汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器.ppt

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1、,曲軸位置傳感器,1,2,4,學(xué)習(xí)要求,理論知識(shí),案例分析,5,學(xué)習(xí)小結(jié),學(xué)習(xí)導(dǎo)航,5,學(xué)習(xí)拓展,1. 理解傳感器的作用、結(jié)構(gòu)、原理。 2. 掌握傳感器故障分析及檢修方法,學(xué)習(xí)要求,【地位】是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)特別是集中控制系統(tǒng)中最重要的傳感器，也是點(diǎn)火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)共用的傳感器。 【作用】,（1）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， PCM據(jù)此計(jì)算進(jìn)氣量，確定噴油量和點(diǎn)火提前角。 （2）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)基準(zhǔn)缸（一缸或其他缸）的基準(zhǔn)位置（活塞壓縮上止點(diǎn)或壓縮上止點(diǎn)前、后一固定角度），進(jìn)行缸序判別，進(jìn)一步確定活塞的任一位置。 （3）檢測曲軸轉(zhuǎn)過的角度，PCM判定活塞運(yùn)行的任一位置，確定點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻。 （4）控制噴油和點(diǎn)

2、火之外，還用于怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、燃油蒸發(fā)控制等。,【名稱】發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器 曲軸位置/判缸/轉(zhuǎn)速傳感器 點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器 【分類】 1、按安裝位置分 曲軸前端 凸輪軸前端 飛輪上或分電器內(nèi),2、按產(chǎn)生信號(hào)的原理分 磁脈沖式 光電式 霍爾式,霍爾式,電磁感應(yīng)式,光電式,交流信號(hào),數(shù)字信號(hào),磁脈沖式,1-輸出信號(hào) 2-光敏二極管 3-發(fā)光二極管 4-電源 5-轉(zhuǎn)盤 6-轉(zhuǎn)子頭蓋 7-密封蓋 8-波成形電路 9-第一缸120信號(hào)縫隙 10-10信號(hào)縫隙 11-120信號(hào)縫隙,光電式,1-霍爾半導(dǎo)體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片,霍爾式,一、磁脈沖式曲軸位置傳感器 （一）結(jié)構(gòu)

3、、原理 該傳感器應(yīng)用最廣泛，如日產(chǎn)車系、豐田車系、韓國大宇轎車等。現(xiàn)以日產(chǎn)車系為例: 【安裝位置】曲軸前端的帶輪之后（豐田車系安裝在分電器內(nèi)） 【結(jié)構(gòu)】如圖所示,磁感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu),1、信號(hào)盤 （1）在帶輪后設(shè)置一個(gè)帶有細(xì)齒的薄圓盤，用以產(chǎn)生信號(hào)，常稱為信號(hào)盤。 （2）信號(hào)盤和曲軸皮帶輪一起裝在曲軸上，隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)。,（3）在信號(hào)盤的外緣，沿著圓周每隔4有個(gè)齒。共有90個(gè)齒，并且每隔120布置1個(gè)凸緣，共3個(gè)。,2、信號(hào)發(fā)生器 （1）安裝在信號(hào)盤邊沿的傳感器盒，是用來產(chǎn)生電信號(hào)的。,（2）信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有3個(gè)在永久磁鐵上繞有感應(yīng)線圈的磁頭，其中磁頭產(chǎn)生120（即G信號(hào)）信號(hào)；磁頭和磁頭共同產(chǎn)

4、生曲軸1（即Ne信號(hào)）信號(hào)。,（3）120與1信號(hào)的作用 120信號(hào)（即G信號(hào)） ：判別何缸何時(shí)處于活塞上止點(diǎn)位置，以確定噴油正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)。 1信號(hào)（即Ne信號(hào)） ：感知曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以確定每次循環(huán)符合最佳空燃比的噴油量。,（4）磁頭對著信號(hào)盤的120凸緣，磁頭和磁頭對著信號(hào)盤的齒圈，彼此相隔了曲軸轉(zhuǎn)角安裝。,（5）信號(hào)發(fā)生器內(nèi)有信號(hào)放大和整形電路，外部有四孔連接器，孔“1”為120信號(hào)輸出線，孔“2”為信號(hào)放大與整形電路的電源線，孔“3”為1信號(hào)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)生的信號(hào)輸送到ECU。,【工作原理】 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)盤的齒和凸緣切割磁頭，使

