曲軸位置傳感器的萬用表檢測

1、曲軸位置傳感器的萬用表檢測曲軸位置傳感器的檢測曲軸位置傳感器是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一，它提供點火時刻（點火提前 角）、確認(rèn)曲軸位置的信號，用于檢測活塞上止點、曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動機轉(zhuǎn)速。曲軸位置傳感器所采用 的結(jié)構(gòu)隨車型不同而不同，可分為磁脈沖式、光電式和霍爾式三大類。它通常安裝在曲軸前端、凸輪 軸前端、飛輪上或分電器內(nèi)。一、磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測1、磁脈沖式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器該曲軸位置傳感器安裝在曲軸前端的皮帶輪之后， 如圖1所示。在皮帶輪后端設(shè)置一個帶有細(xì)齒的 薄圓齒盤（用以產(chǎn)生信號，稱為信號盤），它和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上

2、，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。在信 號盤的外緣，沿著圓周每隔 4有個齒。共有90個齒，并且每隔120°布置1個凸緣，共3個。安裝在 信號盤邊沿的傳感器盒是產(chǎn)生電信號信號發(fā)生器。信號發(fā)生器內(nèi)有3個在永久磁鐵上繞有感應(yīng)線圈的磁頭，其中磁頭產(chǎn)生120°信號，磁頭和磁頭共同產(chǎn)生曲軸1 °轉(zhuǎn)角信號。磁頭對著信號盤的120°凸緣，磁頭和磁頭對著信號盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn)角安裝。信號發(fā)生器內(nèi)有信號放大 和整形電路，外部有四孔連接器，孔 “偽120。信號輸出線，孔“ 2為信號放大與整形電路的電源線， 孔“ 3為1。信號輸出線，孔“ 4為接地線。通過該連接器將曲軸位置傳感器中產(chǎn)生

3、的信號輸送到ECU o發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，信號盤的齒和凸緣引起通過感應(yīng)線圈的磁場發(fā)生變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的電動勢，經(jīng)濾波整形后，即變成脈沖信號（如圖2所示）。發(fā)動機旋轉(zhuǎn)一圈，磁頭上產(chǎn)生3個120。 脈沖信號，磁頭和各產(chǎn)生 90個脈沖信號（交替產(chǎn)生）。由于磁頭和磁頭相隔3°曲軸轉(zhuǎn)角安裝，而它們又都是每隔 4。產(chǎn)生一個脈沖信號，所以磁頭和磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號相位差正好為 90°將這兩個脈沖信號送入信號放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生曲軸1 °轉(zhuǎn)角的信號（如圖3所示）。產(chǎn)生120°信號的磁頭安裝在上止點前 70°的位置（圖4），故其信號亦可稱為上止

4、點前 70°信號, 即發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，磁頭在各缸上止點前70°位置均產(chǎn)生一個脈沖信號。（2）豐田公司磁脈沖式曲軸位置傳感器豐田公司TCCS系統(tǒng)用磁脈沖式曲軸位置傳感器安裝在分電器內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。該傳感 器分成上、下兩部分，上部分產(chǎn)生 G信號，下部分產(chǎn)生Ne信號，都是利用帶有輪齒的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時， 使信號發(fā)生器感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，再將它放大后，送 入ECUNe信號是檢測曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的 1 ° 信號。該信號由固定在下半部具有等間隔 24個輪齒的轉(zhuǎn)子（N0.2正時轉(zhuǎn)子）及固

5、定于其對面的感應(yīng) 線圈產(chǎn)生（如圖6-a所示）。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，輪齒與感應(yīng)線圈凸緣部（磁頭）的空氣間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致通過感應(yīng)線圈的 磁場發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。輪齒靠近及遠離磁頭時，將產(chǎn)生一次增減磁通的變化，所以，每一 個輪齒通過磁頭時，都將在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個完整的交流電壓信號。N0.2正時轉(zhuǎn)子上有24個齒，故轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1圈，即曲軸旋轉(zhuǎn)720°時，感應(yīng)線圈產(chǎn)生24個交流電壓信號。Ne信號如圖6-b 所示，其一個周期的脈沖相當(dāng)于30°曲軸轉(zhuǎn)角（720°寧24=30。）。更精確的轉(zhuǎn)角檢測，是利用30° 轉(zhuǎn)角的時間由ECU再均分30等份，即產(chǎn)生1°曲軸

6、轉(zhuǎn)角的信號。同理，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由ECU依照Ne信號的兩個脈沖（60。曲軸轉(zhuǎn)角）所經(jīng)過的時間為基準(zhǔn)進行計測。G信號用于判別氣缸及檢測活塞上止點位置，相當(dāng)于日產(chǎn)公司磁脈沖式曲軸位置傳感器 120°信號。G信號是由位于Ne發(fā)生器上方的凸緣轉(zhuǎn)輪（No.1正時轉(zhuǎn)子）及其對面對稱的兩個感應(yīng)線圈（G 感應(yīng)線圈和G2感應(yīng)線圈）產(chǎn)生的。其構(gòu)造如 圖7所示。其產(chǎn)生信號的原理與 Ne信號相同。G信號也 用作計算曲軸轉(zhuǎn)角時的基準(zhǔn)信號。G1、G2信號分別檢測第6缸及第1缸的上止點。由于G、G2信號發(fā)生器設(shè)置位置的關(guān)系，當(dāng)產(chǎn) 生G、G2信號時，實際上活塞并不是正好達到上止點（BTDC，而是在上止點前10

