曲轴位置传感器
曲轴位置传感器
传感器向控制单元提供发动机转速和上止点数据。 曲轴位置传感器采集发动机转速和曲轴位置信号。曲轴位置传感器有三种：霍尔式、磁感应式和光电式。 曲轴位置传感器安装在靠近飞轮的变速器壳体上。更常见的是安装在曲轴箱内缸体上,曲轴皮带轮或链轮侧面。&&也有的安装于分电器内&&三菱V33.V31尼桑公爵王等 安装于凸轮轴前端是凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器是发动机控制系统中用于准确检测发动机的曲轴转角，以得到发动机转速的信号。曲轴位置传感器按其形式可分为：霍尔效应式曲轴位置传感器；磁电式曲轴位置传感器；光电式曲轴位置传感器。下面就介绍应用较为广泛的霍尔效应式曲轴位置传感器。 霍尔效应式曲轴位置传感器在汽车上的应用具有特殊意义，他属于固态半导体传感器。它是由一个永久磁铁和磁极几乎完全闭合的磁路组成的，另外有一个软磁叶轮转过磁铁和磁极之间的空隙。霍尔效应式曲轴位置传感器的工作原理是软磁叶轮上有一个缺口。当软磁叶轮的缺口离开磁铁与磁路之间时，由于软磁叶轮是可以传导磁场的媒体，所以磁铁和磁路之间的磁场就中断了；而当缺口在磁铁与磁路之间的时候，磁铁与磁路之间形成磁场。因此霍尔效应式曲轴位置传感器得到的信号电压的幅值不变，频率随车速改变。 光电式曲轴位置传感器由发光二极管和光敏三极管及遮光盘组成。它通常也是安装在分电器内，在分电器底板上固定着由两对发光二极管和光敏三极管组成的信号发生器，分电器轴上装有遮光盘，盘上开有弧形槽。在光盘随分电器轴转动时，弧形槽交替地阻断从发光二极管射向光敏三极管的光线，使光敏三极管导通或截止，由此产生脉冲信号，光盘外圈弧形槽的个数与气缸数目相同，与它对应的一对发光二极管和光敏三极管产生各缸活塞到达上止点的基准信号（NE信号）及转速信号。光盘内圈的弧形槽只有一个，与它对应的发光二极管和光敏三极管产生第一缸活塞到达上止点的基准信号（G信号）。 电磁式转速及曲轴位置传感器。传感器可分为上下两部分；上部分为凸轮轴位置传感器，由一个带凸齿的G转子和两个感应线圈G1和G2组成，用以产生第一缸上止点基准信号（G信号）；下部分为曲轴位置传感器，由一个带24个凸齿的Ne转子和Ne感应线圈组成，用以产生曲轴转角信号。G转子是用以产生第一缸上止点基准信号的转子，ECU据G1和G2确定第一缸上止点位置。Ne信号是曲轴每转两圈在Ne感应线圈中产生与Ne 转子凸齿数量相等的脉冲信号。ECU根据单位时间内受到的Ne 信号确定发动机转速。
曲轴位置与转角传感器检查，用万用表直流电压档测量曲轴位置与转角传感器的供电电压，正常值应为12V；用万用表直流电压档测量起动状态下该传感器的输出信号电压（在微机插接件相应端子上测），曲轴位置信号电压值应为0.8--0.9V；曲轴转角信号电压值应为2.3V左右。&两线的为电磁式： 检查电阻既可判断好坏 无供电 一根信号正 一根信号负 三线的为霍尔式： 无法检查电阻 一根供电多为5V 一根信号 一根搭铁 工作时用示波器检查信号波形既可判断好坏! 高档轿车用专用解码器也能查出! 丰田车用人工读码来查出
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车用曲轴位置传感器工作原理与故障分析
&&& 摘要：介绍发动机管理系统中的结构和工作原理；通过实际案例，阐述出现故障时的检测和分析方法。
&&& 也称曲轴转角传感器，是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号。发动机根据这些信号，按气缸的发出最佳点火时刻指令。一般安装在曲轴皮带轮或链轮侧面，有的也安装在凸轮轴前端或变速器壳体上。
