汽车发动机曲轴位置传感器.ppt

,曲轴位置传感器,1,2,4,学习要求,理论知识,案例分析,5,学习小结,学习导航,5,学习拓展,1. 理解传感器的作用、结构、原理。 2. 掌握传感器故障分析及检修方法,学习要求,【地位】是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。 【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。,【名称】发动机转速与曲轴位置传感器 曲轴位置/判缸/转速传感器 点火信号发生器 【分类】 1、按安装位置分 曲轴前端 凸轮轴前端 飞轮上或分电器内,2、按产生信号的原理分 磁脉冲式 光电式 霍尔式,霍尔式,电磁感应式,光电式,交流信号,数字信号,磁脉冲式,1-输出信号 2-光敏二极管 3-发光二极管 4-电源 5-转盘 6-转子头盖 7-密封盖 8-波成形电路 9-第一缸120信号缝隙 10-10信号缝隙 11-120信号缝隙,光电式,1-霍尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片,霍尔式,一、磁脉冲式曲轴位置传感器 （一）结构、原理 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。现以日产车系为例: 【安装位置】曲轴前端的带轮之后（丰田车系安装在分电器内） 【结构】如图所示,磁感应式传感器的结构,1、信号盘 （1）在带轮后设置一个带有细齿的薄圆盘，用以产生信号，常称为信号盘。 （2）信号盘和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。,（3）在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4有个齿。共有90个齿，并且每隔120布置1个凸缘，共3个。,2、信号发生器 （1）安装在信号盘边沿的传感器盒，是用来产生电信号的。,（2）信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头产生120（即G信号）信号；磁头和磁头共同产生曲轴1（即Ne信号）信号。,（3）120与1信号的作用 120信号（即G信号） ：判别何缸何时处于活塞上止点位置，以确定喷油正时和点火正时。 1信号（即Ne信号） ：感知曲轴转角和发动机转速，以确定每次循环符合最佳空燃比的喷油量。,（4）磁头对着信号盘的120凸缘，磁头和磁头对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。,（5）信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。,【工作原理】 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘切割磁头，使其感应线圈内磁场变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将其滤波整形后，变成脉冲信号。,发动机旋转一圈，在磁头上产生3个120脉冲信号，磁头和各产生相位差4的90个脉冲信号（交替产生）。,由于磁头和磁头相隔3曲轴转角安装，而它们又都是每隔4产生一个脉冲信号，所以磁头和磁头所产生的脉冲信号相位差正好为90。,将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生180个脉冲1的信号。,【备注】 1、1信号的产生原理（即Ne信号） （1）1信号是由信号盘外周的齿切割传感器的两个传感头（ 和 ）所产生的磁力线而产生的。,（2）信号盘旋转时，当传感头和信号盘的齿A相对时，线圈上产生正电压，当齿转过2，传感头与槽B相对时，线圈上产生负电压。,（3）因为已经设定了齿与槽之间的间隔为2，所以每隔2传感头上就会产生正负电压信号（即产生脉冲的周期为4）。,（4）此外，传感头和传感头之间相隔奇数度（即3），所以信号盘的槽与齿每转过1角后，就与传感头相对，将传感头和产生的信号叠加起来，就变为：每当曲轴角度转过1角时，就会产生正或负的信号。,2、120信号的产生原理（即G信号） （1）120信号是检测活塞位置的信号，在信号盘的外周设有3个凸起，其间隔为120。,（2）当凸起切割传感头所产生的磁力线时，传感头的线圈上就会产生脉冲，与1信号产生的原理相同。,二、光电式曲轴位置传感器 （一）结构、原理 该传感器应用于日产公爵（分电器内）、日产蓝鸟（排气凸轮轴前端）、日产地平线、日本三菱（进气凸轮上）、韩国现代（分电器内）等。现以日产车系为例,【结构】如图所示 由信号发生器和带光孔的信号盘组成,1、信号发生器 信号发生器固装在固定底座板上（或分电器壳体上），主要由两只发光二极管、两只光敏晶体管和整形（控制）电路组成。如下图所示：,两只发光二极管分别正对着光敏三极管，发光二极管以光敏三极管为照射目标。,2、信号盘 位于发光二极管和光敏三极管之间，固定在凸轮轴（或分电器轴上），与凸轮轴（或分电器轴）一起转动。,信号盘边缘刻有360条缝隙（光孔），用来产生1凸轮轴转角信号（2曲轴转角信号）。,边缘稍靠内侧分布着6个间隔60的光孔（六缸），或4个间隔90的光孔（四缸），用来,产生曲轴位置信号（120信号六缸，或180信号四缸），其中有一个较宽的光孔是用来判断第1缸活塞上止点位置的。,【原理】 当信号盘随凸轮轴（或分电器轴）转动时，因信号盘上有光孔，产生透光和遮光的交替变化，使两只光敏晶体管交替产生与消除电动势，从而产生脉动电压信号。,转速和转角信号：即Ne信号 凸轮轴每转一周（曲轴转两周），由360个光孔所控制的电路将输出360个脉冲信号，每,个脉冲信号对应于凸轮轴1转角（曲轴2转角），此信号作为向电脑输入的转速和转角信号，即Ne信号。,第一缸上止点位置和缸序判别信号：即G信号 凸轮轴每转一周（曲轴转两周），由光孔（缝隙）较宽的第一缸上止点位置标记和60（,六缸）或90（四缸）间隔光孔，将向电脑输入第一缸上止点位置信号和缸序判别信号，即G信号，相当于磁脉冲式的120信号。,技能一：故障分析,技能二：检修方法,任务载体,故障分析,曲轴位置传感器失效,？,？！,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,故障检修,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。,信号,信号,屏蔽搭铁,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，4801000。 测量屏蔽线：线束端子1与搭铁间的电阻，应为0。 测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙，约为0.2mm0.4mm。信号盘应无缺损。,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,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,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,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。,信号线,搭铁线,电源线,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“”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。,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,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。,学习拓展 下去自行查资料，了解霍尔式曲轴位置传感器的工作原理,