5、其感應(yīng)線圈內(nèi)磁場變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生交變的電動(dòng)勢，再將其濾波整形后，變成脈沖信號(hào)。,發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，在磁頭上產(chǎn)生3個(gè)120脈沖信號(hào)，磁頭和各產(chǎn)生相位差4的90個(gè)脈沖信號(hào)（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(gè)脈沖信號(hào)，所以磁頭和磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)相位差正好為90。,將這兩個(gè)脈沖信號(hào)送入信號(hào)放大與整形電路中合成后，即產(chǎn)生180個(gè)脈沖1的信號(hào)。,【備注】 1、1信號(hào)的產(chǎn)生原理（即Ne信號(hào)） （1）1信號(hào)是由信號(hào)盤外周的齒切割傳感器的兩個(gè)傳感頭（ 和 ）所產(chǎn)生的磁力線而產(chǎn)生的。,（2）信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)傳感頭和信號(hào)盤的齒A相對時(shí)，線圈上產(chǎn)生正電壓，當(dāng)齒轉(zhuǎn)過2

6、，傳感頭與槽B相對時(shí)，線圈上產(chǎn)生負(fù)電壓。,（3）因?yàn)橐呀?jīng)設(shè)定了齒與槽之間的間隔為2，所以每隔2傳感頭上就會(huì)產(chǎn)生正負(fù)電壓信號(hào)（即產(chǎn)生脈沖的周期為4）。,（4）此外，傳感頭和傳感頭之間相隔奇數(shù)度（即3），所以信號(hào)盤的槽與齒每轉(zhuǎn)過1角后，就與傳感頭相對，將傳感頭和產(chǎn)生的信號(hào)疊加起來，就變?yōu)椋好慨?dāng)曲軸角度轉(zhuǎn)過1角時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生正或負(fù)的信號(hào)。,2、120信號(hào)的產(chǎn)生原理（即G信號(hào)） （1）120信號(hào)是檢測活塞位置的信號(hào)，在信號(hào)盤的外周設(shè)有3個(gè)凸起，其間隔為120。,（2）當(dāng)凸起切割傳感頭所產(chǎn)生的磁力線時(shí)，傳感頭的線圈上就會(huì)產(chǎn)生脈沖，與1信號(hào)產(chǎn)生的原理相同。,二、光電式曲軸位置傳感器 （一）結(jié)構(gòu)、原理 該傳感

7、器應(yīng)用于日產(chǎn)公爵（分電器內(nèi)）、日產(chǎn)藍(lán)鳥（排氣凸輪軸前端）、日產(chǎn)地平線、日本三菱（進(jìn)氣凸輪上）、韓國現(xiàn)代（分電器內(nèi)）等。現(xiàn)以日產(chǎn)車系為例,【結(jié)構(gòu)】如圖所示 由信號(hào)發(fā)生器和帶光孔的信號(hào)盤組成,1、信號(hào)發(fā)生器 信號(hào)發(fā)生器固裝在固定底座板上（或分電器殼體上），主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏晶體管和整形（控制）電路組成。如下圖所示：,兩只發(fā)光二極管分別正對著光敏三極管，發(fā)光二極管以光敏三極管為照射目標(biāo)。,2、信號(hào)盤 位于發(fā)光二極管和光敏三極管之間，固定在凸輪軸（或分電器軸上），與凸輪軸（或分電器軸）一起轉(zhuǎn)動(dòng)。,信號(hào)盤邊緣刻有360條縫隙（光孔），用來產(chǎn)生1凸輪軸轉(zhuǎn)角信號(hào)（2曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)）。,邊緣稍靠內(nèi)側(cè)

8、分布著6個(gè)間隔60的光孔（六缸），或4個(gè)間隔90的光孔（四缸），用來,產(chǎn)生曲軸位置信號(hào)（120信號(hào)六缸，或180信號(hào)四缸），其中有一個(gè)較寬的光孔是用來判斷第1缸活塞上止點(diǎn)位置的。,【原理】 當(dāng)信號(hào)盤隨凸輪軸（或分電器軸）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因信號(hào)盤上有光孔，產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，使兩只光敏晶體管交替產(chǎn)生與消除電動(dòng)勢，從而產(chǎn)生脈動(dòng)電壓信號(hào)。,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號(hào)：即Ne信號(hào) 凸輪軸每轉(zhuǎn)一周（曲軸轉(zhuǎn)兩周），由360個(gè)光孔所控制的電路將輸出360個(gè)脈沖信號(hào)，每,個(gè)脈沖信號(hào)對應(yīng)于凸輪軸1轉(zhuǎn)角（曲軸2轉(zhuǎn)角），此信號(hào)作為向電腦輸入的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號(hào)，即Ne信號(hào)。,第一缸上止點(diǎn)位置和缸序判別信號(hào)：即G信號(hào) 凸輪軸每轉(zhuǎn)一周（

