曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器4课件.ppt

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1、3.2曲轴位置传感器与曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴位凸轮轴位置传感器置传感器曲轴位置传感器用来检测发动机转速、曲轴位置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（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。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

2、刻，转速信号用来计算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。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，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（如以此确定某缸（如1缸）活塞上止点位置，是控制喷缸）活塞上止点位置，是控制喷油和点火时刻的重要信号。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凸轮轴位置传感器在曲轴旋转至某一特定的位置（如（如1缸上止点或上止点前某一确定的角度）时，向缸上止点或上止点前某一确定的角度）时，向ECU输

3、入一个配气凸轮轴的位置信号，判别此时开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，以便程，以便ECU识别识别1缸活塞压缩上止点，从而进行顺缸活塞压缩上止点，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。将到达上止点，所以又称其为判缸传感器。在相当

4、一部分汽车上，曲轴位置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，与凸轮轴位置传感器是制作在一体的，统称为曲轴统称为曲轴/凸轮轴位置传感器。凸轮轴位置传感器。安装于分电器内的丰田安装于分电器内的丰田TCCS系统系统磁感应式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器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磁感应式传感器的结构与工作原理Flash13sp12传传感感线线圈中的磁通和圈中的磁通和电动势电动势E波波形形a）低速时输出波形）低速时输出波形b）高速时）高速时输出波形输出波形磁感应式传感器的基本结构与工作原理示意图磁感应式传感器的基本结构与

5、工作原理示意图a）凸齿接近磁头）凸齿接近磁头b）凸齿正对磁头）凸齿正对磁头c）凸齿离开磁头）凸齿离开磁头1信号转子信号转子2传感线圈传感线圈3永久磁铁永久磁铁4磁轭磁轭结构情况结构情况信信号号转转子子为为齿齿盘盘式式，在在其其圆圆周周上上间间隔隔均均匀匀地地制制作作有有58个凸齿、个凸齿、57个小齿缺和个小齿缺和1个大齿缺。个大齿缺。大大齿齿缺缺输输出出基基准准信信号号，对对应应于于发发动动机机一一缸缸或或四四缸缸压压缩缩上上止止点点前前一一定定角角度度。大大齿齿缺缺所所占占的的弧弧度度相相当当于于2个个凸凸齿和齿和3个小齿缺所占的弧度。个小齿缺所占的弧度。工工作作情情况况flash输出信号输

6、出信号桑塔纳桑塔纳2000GSiAJR发动机磁发动机磁感应式曲轴位置传感器的检修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），线插头（灰色），检测传感器插座端子检测传感器插座端子2与与3间信间信号线圈电阻应为号线圈电阻应为4501000，端子，端子2或或3与屏蔽线端与屏蔽线端子子1之间电阻应为无穷大。之间电阻应为无穷大。测量信号电压：测量信号电压：2和和3间应有交流电压信号，信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。号电压或频率随发动机转速的增大而增大。查看查看08功能读测量数据块功能读测量

7、数据块03显示组，可显示发显示组，可显示发动机转速。动机转速。Readmeasuringvalueblock31234发动机转速发动机转速丰田磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器丰田磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器1-G1感应线圈感应线圈2-N0.2正时转子正时转子3-N0.1正时转子正时转子4-G2感应线圈感应线圈5-Ne感应线圈感应线圈制作成一体，都安装在分电器内。制作成一体，都安装在分电器内。上部分为上部分为G信号发生器，下部分为信号发生器，下部分为Ne信号发生器信号发生器Ne信号发生器结构与信号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，该信号信号是检测曲轴转角及发动机转速的

8、信号，该信号由固定在下半部具有等间隔由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的转子（个轮齿的转子（N0.2正正时转子）及固定于其对面的感应线圈产生。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。信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置。G信号是由位于信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮（发生器上方的凸缘转轮（No.1正时转子）及其对面对称的正时转子）及其对面对称的两个感应线圈（两个感应线圈（G1感应线圈和感应线圈和G2感应线圈）产生的。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、第一缸压线圈产生的信号分别对应

