1、学习目的了解曲轴位置传感器的功用、分类。掌握曲轴位置传感器的工作原理。掌握曲轴位置传感器的检测方法。拓宽知识面，提高实操技能。一车主有一台长城一车主有一台长城GW2.8TCGW2.8TC型高型高压共轨柴油车在高低压油路均正常，压共轨柴油车在高低压油路均正常，但是无法启动，什么原因呢？但是无法启动，什么原因呢？什么原因呢？对于曲轴位置传感器的检测，主要测量各端子间电阻、信号转子凸齿与磁头间间隙等。拓宽知识面，提高实操技能。信号盘（遮光盘）：安装在分电器轴上，随分电器轴一起转动，外围均布有360个光孔，靠内均布有6个光孔，其中有一个较宽的光孔。点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的插头，用万用表的电
2、阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（下表）。遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。若间隙不合要求，则须调整或更换分电器总成。波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙，约为0.（2）感应线圈与正时转子的间隙检查叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0,输出高电平；测量信号电压：2和3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。测量间隙
3、：传感器与信号盘凸齿间隙，约为0.曲轴位置传感器曲轴位置传感器 一一【地位地位】是电喷发动机特别是集中控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。系统和燃油喷射系统共用的传感器。二、二、【用途用途】检测发动机检测发动机曲轴转角曲轴转角和和活塞活塞上止点上止点，并将检测信号及时送至发动机电，并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制点火时刻脑，用以控制点火时刻（点火提前角）（点火提前角）和和喷油正时喷油正时。是测量是测量发动机转速发动机转速的信号源。的信号源。三、三、【安装位置安装位置】曲轴前端、飞轮上、分电器内（曲轴前
4、端、飞轮上、分电器内（丰田车系丰田车系）（一）曲轴位置传感器的安装部位 曲轴位置传感器曲轴位置传感器安装证对着铁磁体安装证对着铁磁体的飞轮，它们之间的飞轮，它们之间被较小的空气间隙被较小的空气间隙隔开（隔开（0.81mm），在传感），在传感器内部有一个软铁器内部有一个软铁芯，该铁芯被线圈芯，该铁芯被线圈包围，并与一个永包围，并与一个永久磁铁相连。久磁铁相连。曲轴位置传感器曲轴位置传感器类型交流信号数字信号一、磁脉冲式曲轴位置传感器一、磁脉冲式曲轴位置传感器（一）结构、原理（一）结构、原理该传感器应用最广泛，如日产车系、丰田车系、该传感器应用最广泛，如日产车系、丰田车系、韩国大宇轿车等。韩国大宇
5、轿车等。现以日产车系为例现以日产车系为例:【安装位置安装位置】曲轴前端的带轮之后（丰田车系曲轴前端的带轮之后（丰田车系安装在分电器内）安装在分电器内）【结构结构】如图所示如图所示磁脉冲式磁脉冲式曲轴位置传感器 永磁铁：永磁铁：安装在信号盘的边缘，安装在信号盘的边缘，产生永磁场产生永磁场，穿过信号盘、电，穿过信号盘、电磁线圈等。磁线圈等。电磁线圈：电磁线圈：当当磁场变化时，磁场变化时，产生感应电动产生感应电动势，势，输出信号。输出信号。信号盘：信号盘：安装在曲轴、凸轮轴或分电器安装在曲轴、凸轮轴或分电器轴上，并随之转动，信号盘上均制有若轴上，并随之转动，信号盘上均制有若干凸齿和齿槽干凸齿和齿槽信
6、号盘形状决定了信号波信号盘形状决定了信号波形。形。气隙气隙(小于小于2mm)：过：过大，信号大，信号弱；过小，弱；过小，碰撞碰撞结构结构120与与1信号的作用信号的作用l120信号（即信号（即G信号）信号）：判别何缸何时处于：判别何缸何时处于活塞上止点位置，以确定活塞上止点位置，以确定喷油正时和点火正时喷油正时和点火正时。l1信号（即信号（即Ne信号）信号）：感知曲轴转角和发动：感知曲轴转角和发动机转速，以确定每次循环机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油符合最佳空燃比的喷油量量。信号盘旋转，当信信号盘旋转，当信号盘凸齿接近并对号盘凸齿接近并对正电磁线圈时，磁正电磁线圈时，磁场增强；当信号
7、盘场增强；当信号盘凸齿离开电磁线圈凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱，在时，磁场减弱，在感应线圈中产生交感应线圈中产生交变的感应电动势，变的感应电动势，其频率和幅值随发其频率和幅值随发动机转速的增大而动机转速的增大而增大，根据频率（增大，根据频率（脉冲数）计量转速脉冲数）计量转速。需要有信号处理电路；需要有信号处理电路；万用表交流电压档或频率万用表交流电压档或频率档测量，最好用示波器。档测量，最好用示波器。电磁感应式曲轴位置传感器 原理原理其中宽齿槽或销钉对正电磁线圈时，其中宽齿槽或销钉对正电磁线圈时，产生频率不同的信号，用于确认曲轴基准位置。产生频率不同的信号，用于确认曲轴基准位置。霍尔效应式曲轴
8、位置传感器霍尔效应式曲轴位置传感器（一）结构、原理（一）结构、原理 利用霍尔效应原理，对曲轴位置进行检测利用霍尔效应原理，对曲轴位置进行检测【结构结构】如图所示如图所示（叶片触发式、轮齿触发式叶片触发式、轮齿触发式）1-霍尔半导体元件霍尔半导体元件 2-永久磁铁永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片挡隔磁力线的叶片叶片触发式叶片触发式轮齿触发式霍尔式曲轴位置传感器轮齿触发式霍尔式曲轴位置传感器【组成】由具有触发轮齿的信号盘和霍尔传感器组成【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。轮齿触发轮齿触发式式霍尔集成电路：霍尔集成电路：安装在分电器安装在分电器上，位于触发上，位于触发叶轮的外测。叶
