汽车发动机电控技术

1. 汽车发动机电控技术 • 项目名称：曲轴位置传感器检修 • 指导教师：武敬峰 • 项目学时：2

2. 曲轴位置传感器检修

3. 学习导航 任务载体 1 学习要求 2 理论知识 3 实践技能 4 案例分析 5 学习小结 6 自主学习 7

4. 帕萨特B5轿车，装备ANQ发动机，采用博世M3.4.3电喷系统，2002年出厂，行驶里程9万km。 更换曲轴位置传感器后故障排除。 发动机熄火后，再也不能起动。 作用 结构、原理 任务载体 技能一：故障分析 技能二：检修方法

5. 学习要求 1.掌握传感器故障分析及检修方法。 2.理解传感器的作用、结构、原理。

6. 理论知识 1 作用 2 类型 3 电磁感应式曲轴位置传感器 4 霍尔式曲轴位置传感器 5 光电式曲轴位置传感器

7. 1作用 （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。 （2）检测发动机基准缸（一缸或其他缸）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），进行缸序判别，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）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。

8. 2类型 光电式 电磁感应式 交流信号 数字信号 霍尔式 磁阻式

9. 3 电磁感应式曲轴位置传感器 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。 结构 气隙(小于2mm)：过大，信号弱；过小，碰撞 电磁线圈：当磁场变化时，产生感应电动势，输出信号。 信号盘：安装在曲轴、凸轮轴或分电器轴上，并随之转动，信号盘上均制有若干凸齿和齿槽（特殊：一宽齿槽或装一销钉），信号盘形状决定了信号波形。

10. 3 电磁感应式曲轴位置传感器 • 信号盘旋转，当信号盘凸齿接近并对正电磁线圈时，磁场增强；当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。 • 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。 原理 需要有信号处理电路； 万用表交流电压档或频率档测量，最好用示波器。

11. 4霍尔式曲轴位置传感器 结构 （桑塔纳AFE发动机）（复习提问） 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。 触发叶轮：安装在分电器轴上，缸数相等的四个叶片（ 50 °）和四个窗口（40°）。 霍尔集成电路：安装在分电器上，位于触发叶轮的外测。

12. 4霍尔式曲轴位置传感器 叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0,输出高电平； 原理 叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出低电平。 发动机不停地运转，产生数字脉冲信号，信号的频率随发动机转速的增大而增大。 动画（霍尔式）

13. 4霍尔式曲轴位置传感器 请根据触发轮形状画出波形？ 原理 触发轮形状 信号波形

14. 5光电式曲轴位置传感器 日产汽车 结构 传感器体 信号盘

15. 5光电式曲轴位置传感器 结构 • 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。

16. 5光电式曲轴位置传感器 传感器体 结构 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。 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。

17. 5光电式曲轴位置传感器 原理 • 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，输出低电平。遮光盘不停旋转，产生脉冲信号。

18. 5光电式曲轴位置传感器 请根据传感器结构和原理分析传感器的波形？ • 外圈光孔对应产生2º曲轴转角信号，用于计算发动机转速和曲轴转角；内圈光孔对应产生120º曲轴转角信号，用于确定曲轴基准位置。分别对应各缸活塞上止点前70º，其中较宽的一个光孔对应一缸活塞上止点前70º。 原理

19. 实践技能 6 故障 7 检修

20. 存储故障码 不起动，熄火 6故障 曲轴位置传感器失效

21. 步骤5：排除 步骤6：验证 步骤4：判断 步骤3：检测 步骤2：分析 步骤1：资料 ～ 7检修 数据，故障码 故障现象 检查曲轴位置传感器 根据经验，怀疑有故障 ？！ ？

22. 7检修 1、桑塔纳AJR发动机电磁感应式曲轴位置传感器 • 安装在曲轴后端飞轮附近，信号盘有60-2个凸齿。 屏蔽搭铁 信号 信号

23. Ω V Ω 7检修 • 万用表检测 • 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。 • 测量传感器电阻：传感器2和3间的电阻，480Ω～1000Ω。 • 测量屏蔽线：线束端子1与搭铁间的电阻，应为0Ω。 • 测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙，约为0.2mm～0.4mm。信号盘应无缺损。

24. 7检修 • 示波器检测 • 频率和幅值随转速的增大而增大； • 靠除去触发轮上一个齿所产生的同步脉冲，可以确定上止点的信号； • 波形的形状基本一直，在0V电位的上下基本对称； • 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。 三看：看数值，看趋势，看形状

25. 7检修 故障波形分析 波形异常，应更换传感器（含传感器头和触发轮）。 最常见故障是根本不产生信号 传感器的线圈有断路故障 图a所示故障波形为齿槽中填有异物造成的 图b所示故障波形是传感器触发轮安装不当造成

26. 7检修 1、桑塔纳AJR发动机电磁感应式凸轮轴位置传感器 • 安装在凸轮轴前端，信号盘有一个缺口和一个叶片。 电源线 信号线 搭铁线

27. V V Ω 灯 7检修 • 万用表检测 • 测量信号电压：将二极管测试灯接在连接器端子“2”、“3”间，运行发动机，试灯应闪亮。断开连接器，点火开关置“ＯＮ”端子“2”和搭铁间的电压，应为12V 。 • 测量电源线：断开连接器，点火开关置“ON”，用万用表测量连接器插头端子“1”与搭铁间的电压，应为5V 。 • 测量搭铁线：断开连接器，点火开关置“OFF”，用万用表测量连接器插头端子“2”与搭铁间的电阻，应与规定一致。

28. 7检修 • 示波器检测 • 高电平为电源电压，低电平为0V的数字信号； • 信号的垂直沿好，频率转速的增大而增大； • 应与曲轴位置传感器信号有同步关系。 三看：看数值，看趋势，看形状

29. 案例分析 案例：曲轴位置传感器故障。 车型：帕萨特B5轿车，装备ANQ发动机，采用博世M3.8.3电喷系统，2002年出厂，行驶里程9万km。 症状：发动机熄火后，再也不能起动。 诊断：发动机不能起动与曲轴位置传感器有很大的关系。起动发动机，用万用表检测PCM的56与63脚，无信号电压（正常时应有0.3～5V的脉冲信号电压），说明曲轴位置传感器损坏。 修复：更换曲轴位置传感器后故障排除。 分析：由于曲轴位置传感器的损坏，PCM在连续几次接收不到它的信息时，便会中断喷油和点火信号的输出指令，发动机无法起动。

30. 学习小结 1.曲轴位置传感器的作用是检测发动机转速信号和活塞运行位置信号，安装在曲轴、凸轮轴、分电器轴上；如果曲轴位置传感器安装在曲轴上，要判定活塞运行位置就必须安装凸轮轴位置传感器，其作用是检测基准缸活塞是在压缩上止点还是在排气上止点，安装在凸轮轴、分电器轴上。 2.电磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器产生类似正弦信号的交流信号，霍尔式、光电式（凸轮轴）产生数字信号，要根据信号特点选择检测仪器，根据电路特点确定检测方法。 3.一般曲轴位置传感器故障，PCM不能识别发动机活塞运行位置，停止喷油、点火，发动机不起动；凸轮轴位置传感器故障，不同控制系统启动的控制程序不同，一般会使发动机性能下降。 4.曲轴（凸轮轴）位置传感器检修可以使用故障诊断仪、万用表、示波器。

31. 自主学习 课下作业 1、 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器故障对发动机性能有何影响？ 2、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器故障如何检测？ 知识拓展 1、磁控电阻式曲轴（凸轮轴）位置传感器