1、活塞连杆组故障诊断与修复 任务要求 完成本学习任务后，你应该能：1知道曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的安装位置、种类、原理和结构；2能够判断曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及相关线路是否正常工作；3分析曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器损坏导致故障的现象。建议学时 任务描述 一辆丰田卡罗拉轿车，行驶了6万km，驶过强烈颠簸路面后熄火。再次起动，起动机运转正常却无法着车，仪表板上的发动机故障灯点亮。经维修人员提取故障图131曲轴位置传感器安装位置码，检测出与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器相关的故障码，需对曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及电路进行检测，确定故障部位，并维修或更换。曲轴位置传感器
2、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。丰田卡罗拉发动机曲轴位置传感器安装在曲轴皮带轮附近，位置如图13-1所示。一、理论知识准备图13-1 曲轴位置传感器安装位置 1曲轴位置传感器的作用 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确定基本点火时刻和喷油时刻。2曲轴位置传感器的类型 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。它通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。1）磁电感应式 磁电感应式曲轴位置传感器（丰田又称NE 传感器
3、，如图13-2所示），由曲轴位置传感器齿板和感应线圈组成。传感器齿板有34 个齿，被安装在曲轴上。磁电感应式传感器曲轴位置传感器的工作原理如图13-3所示。感应线圈由缠绕的铜线、铁芯和磁铁构成。传感器齿板旋转，每个齿通过感应线圈时，产生脉冲信号。发动机每转动一转，感应线圈就产生34 个信号。根据这些信号，ECM 计算曲轴位置以及发动机的转速。利用这些计算值，燃油喷射时间和点火正时得到控制。一、理论知识准备 2曲轴位置传感器的类型一、理论知识准备图13-2 磁电感应式曲轴位置传感器 2曲轴位置传感器的类型一、理论知识准备图13-3 脉冲信号的产生 2曲轴位置传感器的类型2）霍尔效应式 霍尔式曲轴
4、位置传感器是根据霍尔效应制成。利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔效应式传感器，简称霍尔传感器。霍尔效应的原理如图13-4 所示。在电流通过霍尔元件的同时，如果垂直施加磁场，霍尔元件就会产生垂直于此电流和磁场的电压差，此电压差所产生的电压和磁通量密度成正比地变化（即霍尔电压），这就是霍尔效应。霍尔式曲轴位置传感器就是利用这个原理，将曲轴的变化转变成脉冲式的霍尔电压信号提供给ECU。一、理论知识准备 2曲轴位置传感器的类型2）霍尔效应式 一、理论知识准备图13-4 霍尔式传感器 2曲轴位置传感器的类型3）光电式 光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内，如图13-5所示。由信号发生器和带光孔的信号盘组成
5、。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敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，由于信号盘上有光孔，则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被挡住时，光敏二极管电压为0。这些电压信号经电路部分整形放大后，即向电子控制单元输送曲轴转角为1和120时的信号，电子控制单元根据这些信号计算发动机
6、转速和曲轴位置。一、理论知识准备 2曲轴位置传感器的类型3）光电式 一、理论知识准备图13-5 光电式传感器 相关链接1.大众车系曲轴位置传感器的测量值（1）A4 1.8L Turbo；A4 1.8L Turbo Quattro；A4 V6；A4 V6 Quattro；A6（19982000）；A6 Quattro；Tt。（2）A8；A8 Quattro。一、理论知识准备 相关链接1.大众车系曲轴位置传感器的测量值（3）Beetle 1.9L TDI；Golf/GTI 1.9L TDI；Jetta 1.9L TDI。（4）Beetle 1.8L Turbo/2.0L Gas；Cabrio；Eu
7、rovan；Golf/GTI 2.0L；Golf/GTI 2.8L VR6；Jetta 2.0L/GLX 2.8L VR6；Passat 2.0L/GLX 2.8L VR6。（5）A6；A6 Quattro。一、理论知识准备 相关链接2丰田花冠曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的测量值（1）曲轴位置传感器（1NZ-FZ，2NZ-FE）。（2）曲轴位置传感器（1ZZ-FE，3ZZ-FE）。一、理论知识准备 相关链接2丰田花冠曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的测量值（3）凸轮轴位置传感器（1NZ-FZ，2NZ-FE）。（4）凸轮轴位置传感器（1ZZ-FE，3ZZ-FE）。一、理论知识准备 1.实践准
