第1节曲轴位置传感器_概述

1、第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,学习目标,EGR,位置传感器功用、分类及检测方法,掌握传感器的基本组成,掌握曲轴位置传感器的功用、分类及检测方法,掌握凸轮轴位置传感器的功用、分类及检测方法,掌握节气门传感器的功用、分类及检测方法,掌握加速踏板传感器的功用、分类及检测方法,掌握,掌握液位传感器功用、分类及检测方法,掌握转向盘转角传感器功用、分类及检测方法,了解超声波距离传感器功用、分类及检测方法,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,概述,?,用来测量元件运转或运动所处位置的传感器称为,位置传感器,。,?,曲轴位置传感器,?,凸轮轴

2、位置传感器,?,节气门位置传感器,?,液位传感器,?,转向盘转角传感器,?,超声波距离传感器,?,加速踏板位置传感器,?,EGR,位置传感器等,。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第一节,曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,磁电式曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第一节,曲轴位置传感器,一、曲轴位置传感器概述,功用：,曲轴位置传感器（,CKP,或,CPS,Crankshaft,Position Sensor,）,又称为,发动机转速与曲轴转角传,感器,

3、，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，,并输入电子控制单元,(ECU),，以便确定喷射顺序、喷,射正时、点火顺序、点火正时，并根据信号监测到的,曲轴转角波动的大小来判断发动机是否有失火现象。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第一节,曲轴位置传感器,一、曲轴位置传感器概述,请看视频：发动机转速与曲,功用：,轴位置传感器功用与结构,曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最,重要的传感器之一。,其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；,检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测,用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第,一缸上止点信号。,

4、第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,凸轮轴位置传感器,(Camshaft Position Sensor,，,CPS),又称为气缸识别传感器,(Cylinder Identification,Sensor,，,CIS),，为了区别于曲轴,位置传感器,(CPS),，凸轮,轴,位置传感器,一般都用,CIS,表示。,凸轮轴,位置传感器,的功用是采集配气凸轮轴的位置信,号，并输入,ECU,，以便,ECU,识别气缸,1,压缩上止点，从而进,行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮,轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。,因为凸轮轴,位置传感器,能够识别哪一个气缸活

5、塞即将到达,上止点，所以称为,气缸识别传感器,。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,?,曲轴位置传感器与上止点位置传感器区别与联系,?,曲轴位置传感器对起动和运转的影响,?,曲轴位置传感器的安装位置,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器的分类,?,按照其工作原理的不同，分为三种类型：,?,磁电感应式曲轴位置传感器,?,光电式曲轴位置传感器,?,霍尔效应式曲轴位置传感器。,捷达,AT,和,GTX,型、桑塔纳,2000GSi,型、奥迪,200,型轿车采,用磁感应式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位

6、置传感器；,请看动画：曲轴位置传感器（磁电感应式为例）,红旗,CA7220E,型轿车和切诺基吉普车采用了霍尔式曲轴与,凸轮轴位置传感器，且曲轴位置传感器为差动霍尔式传感,器。因为大多数汽车将曲轴与凸轮轴两种位置传感器制作,成一体，且相同类型传感器的工作原理完全相同,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,二、磁电感应式曲轴位置传感器,动画：电磁传感器,.swf,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,工,作,原,理,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,工,作,原,理,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,工,作,原,理,第三章,位置

7、和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,捷达轿车的磁感应式曲轴,位置传感器,（需要连接网络）,捷达,2,阀凸轮轴位置传感器,捷达王曲轴位置传感器,安装在气缸体左侧、发动机后端靠近飞轮处,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,捷达轿车的磁感应式曲轴位置传感器信号转子的结构：,齿数为,60-2,，即原,为,60,齿，切掉,2,齿，,得到,58,凸齿、,57,个,小齿缺和,1,个大齿缺。,原为,60,齿,=,齿与齿间隔度数为,360,/60=6,=,每个凸齿和,小齿缺所占曲轴转角均为,3,。,曲轴旋转一圈，将会产生,58,个脉冲信号。,大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占

8、弧度，,=,大齿缺所占总的曲轴转角位,15,（,=2,3+3,3,）。,大齿缺输出基准信号，对应发动机气缸,1,或,4,压缩上止点前的一定,角度。,1,缸还是,4,缸需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,安装位置,?,传感器与与控制单元的连接,传感器与与控制单元的连接,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,检测方法,?,磁电感应式传感器的如下：,故障征兆检测：,在发动机运行中，当曲轴,位置传感器出现故障时，会导致信号中断，,发动机不能启动或在运行时立即熄火，这时,电子控制单元可以诊断到故障并进行代码存储。,曲轴位置传感器

9、的电阻检查。,关闭点火开关，拔下传感,器连接器插头，检查传感器上,1,与,2,端子间电阻，应为,450,1000。若电阻为无穷大，说明信号线圈存在断路，应更,换传感器。检查传感器上,1,或,2,端子与屏蔽线端子,3,之间的电,阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传,感器。,检查传感器与,ECU,之间的连接线束。,分别检查,1,与,56,端子，,2,与,63,端子，,3,与,67,端子间的电阻值，应不超过1.5。如果,电阻为无穷大，说明存在导线断路或接触不良，需进行维,修。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,检测方法,信号转子与磁头间间隙检查。,用厚薄规,检查信号

10、转子与磁头间间隙，标准值为,0.2,0.4mm,。气隙不,在标准范围内时，需进行调整。,输出电压测量：,用万用表的交流电压档，在线路正常连接、,发动机运转时测量,1,与,2,间电压，其电压值在,0.2,2v,波动,故障诊断仪检测：,利用,大众奥迪专用解码器,V.A.G1551,或,V.A.G1552,故障诊断仪，,V.A.G1552,通过故障诊断插座可以读取故障信息。如果曲轴位置传感器,故障，则会出现,00513-,发动机转速传感器,( G28 ),故障代码。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,视频：,光电式,传感器,.flv,三、,光电式曲轴位置传感器,第三章,位置和角度