9、于发动机第六缸、第一缸压缩上止点前缩上止点前10。Ne-G信号与曲轴转角的关系信号与曲轴转角的关系当当ECU接收到接收到G1、G2信号发生器输入的正向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，再根据处于压缩行程，再根据Ne信号发生器产生的曲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。喷油提前角控制在计算确定的角度值。由于由于G1、G2信号发生信号发生器设置位置的关系，当器设置位置的关系，当产生产生G1、G2信号时，信号时，实际上是实际上

10、是G转子凸缘前转子凸缘前端接近并与线圈端接近并与线圈G1、G2的磁头对齐时刻的磁头对齐时刻（此时磁通量最大、信（此时磁通量最大、信号电压为零）的位置，号电压为零）的位置，即此时活塞并不是正好即此时活塞并不是正好达到上止点，而是在上达到上止点，而是在上止点前止点前10的位置。的位置。电阻的检查电阻的检查点火开关点火开关OFF，拔下导线连接器，测量各端子间的，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。电阻值。如电阻值符合要求，必须更换传感器。端子端子条件条件电阻值（电阻值（）G1-G-冷态冷态125-200热态热态160-235G2-G-冷态冷态125-200热态热态

11、160-235Ne-G-冷态冷态155-250热态热态190-290输出信号的检查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机转动时，用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上传感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否端子间是否有脉冲电压信号输出。有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位如没有脉冲电压信号输出，则须更换曲轴位置传感器。置传感器。感应线圈与正时转子的间隙检查感应线圈与正时转子的间隙检查故障波形故障波形a）异物）异物b）安装不当）安装不当3.2.3霍尔式曲轴位置传感器与霍尔式

12、曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器基基本本结结构构当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成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。电路与永久磁铁间转动。工作原理工作原理Flash23 sp2桑塔纳桑塔纳2000GLi、2000GSi霍尔式凸轮轴位置传感器霍尔式凸轮轴位置传感器在在桑桑塔塔纳纳2000GLi型型轿轿车车的的电电控控系系统统中中没没有有装装配配曲曲轴轴位位置置传传感感器器，只只在在分分电电器器内内安安装装有有霍霍尔尔式凸轮轴位置传感器。式凸轮轴位置传感器。在在桑桑塔塔纳纳2000GSiAJR发发动动机机的的电电控控系系统统中中，既既在

13、在气气缸缸体体的的左左侧侧靠靠近近飞飞轮轮处处装装配配有有磁磁感感应应式式曲曲轴轴位位置置传传感感器器，又又在在气气缸缸盖盖前前端端凸凸轮轮轴轴的的链链轮之后装配有霍尔式凸轮轴位置传感器。轮之后装配有霍尔式凸轮轴位置传感器。桑塔纳桑塔纳2000GLiAFE发动机发动机霍尔凸轮轴位置传感器霍尔凸轮轴位置传感器1-信号转子信号转子2-霍尔元件霍尔元件3-密封圈密封圈4-防尘罩防尘罩5-分火头分火头6-分电器盖分电器盖桑塔纳桑塔纳2000GSiAJR发动机发动机霍尔凸轮轴位置传感器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由霍尔信号发生器和信号转子组成，安装在进气凸轮轴

14、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。霍尔集成电路、永久磁铁、导磁钢片等组成。1-凸轮轴同步带轮凸轮轴同步带轮2-信号转子信号转子3-霍尔信号发生器霍尔信号发生器 端子端子1为电源正极端子为电源正极端子端子端子2为信号输出端子为信号输出端子端子端子3为电源负极端子为电源负极端子工作情况工作情况当隔板（叶片）进入气隙（即在气隙内）时，霍尔元当隔板（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（件不产生电压，传感器输出高电平（5V）信号；）信号；当隔板（叶片）离开气

15、隙（即窗口进入气隙）时，霍当隔板（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（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号对应于1缸上止点前一定角度（缸上止点前一定角度（72曲轴转角曲轴转角）。桑塔纳桑塔纳2000霍尔凸轮轴位置传感器的检修霍尔凸轮轴位置传感器的检修检测传感器电源电压检测传感器电源电压：断开点火开关，拔下：断开点火开关，拔下霍尔传感器播座上的线束

