组合安装式即将检测转速信号和活塞位置信号的传感器组合安装在一起；独立安装式即将检测转速信号和活塞位置信号的传感器分开独立安装在不同位置。

3．3．3电磁感应式曲轴位置传感器1．电磁感应式曲轴位置传感器的结构电磁感应式曲轴位置传感器的基本结构如图3-3-1所示，由传感器体和信号盘组成，传感器体由永久磁铁、铁心、电磁线圈等组成。

电控发动机电子教案（凸轮轴位置、曲轴位置传感器）课程名称电控电控发动机电子教案(凸轮轴位置、曲轴位置传感器) 课程名称电控发动机课时 4凸轮轴位置、曲轴位置课题教学方式学生合作实训+老师现场讲授传感器教学目标 1、掌握凸轮轴位置传感器的构造、工作原理与检修方法2、掌握曲轴位置传感器的构造、工作原理与检修方法。

重、难点 1.教学重点:凸轮轴位置、曲轴位置传感器工作原理和检修2.教学难点:凸轮轴位置、曲轴位置传感器工作原理教1、凸轮轴位置、曲轴位置传感器的结构及类型学2、凸轮轴位置、曲轴位置传感器工作原理内3、凸轮轴位置、曲轴位置传感器的检修容开始复习汽油机电控发动机有分电器点火系统的结构、组成、控制原理教学导入传感器系统过程多媒体讲授凸轮轴位置、曲轴位置传感器的结构及类型;凸轮轴位置、曲轴位置传感器工作原理;凸轮轴位置、曲轴位置传感器的检修小结结束讨讨论题:凸轮轴、曲轴位置传感器出现故障后会产生哪些故障现象, 论练习题:如何使用检修仪器设备诊断凸轮轴、曲轴位置传感器的信号, 练习作作业题:说明凸轮轴、曲轴位置传感器检修方法业本次课主要介绍了凸轮轴位置、曲轴位置传感器的结构及类型、工作原理;凸轮轴位置、曲轴位小置、判缸信号;凸轮轴位置、曲轴位置传感器的检修结凸轮轴/曲轴位置传感器CPS一、功用:凸轮轴位置传感器CMPS(=Camshaft Position Sensor):又称为上止点传感器、霍尔传感器等。

用于给ECU提供曲轴转角基准位置(第一缸压缩上止点)信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。

曲轴位置传感器CKPS(=Crankshaft Position Sensor ):又称转速传感器，检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。

二、安装位置:曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。

两传感器有安装在一起的，也有分开安装的三、分类:电磁式、霍尔式和光电式。

曲轴与凸轮轴位置传感器检修任务一曲轴位置传感器检修任务目标1.曲轴位置传感器的检测2.曲轴位置传感器的维修学习目标1.了解汽车曲轴位置传感器的检测2.掌握曲轴位置传感器的维修1. 曲轴位置传感器的作用在电控汽油喷射系统中，相对于发动机每一个工作循环吸入的空气量，都可以得到发动机控制模块控制的符合最佳空燃比的燃油量，而空气流量传感器检测的是单位时间的空气流量，为确定上述每次循环符合最佳空燃比的喷油量，应求得每个工作循环吸入的空气量，即在已知单位时间空气流量的基础上，应监测发动机转速。

另外，当采用顺序喷射和分组喷射，为了有效地提高发动机的性能，需选取特定的喷油时刻和点火时刻，而这些时刻都是相对曲轴转角位置而言的。

故在发动机电子控制系统中设有发动机转速和曲轴位置传感器。

曲轴位置传感器实物图曲轴位置传感器（crankshaft Position Sensor ,CPS)又称发动机转速与曲轴转角传感器，是发动机控制系统中最主要的传感器之一，如图4-1所示。

其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，井输人电子控制单(ECU)，以便确定点火时刻和喷油时刻。

2.曲轴位置传感器的分类根据检测并输人到发动机微机控制装置的信号类型，曲轴位置传感器包括活塞上止点检出型和曲轴转角检出型两种。

根据信号形成的原理分类，曲轴位置传感器又可分为电磁式、光电式和霍尔效应式三大类，其中磁感应式曲轴位置传感器产生的模拟信号，如图4-2所示；霍尔式曲轴位置传感器、光电式曲轴位置传感器产生的是数字信号，霍尔式曲轴位置传感器的信号波形。