&&& 主要有磁电式、霍尔式和磁阻式3种形式，市场上常用车型的类型如表1所示。
&& 1 传感器类型及原理
&&& 1.1磁电式
&&& 1.1.1磁电式传感器结构及工作原理
&&& 磁电式传感器上集成了感应线圈和永久磁铁，当目标轮转动时，齿尖与齿缺交替变换，使永久磁铁通过极柱的磁通密度不断变化，从而影响到在极柱外面线圈中的磁场变化，使线圈感应出交变电压，并在线圈两端输出。磁电式传感器通常有3根输出线，分别为信号输出线、搭铁线和屏蔽线，简单示意图如图1所示。
&&& 1.1.2磁电式传感器输出电压及典型信号
&&& 输出电压可用以下公式计算
&&&&&&&&&&&&&&& E=-Nx （d f/d t）（1）
&&& 式中：E&输出电压；N&线圈匝数；df/dt&磁通量变化率。
&&& 从公式（1）可得出，当传感器匝数确定后，感应电压的频率和幅值与目标轮转速成正比。图2为磁电式传感器的典型信号。
&&& 1.1.3磁电式传感器信号对应关系
&&& 由图3可见，在齿尖或齿缺中间，无磁通量变化，输出电压为0。通常的零点信号转换域值包含一定的过零点滞后值，以在一定程度上防止齿尖或齿缺过宽、振动或其他噪声引起的误转换，但不过零转换将引起相位精度集体往一个方向偏移。
&&& 进入磁场时电压增大，为正脉冲；离开磁场时电压减小，为负脉冲。
&&& 1.1.4磁电式传感器优缺点
&&& 优点：结构简单，坚固耐用、耐温较高，对装配要求较低，为旋转不敏感安装。
&&& 缺点：信号易受干扰，需设计相关信号处理电路，精度较低，不适用于带VVT的发动机。
&&& 1.2霍尔
&&& 1.2.1霍尔式传感器结构及工作原理
&&& 霍尔式传感器上集成了被永久磁铁偏置的动态差分霍尔IC芯片，当目标轮在传感器前部敏感区域旋转时，IC芯片探测到由于齿尖和齿缺交替通过而产生的磁场变化，并将其通过施密特触发器转换为方波数字信号输出给。霍尔式传感器通常有3根输出线，分别为电源线、信号输出线和搭铁线，工作示意图如图4所示。
&&& 1.2.2霍尔式传感器输出电压及典型信号
&&& 输出电压可用以下公式计算
&&& 式中：Vh----输出电压；Rh霍尔系数；I----输入电流；t----材料厚度；B一一磁场强度。
&&& 从公式（2）可得出，当传感器设计完成后，霍尔电压的大小取决于磁场强度的大小，仅频率与目标轮转速成正比。图5表示了霍尔传感器的典型信号。
&&& 1.2.3霍尔式信号对应关系
&&& 通常为双霍尔传感器，其中集成了两块霍尔芯片，信号齿需一前一后经过双霍尔芯片，两霍尔信号进行差分运算后，再进行域值转换，输出方波信号给。所以双霍尔传感器无零转速功能，即要产生信号，信号轮必须有一定的转速。图6为霍尔传感器信号的对应关系。
&&& 1.2.4霍尔式传感器优缺点
&&& 优点：输出为数字信号，精度高。
&&& 缺点：对装配要求较高，为旋转敏感性安装，且集成有电器元件，有EMC要求。[1]&&&
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转的技术贴，曲轴传感器引发的故障