9、曲軸轉(zhuǎn)兩周），由光孔（縫隙）較寬的第一缸上止點(diǎn)位置標(biāo)記和60（,六缸）或90（四缸）間隔光孔，將向電腦輸入第一缸上止點(diǎn)位置信號(hào)和缸序判別信號(hào)，即G信號(hào)，相當(dāng)于磁脈沖式的120信號(hào)。,技能一：故障分析,技能二：檢修方法,任務(wù)載體,故障分析,曲軸位置傳感器失效,？,？！,數(shù)據(jù)，故障碼,故障現(xiàn)象,檢查曲軸位置傳感器,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，懷疑有故障,故障檢修,1、桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器 安裝在曲軸后端飛輪附近，信號(hào)盤有60-2個(gè)凸齒。,信號(hào),信號(hào),屏蔽搭鐵,萬用表檢測 測量信號(hào)電壓：2和3間應(yīng)有交流電壓信號(hào)，信號(hào)電壓或頻率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大。 測量傳感器電阻：傳感器2和3間的電阻，48

10、01000。 測量屏蔽線：線束端子1與搭鐵間的電阻，應(yīng)為0。 測量間隙：傳感器與信號(hào)盤凸齒間隙，約為0.2mm0.4mm。信號(hào)盤應(yīng)無缺損。,示波器檢測 頻率和幅值隨轉(zhuǎn)速的增大而增大； 靠除去觸發(fā)輪上一個(gè)齒所產(chǎn)生的同步脈沖，可以確定上止點(diǎn)的信號(hào)； 波形的形狀基本一直，在0V電位的上下基本對稱； 各個(gè)峰值電壓應(yīng)相差不多，若某一個(gè)峰值電壓低于其他的峰值電壓，則應(yīng)檢查觸發(fā)輪是否有缺角或彎曲。,三看：看數(shù)值，看趨勢，看形狀,波形異常，應(yīng)更換傳感器（含傳感器頭和觸發(fā)輪）。,故障波形分析,最常見故障是根本不產(chǎn)生信號(hào),傳感器的線圈有斷路故障,圖a所示故障波形為齒槽中填有異物造成的,圖b所示故障波形是傳感器觸發(fā)

11、輪安裝不當(dāng)造成,1、桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)電磁感應(yīng)式凸輪軸位置傳感器 安裝在凸輪軸前端，信號(hào)盤有一個(gè)缺口和一個(gè)葉片。,信號(hào)線,搭鐵線,電源線,萬用表檢測 測量信號(hào)電壓：將二極管測試燈接在連接器端子“2”、“3”間，運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，試燈應(yīng)閃亮。斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“”端子“2”和搭鐵間的電壓，應(yīng)為12V 。 測量電源線：斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“ON”，用萬用表測量連接器插頭端子“1”與搭鐵間的電壓，應(yīng)為5V 。 測量搭鐵線：斷開連接器，點(diǎn)火開關(guān)置“OFF”，用萬用表測量連接器插頭端子“2”與搭鐵間的電阻，應(yīng)與規(guī)定一致。,示波器檢測 高電平為電源電壓，低電平為0V的數(shù)字信號(hào)； 信號(hào)的垂直沿好，頻率轉(zhuǎn)速的

12、增大而增大； 應(yīng)與曲軸位置傳感器信號(hào)有同步關(guān)系。,三看：看數(shù)值，看趨勢，看形狀,學(xué)習(xí)小結(jié),1.曲軸位置傳感器的作用是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和活塞運(yùn)行位置信號(hào)，安裝在曲軸、凸輪軸、分電器軸上；如果曲軸位置傳感器安裝在曲軸上，要判定活塞運(yùn)行位置就必須安裝凸輪軸位置傳感器，其作用是檢測基準(zhǔn)缸活塞是在壓縮上止點(diǎn)還是在排氣上止點(diǎn)，安裝在凸輪軸、分電器軸上。 2.電磁感應(yīng)式曲軸（凸輪軸）位置傳感器產(chǎn)生類似正弦信號(hào)的交流信號(hào)，霍爾式、光電式（凸輪軸）產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，要根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)選擇檢測儀器，根據(jù)電路特點(diǎn)確定檢測方法。 3.一般曲軸位置傳感器故障，PCM不能識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)行位置，停止噴油、點(diǎn)火，發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)；凸輪軸位置傳感器故障，不同控制系統(tǒng)啟動(dòng)的控制程序不同，一般會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降。 4.曲軸（凸輪軸）位置傳感器檢修可以使用故障診斷儀、萬用表、示波器。,學(xué)習(xí)拓展 下去自行查資料，了解霍爾式曲軸位置傳感器的工作原理,