16、插头，将万用表的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正、负表笔分别连接头端子1与与3，测得电压，测得电压标准值应当高于标准值应当高于4.5V。如电压为零，说明线束断路、短路或控制单如电压为零，说明线束断路、短路或控制单元元ECU有故障。有故障。V V检测线束导线有无断路故障检测线束导线有无断路故障：两只表笔分别连接传感器插：两只表笔分别连接传感器插头端子头端子1与控制单元插头端子与控制单元插头端子62、传感器插头端子、传感器插头端子2与控制与控制单元插头端子单元插头端子76、传感器插头端子、传感器插头端子3与控制单元插头端子与控制单元插头端子67，测得各导线的电阻值应

17、不大于，测得各导线的电阻值应不大于1.5。如阻值过大或为无穷大，说明线束与端子接触不良或导线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。断路，应更换线束。检测线束导线有无短路故障检测线束导线有无短路故障：一只表笔连接传感器插头端：一只表笔连接传感器插头端子子1（或控制单元插头端子（或控制单元插头端子62），另一只表笔分别连接传），另一只表笔分别连接传感器插头端子感器插头端子2和和3（或连接控制单元插头端子（或连接控制单元插头端子76和和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。线短路，

18、应更换。检测传感器的工作情况。检测传感器的工作情况。用发光二极管从传感用发光二极管从传感器插头背面连接端子器插头背面连接端子2和和3，起动发动机几秒钟，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。灯不闪亮，则进行电源电压及线束检测。V V霍尔式传感器波形霍尔式传感器波形检查脉冲幅值、频率和检查脉冲幅值、频率和形状的一致性；频率随形状的一致性；频率随转速变化而变化。转速变化而变化。桑塔纳桑塔纳2000霍尔凸轮轴位置传感器的双通道示波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曲轴转角信号如何被用来

19、计算具体的点火时刻？计算具体的点火时刻？转速信号用来计算和读取转速信号用来计算和读取基本点火提前角？基本点火提前角？博导博导V1.8-发动机疑难故障设置实训系统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。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。火提前角会有所不同。在有些微机控制

20、电子点火系统中，把在有些微机控制电子点火系统中，把G信号后的第一个信号后的第一个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位于活塞压缩行程上止点前10，那么该发动机点火系，那么该发动机点火系统初始点火提前角就是统初始点火提前角就是10。也有一些发动机把压缩上。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。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根据发动机的转速和负

21、荷通过查找和计算确定的点火提前角。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，温度、或不在正常的转速与负荷范围内时，由由ECU中根据发动机转速信号和负荷信号以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。进行修正的点火提前角。对于把对于把G信号后的第一个信号后的第一个Ne信号过零信号过零点作为点火基准点的的点火系统，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实际最佳点火提前角可用公式表示为：为：实际最佳点

22、火提前角实际最佳点火提前角=初始点火提前初始点火提前角角+基本点火提前角基本点火提前角+点火提前角修点火提前角修正值正值对于把压缩上止点作为点火提前角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：点火提前角的计算公式变为：实际最佳点火提前角实际最佳点火提前角=基本点火提前基本点火提前角角+点火提前角修正值点火提前角修正值案例分析案例分析一辆车型为一辆车型为2021E6Y的切诺基，发动机间歇的切诺基，发动机间歇性无法启动。性无法启动。故障诊断与排除故障诊断与排除接车后，经过一段时间接车后，经过一段时间对故障现象的观察，发现发动

23、机连续启动对故障现象的观察，发现发动机连续启动四五次就会有一次不能启动，约四五次就会有一次不能启动，约15min后才后才能启动。故障不出现时，启动发动机很顺能启动。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，启动利。该车蓄电池不亏电，马达正常，启动后发动机转速也正常。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，工用示波器检查曲轴和凸轮轴传感器信号，工作正常。作正常。重点观察两个信号的同步情况。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。，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。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。重新调整分电器的位置后试车，故障排除。