这是我在网上搜到的，转发于此，供爱好者学习。第二个案例过程最为复杂，第三个安例与虎子相关，我前一阵子停放时间过久不能着车，可能就是曲轴传感器的插头接确不良的问题。曲轴位置传感器信号是发动机电子控制单元计算点火时刻和喷油量的基本信号，是电子控制燃油喷射系统中最重要的传感器之一。该传感器损坏或其信号缺失后，发动机将不能启动。近几年来笔者承修的轿车中，国产车曲轴位置传感器的故障率比较高，正常损坏的情况下一般较容易判断。然而，有些曲轴位置传感器损坏的时机“恰到好处”，让人不好理解，甚至引发维修人员与车主之间的矛盾。在介绍下面３例曲轴位置传感器故障与检修的同时，也给同行们提出了一些值得思考的问题。&案例１：&一辆韩国现代ＣＯＵＰＥ两门轿车，发动机有时打火十多次后才能启动，启动后发动机工作正常；但有时多次打火也无法启动，而且无着车征兆。&故障分析与检修&该车是一新款车，２００２年底承修时，在广西还没有此车型。不能着车时，也没有启动征兆，根据经验，很有可能是因为没有点火高压电或喷油器不喷油所致。&在喷油器插线的控制端接上示波器，启动发动机，无喷油脉冲波形。接着将示波器接到点火线圈的控制端，启动发动机，也没有点火控制波形。导致无点火控制信号和喷油控制信号的原因可能是曲轴位置传感器出现了故障。该发动机的凸轮轴位置传感器为霍尔式，安装在凸轮轴前端侧面；曲轴位置传感器为磁感应式，安装在曲轴后端的缸体外侧。&将示波器接到凸轮轴位置传感器的信号输出端，启动发动机，观察到有良好的矩形波输出。接着测量曲轴位置传感器的输出端，无输出信号。用万用表测量曲轴位置传感器线圈的电阻值，为无穷大，说明线圈断路（该传感器有３根引线，２根为信号线，另１根为屏蔽线）。&根据检测结果推断，故障原因很可能是曲轴位置传感器的线圈内部断路，断开处因出现时而能接通、时而不能接通的现象，从而造成了发动机启动困难。&因一时买不到该发动机的曲轴位置传感器，就找了１个安装尺寸刚好合适的车轮轮速传感器（线圈电阻值为９８０Ω）装上代用，发动机每次启动都很顺利，但转速达到２５００ｒ／ｍｉｎ后就不再上升。&后来车主通过朋友买到原车的曲轴位置传感器，换上后发动机工作恢复正常。案例２：&一辆海南马自达旅行轿车因水泵漏水，开到一家汽车快修店更换新水泵。更换水泵后，发动机出现启动不能着车，且没有着车征兆的现象。&故障分析与检修&从故障现象来看，此故障的原因可能是无点火高压电或喷油器不喷油造成的，而最有可能造成此类故障的是曲轴位置传感器信号不正常。从之前的维修过程来看，故障有可能与更换水泵有关。该车装备ＪＭ４９１Ｑ－Ｅ&２．２Ｌ单点喷射的汽油发动机，水泵安装在曲轴前端的皮带轮左上方，在它的下方约２０ｃｍ处，安装有磁感应式的曲轴位置传感器。&检查曲轴位置传感器的连接器和连接线路，均良好。断开连接器，测量曲轴位置传感器的线圈电阻值，几乎为０，说明该传感器的磁感应线圈短路。检查曲轴位置传感器的外部，没有人为碰伤或其它异常痕迹。传感器的密封是良好的，拆卸水泵时不可能有水渗入到内部。&更换新的曲轴位置传感器后，发动机仍然不能启动。拆下空气滤清器，启动发动机，发现喷油器时而能喷油，时而不能喷油。于是拔下高压线，接上火花塞，&观察点火高压电，结果只在启动时跳了一次电。断开蓄电池负极后再装回，启动发动机。此时喷油器喷油正常，但高压电仍然只跳一次电。&此时怀疑新装上的曲轴位置传感器性能不良，测量传感器线圈，电阻值为１２８０Ω。启动发动机，用万用表测量曲轴位置传感器的输出电压（当时没带示波器），为０．６Ｖ左右。根据经验判断，此传感器的输出电压偏低。将曲轴位置传感器与触发齿轮之间的间隙调小，再次启动发动机，输出电压达到１．８Ｖ，但故障依旧。&检查点火电路的线路连接情况，无异常。该发动机点火系统采用同时点火方式，有两个点火线圈，每个点火线圈有两根接线，一根是电源线，另一根是ＥＣＵ的控制线。启动发动机，测量电源线，电压正常，但ＥＣＵ未输出控制信号。&考虑到ＥＣＵ有故障的可能性不大，因此故障排查工作陷入了困境。再次询问更换水泵的维修人员，确定他没有超范围修理。于是怀疑新更换的曲轴位置传感器性能不良。