就其安装部位而言，有在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上和分电器内的、车辆不同，所采用的结构形式也不完全一样。

磁感应式曲轴位置传感器的信号波形霍尔式曲轴位置传感器信号波形电磁式曲轴位置传感器:（1）结构电磁式曲轴位置传感器的核心元件是一个电磁线圈，该线圈缠绕在一个永久性磁铁上，它被螺栓固定在传感器安装支架上。

绕组的两端与电器引线相连。

中职汽修专业知识体系中，电气设备和电子控制部分的知识抽象难懂，是中职学生学习的难点。

在理论教学和实训中借助信息化技术可以优化教学过程，提高课程效率。

本文以曲轴位置传感器的检修课程为例，借助简单实用的信息化技术，解决传统课堂中的教学弊端，突破教学难点，使学生能够更深刻地掌握专业知识和技能。

1　教学分析依据人力资源和社会保障部颁布的《汽车维修专业一体化课程规范》，本次课的子任务选自一体化教材《汽车发动机维修》，该课程是中职汽修专业的一门专业核心课程，共有6个代表性工作任务。

曲轴位置传感器的检修是其中第二个代表性工作任务（发动机故障灯亮的拆检）中的一个子任务。

曲轴位置传感器是发动机集中控制系统中最主要的传感器，它是控制点火时间（点火提前角）、喷油时间（喷油提前角）、确认曲轴位置必不可少的信号源。

同时也是汽车维修企业修理作业中典型的工作任务，可操作性强，内容独立完整，故障现象明显，难度适中。

有利于学生掌握规范的检修流程，培养学生专业曲轴位置传感器检修的教学设计案例河北省玉田县职业技术教育中心　张金位的知识体系，拓宽学习视野。

有的任务可采用组内评价，通过任务操作规范化流程进行打分评价，将评价数字化、可视化，从而能够直接反映学习过程中的问题。

（3）自我评价。

自我评价体现在每一个活动中，结合学生在活动中的表现进行自我评价，总结解决问题的方法，发现自身存在的不足，有利于自我能力的提升。

4.4　融合课程思政，“三全育人”贯穿教学全过程结合汽车专业特点和专业能力素质要求，在教学过程中将技术技能培养和思想政治教育进行融合，推进全员、全过程、全方位的“三全育人”模式，塑造优秀企业维修人员形象。

如在学习过程中，强调操作流程的严谨性，学生判断的维修结果都是有据可依，并不是主观判断，充分培养对客户负责任的态度，培养精益求精的工匠精神；如在活动结束后强调废弃油液的标准化处理，融合“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰”绿色文明思想；如小组作业中汉族、藏族学生互帮互扶，相伴求学路，为西藏的建设贡献一份力；如在课堂教学中融合学校优秀毕业生的榜样力量，这是对学生最好的引导，是激励学生努力学习的最佳动力。

教学步骤当发光二极管旳光束照射到光敏二极管上时，光敏二极管感光而导通；当发光二极管旳光束被遮挡时，光敏二极管截止。

信号发生器输出旳脉冲电压信号送至电子电路放大整形后，即向电控单元输送曲轴转角1°信号和120°信号。

因信号发生器安装位置旳关系，120°信号在活塞上止点前70°输出。

发动机曲轴每转2 圈，分电器轴转1 圈，则1°信号发生器输出 360 个脉冲，每个脉冲周期高电位对应1°，低电位亦对应1°，共表征曲轴转角720°。

与此同步，120°信号发生器共产生 6 个脉冲信号。

（一）发动机转速与曲轴位置传感器旳检修（1）电磁式曲轴位置传感器旳检修实例以皇冠 3.0 轿车 2JZ-GE 型发动机电子控制系统中使用旳电磁式（磁脉冲式）曲轴位置传感器为例阐明其检测措施，曲轴位置传感器电路如5-16 所示。