11、传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,三、,光电式曲轴位置传感器,安装位置,：分电器内、排气凸轮轴前端、进气凸轮上,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,MPI:,多点,燃油,喷射,系统,光电式曲轴位置传感器,工作原理,?,内孔（二极管、光敏管）：凸轮轴,位置传感器,?,外孔（二极管、光敏管）：曲轴位,置传感器,?,组合时：共用,12V,电源线、搭铁线，,各自信号线，共,4,条线,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,检测,?,1,传感器联轴器,2,凸轮轴位置传感器,3,信号盘,4,曲轴位置传感器检测,孔,5,第四缸上止点检测孔,6,发光二极管,7,光敏二极管,视

12、频：光电式,传感器,工作原理,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测方法如下：,曲轴位置传感器,?,工作电压和参考电压的检查,4,1,2,3,凸轮,轴位,置传,感器,?,检查时，关闭点火开关，脱,开曲轴位置传感器的导线连,接器，再把点火开关置于,“,ON,”,，用万用表的电压档测,量线束侧,4#,端子与地间的电,压应为,12V,，线束侧,2#,端子和,3#,端子与地间电压应为,4.8-,5.2V,，用万用表的电阻档测,量线束侧,1#,端子与地间应为,0（导通）。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器和凸轮轴位

13、置传感器的检测方法如下：,4,?,输出信号检测,1,2,3,现代,SONATA,光电式曲轴位置传感器和,凸轮轴位置传感器与,ECU,的连接,用万用表电压档接在传感,器侧,3#,端子和,1#,端子上，在,线路连接正常情况下，起动,发动机，电压应为,0.2-1.2V,。,在起动发动机后的怠速运转,期间，用万用表电压档检测,2#,端子和,1#,端子电压应为,1.8-2.5V,。若电压不在规定,范围内，应更换曲轴位置传,感器,。,?,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,?,故障代码检测：,使用,MUT-,或,MUT-,，读取故障码，如果曲轴位置传感器损,坏，会出现故障码,22,，凸轮

14、轴位置传感器不良，会出现故障,码,23,。,?,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,?,示波器检查,?,光电式曲轴位置传感器输出的为方波频率信号，曲转每转一,圈，将有两个活塞运动到上止点，正常输出波形应如上图。,?,光电式凸轮轴位置传感器输出的也为方波频率信号，只是在,发动机一个工作循环内，应该产生两个脉冲宽度不同的方波,信号，正常输出波形应与图,3-12,（,b,）相同。,?,现代汽车曲轴位置传,感器采用,4,个缝隙（外,孔）；,?,凸轮轴位置传感器采,用,2,个光孔，用于感测,第,1,、,4,缸压缩上止点，,以提高精度。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感

15、器,四、霍尔式曲轴位置传感器,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,四、霍尔式曲轴位置传感器,请看：霍尔位置,1.,霍尔效应,传感器动画,?,当电流,I,通过放在磁场中的半,导体基片,(,称,霍耳元件,),且电,流方向与磁场方向垂直时，,电荷在洛仑兹力作用下向一,侧偏移，在垂直于电流与磁,场的霍耳元件的横向侧面上,即产生,一个与电流和磁场强,度成正比的电压，称为霍耳,电压,U,H,。霍耳电压可用下,式表示,即,式中：,R,H,霍耳系数；,d,基片厚度,I,电流；,B,磁场强度；,当结构一定且电流为定值时,霍尔电压与磁场,强度成正比。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位

16、置传感器,霍尔开关电路,根据脉冲,信号的多,少计算曲,轴的旋转,速度和位,置。,汽车上用霍尔式传感器一般为三线：一根为,电源线,，供给,工作电压一般为,12V,，（也有用,9V,），一根为,信号线,，需,要提供,5V,参考电压，通过三极管的导通或关闭，实现,0V,和,5V,的脉冲变化，第三根为,搭铁线,。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,按照霍尔器件和工作磁体间的运动方式，霍尔式曲轴位,置传感器分为变磁通式和遮断式。,（,a,）变磁通式,（,b,）遮断式,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,（,a,）变磁通式,?,齿盘的转动使磁路的,磁阻随气隙的改变而周

17、,期性地变化，霍尔元件,输出的微小脉冲信号经,隔直、放大、整形后可,以确定齿盘的转速,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,（,a,）变磁通式,当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产,生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，,当齿轮齿缺对准霍尔元件时，输出低电平。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,（,b,）变磁通式,?,霍尔曲轴传感器的其他安装方法,只要黑色金属旋,转体的表面存在缺,口或突起，就可产,生磁场强度的脉动，,从而引起霍尔电势,的变换，产生转速,信号,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,（,b,）遮断式,?,

18、软磁翼片（如软铁）,?,软磁材料易于磁化，也易,于退磁，广泛用于电工设,备和电子设备中。应用最,多的软磁材料是铁硅合金,(,硅钢片,),以及各种软磁铁,氧体等,。,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,实例与分析,遮断式,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,磁力线通过时电流流向和电压输出,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,磁力线被阻挡时电流,流向和电压输出,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,连续运转时电压输出,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,传感器检测,第三章,位置和角度传感器,第,1,节,曲轴位置传感器,。,?,。,传感器检测,?,工作电压的检测,：拔掉曲轴位置传感器插,头，打开点火开关，用万用表的电压档测量,线束侧