将新的曲轴位置传感器拆下，与损坏的传感器做了比较，结果发现新传感器的磁力明显弱于损坏的传感器。几经周折，购买到了磁力与旧的基本相同的曲轴位置传感器。换上后，发动机恢复正常。&修复后，对第二个新传感器的电阻值和输出电压值进行了测量，为１２８０Ω和１．８Ｖ，与第一个新件一样。因此，推断可能是第一个新传感器的磁力弱，产生的信号有失真，造成ＥＣＵ计算不准确所致。可惜当时没带示波器，不能观察和比较两个新传感器的信号波形。&案例３：&一辆奇瑞轿车，将变速器拆下检修，装复后，出现发动机不能着车，且无着车征兆的现象。&故障分析与检修&发动机不能着车也没有启动征兆，根据经验，可能是某些原因导致没有点火高&压电或喷油器不喷油。根据拆装变速器的维修人员描述，故障可能与拆卸或装配有关，如线束的插接件没接好或接错；拆装过程中不小心让线路短路导致某保险丝熔断等。&检查各插接件，未发现异常。检查各有关的保险丝，均良好。在喷油器插线的控制端接上示波器，启动发动机，没有出现正常的喷油脉冲波形。接着将示波器接到点火线圈的控制端（该发动机点火系统采用同时点火方式），启动发动机，也没有出现正常的点火控制信号波形。&导致无点火控制信号和喷油控制信号的主要原因之一是曲轴位置传感器信号不良。该发动机的曲轴位置传感器装在曲轴飞轮壳上，为磁感应式。&用万用表测量曲轴位置传感器线圈的电阻值，结果只有十几欧姆，与正常的数百欧姆差距甚远，说明磁感应线圈局部有短路。检查曲轴位置传感器的外部，没发现传感器有人为碰伤或其它的异常痕迹。&更换新的曲轴位置传感器后，发动机恢复正常。&思考&在第一例故障中，其故障现象通常让&维修人员认为是因线路接触不良所致，从而去检查各个连接插接件或接线端是否接触不良，而往往不太注意某些元件内部的问题，导致在检修过程中走弯路。&在第二案例中，买的传感器质量有问题，让维修工作一度陷入困境。汽车配件质量问题在实际工作中并不少见，这也反映了目前我国汽车配件质量的现状，也在提示我们，新的不等于好的。&在第二和第三例故障中，车子都是开进厂的，可以确定曲轴位置传感器原来都是好的。但经过检修水泵或变速器这些与曲轴位置传感器并无关系的部件后，却使其出现了故障。对车主而言，进厂前车子是可以正常启动的，修理后反而启动不了，这让他很难理解，连维修人员也难以说得清楚个中原因。&笔者认为，所有的物体都是有寿命的，曲轴位置传感器也不例外。上述案例中的传感器寿命恰好在检修水泵或变速器时到了，而且还不幸地让这些维修人员撞上了。此时维修人员要做的，就是与车主进行良好的沟通，避免车主心情不愉快而引发矛盾。&（编辑&范颖）&
引用 我是-08-22 08:47:52 发表于 主楼 的内容：
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13:42:04 | 来自
顶一个，现在修车的都是凭经验，没有系统化学习，脚痛医脚，技校的能好好学习？应该开设大学修车专业，4S必须配置有专业等级证书的技术人员，洗剪吹干不了精细活。
引用 非常不易
13:42:04 发表于 1楼 的内容：
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感谢楼主的分享，学习了
引用 ycbx72
14:13:25 发表于 2楼 的内容：
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技术贴！必须顶！
引用 南溪谷
13:19:52 发表于 3楼 的内容：
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