9、轮的外测。触发叶轮：安装触发叶轮：安装在分电器轴上，在分电器轴上，缸数相等的四个缸数相等的四个叶片（叶片（50）和四个窗口和四个窗口（40）。）。永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触永久磁铁：安装在分电器底板上，位于触发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。（桑塔纳（桑塔纳AFE发动机）发动机）（复习提问）（复习提问）霍尔式曲轴位置传感器结构结构波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。81mm），在传感器内部有一个软铁芯，该铁芯被线圈包围，并与一个永久磁铁相连。产生频率不同的信号，用于确认曲轴基准位置。电磁感应式曲轴位置传感器磁脉冲式曲轴位置传感器点火开关OF
10、F，拔开曲轴位置传感器的插头，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（下表）。如电阻值不在规定的范围内，必须更换曲轴位置传感器。遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的插头，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（下表）。遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的插头，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（下表）。遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；叶片进入气
11、隙，磁场被旁路，霍尔电压为0,输出高电平；81mm），在传感器内部有一个软铁芯，该铁芯被线圈包围，并与一个永久磁铁相连。1 1、霍尔效应原理、霍尔效应原理 在磁场中，当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半导体基片（即霍尔元件）时，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的横向侧面上，将产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，此电压称为霍尔电压霍尔电压U UH H。测量信号电压：2和3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。叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0,输出高电平；I：通过霍尔元件的电流；光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。叶片进入气隙，磁场被旁路
12、，霍尔电压为0,输出高电平；传感器的线圈有断路故障遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；各个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。【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。若有变化，需进行调整。永磁铁：安装在信号盘的边缘，产生永磁场，穿过信号盘、电磁线圈等。检查传感器上1或2端子与屏蔽线端子3之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传感器。霍尔效应式曲轴位置传感器【备注备注】霍尔电压的计算公式
13、霍尔电压的计算公式UH：霍尔电压；RH：霍尔系数；d：霍尔元件的厚度；I：通过霍尔元件的电流；B：加在霍尔元件上的磁场磁力线密度；：元件形状函数，其中L为元件的长度，W为元件的宽度。叶片进入气隙，磁场被叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为旁路，霍尔电压为0,输输出高电平；出高电平；叶片离开气隙，叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电件，产生霍尔电压，输出低电平。压，输出低电平。动画（霍尔式曲轴位置传感器原理原理光电式曲轴位置传感器结构结构日产汽车日产汽车传感器体传感器体信号盘信号盘由由信号发生器信号发生器和带光孔的和带光孔的信号盘信号盘组成组成光电式曲轴位置传感器结构结构 信
14、号盘（遮光盘信号盘（遮光盘）：安装在分电）：安装在分电器轴上，器轴上，随分电随分电器轴一起转动，器轴一起转动，外围均布有外围均布有360个光孔，靠内均个光孔，靠内均布有布有6个光孔，其个光孔，其中有一个较宽的中有一个较宽的光孔。光孔。光电式曲轴位置传感器结构结构光源（发光二极光源（发光二极管）：两只发光管）：两只发光二极管通过遮光二极管通过遮光盘两圈光孔正对盘两圈光孔正对着两只光敏二极着两只光敏二极管。管。光接收器（光敏二、光接收器（光敏二、三极管）：接收发三极管）：接收发光二极管的光信号，光二极管的光信号，转换为电信号。转换为电信号。传感器体传感器体光电式曲轴位置传感器原理原理 遮光盘旋转，
15、当外圈孔对准光源时，光接收器导通遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电平；当孔离开光源时，光接收器截止，输出高电平；当孔离开光源时，光接收器截止，输出低电平。遮光盘不停旋转，产生输出低电平。遮光盘不停旋转，产生脉冲信号脉冲信号。（1）曲轴位置传感器的电阻检测）曲轴位置传感器的电阻检测 点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的插头，用万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值（下表）。如电阻值不在规定的范围内，必须更换曲轴位置传感器。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160-235N