图 5-16 曲轴位置传感器电路1．曲轴位置传感器旳电阻检查点火开关 OFF，拔开曲轴位置传感器旳导线连接器，用万用表旳电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间旳电阻值见表5-1 所示。

如电阻值不在规定旳范围内，必须更换曲轴位置传感器。

表 5-1 曲轴位置传感器旳电阻值２.电磁式曲轴位置传感器输出信号旳检测拔下电磁式曲轴位置传感器旳导线连接器，当发动机转动时用示波器检查曲轴位置传感器上 G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子，应有脉冲信号输出。

如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位置传感器。

也可以用交流电压表旳2V 挡测量其输出电压，起动时应高于 0.1V,运转时应为 0.4-0.8V。

假如在传感器上能检测到电压信号，而在 ECU 连接器上检测不到信号，则应检查传感器至 ECU 之间旳导线及插头。

３．电磁式曲轴位置传感器感应线圈与信号转子旳间隙检查如图 5-17 所示，用厚薄规测量信号转子与传感器线圈凸出部分旳空气隙。

皇冠 2JZ-GE型发动机其间隙应为0.2－0.4mm。

《汽车发动机管理系统故障诊断与维修》课程教案序号教学内容时间(min)教学方法2.5.4发动机转速与曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器(CMPS)给ECU提供曲轴转角基准位置(第一缸压缩上止点)信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控制信号。

曲轴位置位置传感器(CKPS)，用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控制制信号。

空气流量计只能检测单位时间内的进气量，ECU必须根据发动机转速确定每循环进气量，以便实现对循环喷油量的精确控制。

同时，ECIJ根据曲轴转角基准位置和曲轴转角才能确定各缸工作位置，以控制最佳的喷油时刻和最佳的点火提前角。

安装位置：凸轮轴/曲轴位置传感器可分为电磁感应式、霍尔式和光电式三种类型。

1 电磁感应式曲轴位置传感器主要由磁感应式传感器和信号转子组成。

工作原理：当信号转子旋转时，磁路中的气隙周期性的发生变化，磁通量随之发生周期性的变化，线圈中就会感应产生交变电动势。

(a)接近(b)对正(C)离开图4-2磁感应式传感器工作原理1-信号转子；2-传感线圈；3-永久磁铁；4-磁轭当信号转子按顺时针方向旋转时，转子凸齿与磁头间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量Φ多，磁通变化率增大，感应电动势E为正，如图4-3中曲线abc所示。

当转子凸齿接近磁头边缘时，磁通量Φ急剧增多，磁通变化率最大，感应电动势E最高，如b点所示。

当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时，磁通量Φ最大，但磁通变化率为零，E为零，如c点所示。

当转子沿顺时针方向继续旋转，凸齿离开磁头时，磁通量Φ减少，所以感应电动势E为负值，如cda所示。

信号转子每转过一个凸齿，传感线圈中就会产生一个周期的交变电动势，传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。

磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源，永久磁铁起着将机械能变换为电能的作用，其磁能不会损失。

转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。

《汽车发动机电控系统的诊断与修复》课程单元教学设计一、教案头
二、教学设计
1．课前准备工作：分组；发学生任务书；考勤
2．学习新内容（任务驱动法）
（1）任务布置(台架故障演示、PPT讲授)
教师在发动机电控实验台架上演示曲轴、凸轮轴位置传感器故障，并通过PPT布置任务、确定目标。

（2）资讯
学生以小组的形式查询维修手册，理论学习，了解曲轴、凸轮轴位置传感器的分类及工作原理，读懂相关电路图。

在这一阶段教师应对学生提问进行辅导、讲解必要知识，并提供多媒体课件、维修手册等资料。

（3）决策、计划
每一小组制定曲轴、凸轮轴位置传感器检测步骤及故障排除方法，教师对方案进行点评。

（4）任务实施
每一小组实施曲轴、凸轮轴位置传感器的检测与排故，教师进行现场示范与指导。

（5）检测、评估
仪器使用是否正确、传感器检测是否完整、故障是否排除等，教师对每一组学生进行点评，指出不足。

附件1：学生工作任务书
图1 图2 图3
、图3为桑塔纳AJR发动机凸轮轴位置传感器，1、2、号端子分别为什么端子？。