8、备 丰田卡罗拉发动机台架4台、丰田卡罗拉轿车1辆、故障诊断仪4台，数字万用表4个，208接线盒4盒，专用工具及工具车4套，维修手册，实训工单等。2技术要求与注意事项（1）先关闭点火开关，再拔下曲轴位置传感器连接器。（2）连接传感器端子时，先关闭点火开关，再连接端子。（3）严禁短路或试火。（4）汽车在发动时不能断开蓄电池，以免烧坏电脑。（5）不能用试灯去测试任何和电脑相连接的电气装置。（6）不能带电拔插解码器插头。（7）不得在测试过程中随意起动或加速，应严格按照测试要求进行。二、实 践 操 作 3实践操作1）记录待修车辆的基本情况（表13-1）二、实 践 操 作 3实践操作2）曲轴位置传感器的检
9、修（1）读取故障码的步骤和方法（见学习任务九）。通过查阅维修手册得知曲轴位置传感器其线路如图13-6所示，1号端子是曲轴位置传感器NE+，2号端子是曲轴位置传感器NE-。二、实 践 操 作图13-6 曲轴位置传感器线束连接器 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（2）曲轴位置传感器电路检测。查阅维修手册，识读曲轴位置传感器与ECU连接线路图。断开蓄电池负极。拆下发动机控制模块B31线束连接器，如图13-7所示。二、实 践 操 作图13-7 拆下发动机控制模块B31线束连接器 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（2）曲轴位置传感器电路检测。将检测线连接到发动机控制模块线束连接器93号端子，如图13
10、-8所示。二、实 践 操 作图13-8 将检测线连接到线束连接器93号端子 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（2）曲轴位置传感器电路检测。另一根线连接到曲轴位置传感器线束连接器1号端子。测量1号端子与B31-93号端子电阻值，正常电阻应小于1。否则，说明曲轴位置传感器信号线路故障，如图13-9所示。检测1号端子与搭铁线路的电阻，正常电阻应大于10k，否则，说明曲轴位置传感器信号线路短路。二、实 践 操 作图13-9 检测1号端子与B31-93号端子电阻 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（2）曲轴位置传感器电路检测。检测发动机控制模块线束连接器B31-117号端子与曲轴位置传感器2号端子电阻
11、。正常电阻小于1，否则，说明曲轴位置传感器搭铁线路故障，如图13-10所示。检测2号端子与搭铁线路电阻，正常电阻应大于10k，否则，说明曲轴位置传感器信号线路短路。二、实 践 操 作图13-10 检测线束连接器B31-117号端子与曲轴位置传感器2号端子电阻 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（3）曲轴位置传感器检测方法及步骤。将诊断线插入曲轴位置传感器1号和2号端子，检测电阻，查阅维修手册，对比标准电阻（表13-2），如果超出标准电阻，说明曲轴传感器损坏，需要更换传感器，如图13-11所示。检查曲轴位置传感器安装情况，有无变形，有无开裂、油污。检查曲轴位置信号盘，看有无变形、有无缺齿，安装是
12、否正确。二、实 践 操 作 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（3）曲轴位置传感器检测方法及步骤。二、实 践 操 作图13-11 检测曲轴位置传感器1号和2号端子之间的电阻 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（4）曲轴位置传感器更换方法及步骤。拆下曲轴位置传感器固定螺栓如图13-12所示。二、实 践 操 作图13-12 拆下曲轴位置传感器固定螺栓 3实践操作2）曲轴位置传感器的检修（4）曲轴位置传感器更换方法及步骤。取出曲轴位置传感器。安装新的曲轴位置传感器，以10Nm的力矩紧固螺栓。注意：安装前更换O形圈，安装时，注意O形圈有无卡住、破裂。安装曲轴位置传感器连接器，安装发动机控制单元线束连接
13、器。安装蓄电池负极。（5）曲轴位置传感器故障排除确认方法及步骤（同上一个学习任务）。想一想 如果发动机凸轮轴位置传感器信号线断路，将对发动机产生什么后果？如何检查？二、实 践 操 作 （1）一辆丰田威驰轿车，在一次事故后，当车速一上升到90km/h就出现动力不足、发动机有断火的现象。检查发动机的油路、进排气系统，均正常。检查点火系统，有高压火花。拆检火花塞、高压线、点火线圈，都正常。由于事故时，发动机分电器处发生过碰撞。重点检查分电器，并未发现异常。接着检查曲轴位置传感器波形，发现传感器的波形电压周期性变大变小，发动机转速越高，这种现象越明显。原来分电器轴在事故中发生了轻微的变形，导致磁感应曲
14、轴位置传感器与轮齿之间的间隙发生了变化，使得输出信号不正确。更换分电器，故障排除。三、学 习 拓 展 （2）曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器不一定是同一个传感器。在许多旧款的电喷发动机上，有曲轴位置传感器就没有凸轮轴位置传感器，有凸轮轴位置传感器就没有曲轴位置传感器。这是因为这两个传感器的作用是一样的，只是安装位置不同，取名不同，因此，有人习惯地将凸轮轴位置传感器也称作曲轴位置传感器。在有些发动机上，既安装了曲轴位置传感器，又安装了凸轮轴位置传感器，一般曲轴位置传感器主要用来检测发动机的转速、曲轴的位置，而凸轮轴位置传感器主要用来发送上止点信号。随着发动机可变气门正时等新技术的出现，需要分别检查凸轮轴和曲轴的位置，这种情况曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器是两个作用完全不同的传感器。三、学 习 拓 展