16、e-G-冷态冷态155-250热态热态190-290（2 2）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 用塞尺（也叫厚薄规）测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙，其间隙应为0.2-0.4mm。若间隙不合要求，则须调整或更换分电器总成。对于曲轴位置传感器的检测，主要测量各端子间电阻、信号转子凸齿与磁头间间隙等。（1）曲轴位置传感器的电阻检查l关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，按图进行，检查传感器上1与2端子间电阻，应为4501000。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更换传感器。l检查传感器上1或2端子与屏蔽线端子3之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则
17、应更换传感器。（2）检查传感器与）检查传感器与ECU之间的连接线束之间的连接线束 分别检查1与56端子，2与63端子，3与67端子间的电阻值，应不超过1.5。如果电阻为无穷大，说明存在导线断路或接触不良，需进行维修。（3）信号转子与磁头间间隙检查）信号转子与磁头间间隙检查 用塞尺检查信号转子与磁头间空气间隙，标准值为0.20.4mm。若有变化，需进行调整。2.4.6故障曲轴位置传感器失效曲轴位置传感器失效？！？！数据，故障码数据，故障码故障现象故障现象检查曲轴位置传感器检查曲轴位置传感器根据经验，怀根据经验，怀疑有故障疑有故障2.4.7检修【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息
18、。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更换传感器。IGF信号：完成点火后，点火器向ECU输送的点火【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更换传感器。（桑塔纳AFE发动机）（复习提问）关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，按图进行，光源（发光二极管）：两只发光二极管通过遮光盘两圈光孔正对着两只光敏二极管。Ne信号：曲轴转角信号。磁脉冲式曲轴位置传感器波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。120与1信号的作用【作用】为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。光接收器（光敏二、三极管）：接收发光二极管的光信号，转换为电信号。当
19、信号盘凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱，在感应线圈中产生交变的感应电动势，其频率和幅值随发动机转速的增大而增大，根据频率（脉冲数）计量转速。1、桑塔纳、桑塔纳AJR发发动机电磁感应式动机电磁感应式曲轴位置传感器曲轴位置传感器 安装在曲轴后端安装在曲轴后端飞轮附近，信号飞轮附近，信号盘有盘有60-2个凸个凸齿。齿。信号信号 信号信号屏蔽屏蔽搭铁搭铁 2.4.7检修 万用表检测万用表检测 测量测量信号电压信号电压：2和和3间间应有交流电压信号，信号应有交流电压信号，信号电压或频率随发动机转速电压或频率随发动机转速的增大而增大。的增大而增大。测量测量传感器电阻传感器电阻：传感器：传感器2和和3间的电阻，
20、间的电阻，4801000。测量测量屏蔽线屏蔽线：线束端子：线束端子1与搭铁间的电阻，应为与搭铁间的电阻，应为0。测量测量间隙间隙：传感器与信号：传感器与信号盘凸齿间隙，约为盘凸齿间隙，约为0.2mm0.4mm。信。信号盘应无缺损。号盘应无缺损。2.4.7检修 示波器检测示波器检测 频率和幅值随转速频率和幅值随转速的增大而增大；的增大而增大；靠除去触发轮上一靠除去触发轮上一个齿所产生的同步个齿所产生的同步脉冲，可以确定上脉冲，可以确定上止点的信号；止点的信号；波形的形状基本一波形的形状基本一直，在直，在0V电位的上电位的上下基本对称；下基本对称；各个峰值电压应相各个峰值电压应相差不多，若某一个差
21、不多，若某一个峰值电压低于其他峰值电压低于其他的峰值电压，则应的峰值电压，则应检查触发轮是否有检查触发轮是否有缺角或弯曲。缺角或弯曲。2.4.7检修波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。故障波形分析故障波形分析最常见故障是根本不产生信号最常见故障是根本不产生信号传感器的线圈有断路故障传感器的线圈有断路故障图图a所示故障波形为齿槽所示故障波形为齿槽中填有异物造成的中填有异物造成的图图b所示故障波形是传感所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成器触发轮安装不当造成2.4.7检修1、桑塔纳、桑塔纳AJR发发动机电磁感应式动机电磁感应式凸轮轴位置传感
22、凸轮轴位置传感器器 安装在凸轮轴前安装在凸轮轴前端，信号盘有一端，信号盘有一个缺口和一个叶个缺口和一个叶片。片。信号线信号线 搭铁线搭铁线电源线电源线2.4.7检修 万用表检测万用表检测测量测量信号电压信号电压：将二极管测试：将二极管测试灯接在连接器端子灯接在连接器端子“2”、“3”间，运行发动机，试灯应间，运行发动机，试灯应闪亮。断开连接器，点火开关闪亮。断开连接器，点火开关置置“”端子“2”和搭铁间的电压，应为12V。测量测量电源线电源线：断开连接器，点：断开连接器，点火开关置火开关置“ON”，用万用表测，用万用表测量连接器插头端子量连接器插头端子“1”与搭铁与搭铁间的电压，应间的电压，应为5V。测量测量搭铁线搭铁线：断开连接器，点：断开连接器，点火开关置火开关置“OFF”，用万用表，用万用表测量连接器插头端子测量连接器插头端子“2”与搭与搭铁间的电阻，应与规定一致。铁间的电阻，应与规定一致。2.4.7检修