7、6;的位置。圖8所 示為曲軸位置傳感器G、G、Ne信號與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。2、磁脈沖式曲軸位置傳感器的檢測以皇冠3.0轎車2JZ-GE型發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中使用的磁脈沖式曲軸位置傳感器為例說明其檢測方法，曲軸位置傳感器電路如圖9所示。（1）曲軸位置傳感器的電阻檢查點火開關(guān)OFF拔開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，用萬用表的電阻檔測量冷態(tài)125-200曲軸位置傳感器上各端子間的電阻值（表 1 ）。如電阻值不在規(guī)定的范圍內(nèi)，必須更 換曲軸位置傳感器。表1曲軸位置傳感器的電阻值I 端子條件電阻值（Q）IG11-G-熱態(tài)160-235冷態(tài) 125-200 QG-熱態(tài) 160-235 冷態(tài) 155-250 N

8、e-G熱態(tài) 190-290 （2）曲軸位置傳感器輸出信號的檢拔下曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，用萬用表的電壓檔檢 測曲軸位置傳感器上 G1-G-、&G-、N&G-端子間是否有脈沖電壓信號輸出。如沒 有脈沖電壓信號輸出，則須更換曲軸位置傳感器。（3）感應(yīng)線圈與正時轉(zhuǎn)子的間隙檢查用厚薄規(guī)測量正時轉(zhuǎn)子與感應(yīng)線圈凸出部分的空氣間隙（圖10），其間隙應(yīng)為0.2-0.4mm。若間隙不合要求，貝U須更換分電器殼體總成。二、光電式曲軸位置傳感器1、光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作（1）日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器設(shè)置在分電器內(nèi)，它由信號發(fā)生

9、器和帶縫隙和光孔的信號盤組成（圖11）。信號盤安裝在分電器軸上，其外圍有360條縫隙，產(chǎn)生1 ° （曲軸轉(zhuǎn)角）信號；外圍稍靠內(nèi)側(cè)分布著6個光孔（間隔60°），產(chǎn)生120°信號，其中有一個較寬的光孔是產(chǎn)生對應(yīng)第1缸上止點的120°信號的，如圖12所示。信號發(fā)生器固裝在分電器殼體上，主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏二極管和電子電路組成（圖13）。兩只發(fā)光二極管分別正對著光敏二極管，發(fā)光二極管以光敏二極管為照射目標(biāo)。信號盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，當(dāng)信號盤隨發(fā)動機曲軸運轉(zhuǎn)時，因信號盤上有光孔，產(chǎn)生透光和遮 光的交替變化，造成信號發(fā)生器輸出表征曲軸位置和轉(zhuǎn)角

10、的脈沖信號。圖14所示為光電式信號發(fā)生器的作用原理。當(dāng)發(fā)光二極管的光束照射到光敏二極管上時，光敏二極管感光而導(dǎo)通；當(dāng)發(fā)光二極管的光束 被遮擋時，光敏二極管截止。信號發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號送至電子電路放大整形后，即向電控單 元輸送曲軸轉(zhuǎn)角 1°信號和 120°信號。因信號發(fā)生器安裝位置的關(guān)系， 120°信號在活塞上止點前 70°輸出。發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn) 2 圈，分電器軸轉(zhuǎn) 1 圈，則 1°信號發(fā)生器輸出 360個脈沖，每個脈沖周 期高電位對應(yīng) 1°，低電位亦對應(yīng) 1°，共表征曲軸轉(zhuǎn)角 720°。與此同時， 120

11、76;信號發(fā)生器共產(chǎn)生 6 個脈沖信號。（2）“現(xiàn)代 SONAT”A 汽車用光電式曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作“現(xiàn)代 SONAT”A ，汽車光電式曲軸位置傳感器的工作原理與日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器 相似，其信號盤的結(jié)構(gòu)稍有不同，如 圖 15 所示。 對于帶有分電器的汽車，傳感器總成裝于分電器殼 內(nèi)；對于無分電器的汽車， 傳感器總成安裝在凸輪軸左端部 （從車前向后看） 。信號盤外圈有 4 個孔， 用來感測曲軸轉(zhuǎn)角并將其轉(zhuǎn)化為電壓脈沖信號， 電控單元根據(jù)該信號計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速， 并控制汽油噴 射正時和點火正時。信號盤內(nèi)圈有一個孔，用來感測第1缸壓縮上止點（在有些SONAT車上，設(shè)有兩孔，用來感測第

12、 1、4 缸的壓縮上止點，目的是為了提高精度），并將它轉(zhuǎn)換成電壓脈沖信號輸入 電控單元，電控單元根據(jù)此信號計算出汽油噴射順序。其輸出特性如 圖 16 所示。曲軸位置傳感器的線路連接如 圖 17所示。 其內(nèi)設(shè)有兩個發(fā)光二極管和兩個光敏二極管， 當(dāng)發(fā) 光二極管照射到信號盤光孔中的某一孔時，光線便照射到光敏二極管上，使電路導(dǎo)通。2 、光電式曲軸位置傳感器的檢測（ 1 ）曲軸位置傳感器的線束檢查圖18所示為韓國“現(xiàn)代SONATA汽車光電式曲軸位置傳感器連接器（插頭）的端子位置。檢 查時，脫開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，把點火開關(guān)置于“ON，用萬用表的電壓檔（圖19）測量線束側(cè)4#端子與地間的電壓應(yīng)為12V,線束側(cè)2#