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任务4曲轴位置传感器的检查与维修 学习任务4曲轴位置传感器的检测与维修学习目标完成本学习任务后，你应当能1.叙述曲轴位置传感器的种类及其用途；2.回顾霍尔效应、磁感应电动势的基本概念；3.根据已有计划对霍尔式曲轴位置传感器进行检查，并判断传感器的好坏；4.查阅资料自行制定磁感应式曲轴位置传感器的检查计划，实施检查并给出分析结论；5.检测Ne信号、G信号，分析指出两者之间的关系。 建议完成本学习任务为7课时学习内容的结构学习内容的结构曲轴位置传感器的检查与维修曲轴位置传感器的分类霍尔效应与磁感应电动势霍尔式曲轴位置传感器的结构和功能磁感应式曲轴位置传感器的结构和功能霍尔式曲轴位置传感器的检测与更换磁感应式曲轴位置传感器的检测与更换Ne信号、G信号学习任务描述一台电控发动机不能起动，通过手持式汽车诊断电脑的检查，检测出与曲轴位置传感器相关的故障码，需要对曲轴位置传感器及电路进行检查，确定故障部位，并维修或更换。 曲轴位置传感器（也称为发动机转速与曲轴位置传感器，或称曲轴位置/判缸/转速传感器）是电控发动机中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。 一、学习准备*1.曲轴位置传感器有哪些类型，安装在车辆的什么位置？请根据图4-1所示正确回答问题。 图4-1曲轴位置传感器的安装位置1.曲轴位置传感器根据产生信号的原理可分为、和光电式三种。 2.不同车型的曲轴位置传感器，其安装位置不一定相同。 常见的安装位置有、飞轮上或内。 *2.曲轴位置传感器有什么作用？曲轴位置传感器就是凸轮轴位置传感器吗？曲轴位置传感器的功用是检测发动机曲轴（Ne信号）和活塞运行位置（G信号），并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制正时和喷油正时，同时也是测量发动机转速（Ne信号）的信号源。 小词典G信号指活塞运行到压缩上止点前某一角度的判别信号（不同车型角度不同），它是根据凸轮轴位置传感器或曲轴位置传感器产生的信号经过整形和转换而获得的脉冲信号。 小词典Ne信号指发动机曲轴转速信号，它是根据曲轴位置传感器产生的信号经过整形和转换而获得的信号。 3.曲轴位置传感器不一定就是凸轮轴位置传感器。 1）在许多旧款的电喷发动机上，有曲轴位置传感器就没有凸轮轴位置传感器，有凸轮轴位置传感器就没有曲轴位置传感器。 因为这两个传感器的作用是一样的，只是安装位置不同，所以名称就不一样。 因此过去往往习惯性的将凸轮轴位置传感器也称作曲轴位置传感器。 2）在有些发动机上，即安装了曲轴位置传感器，又安装了凸轮轴位置传感器，一般曲轴位置传感器主要用来检测发动机的转速、曲轴的位置，而凸轮轴位置传感器主要用来发送上止点信号。 这种做法，其实只是将过去一个传感器的任务分配给两个传感器去完成。 因此，在某种意义上，这两种传感器仍然是一样的。 3）但随着发动机可变气门正时等新技术的出现，需要分别检查凸轮轴和曲轴的位置，这时的凸轮轴位置传感器与传统的凸轮轴位置传感器的作用完全不同。 *3.分别说明霍尔式、磁感应式曲轴位置传感器是怎样实现这些功能的？1.霍尔式曲轴位置传感器霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效应原理产生相对应的电压脉冲信号。 小词典霍尔效应是指当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半导体基片（称霍尔元件）时，在垂直于电流和磁场的霍尔元件横向侧面上，将产生一个与电流和磁场强度成正比的电压UH。 如图4-2所示。 图4-2霍尔效应原理1）如图4-3所示，当叶片旋转进入霍尔元件和磁铁之间时，由于磁场被阻隔，霍尔元件上没有磁场通过，所以霍尔电压UH；当叶片转到其缺口对着霍尔元件时，永久磁铁所产生的磁场在导板的引导下，垂直通过通电的霍尔元件，于是霍尔电压UH，再经信号处理后以整齐的矩形脉冲信号Ug输出。 图4-3霍尔信号发生器的输出信号2）实际应用的轮齿触发霍尔式曲轴位置传感器主要由具有触发轮齿的信号盘和霍尔传感器组成（如图4-4所示）。 它们为ECU提供计算曲轴转角和发动机转速所需的信息。 图4-4采用轮齿触发的霍尔曲轴位置传感器当信号盘上的齿槽通过霍尔传感器时，霍尔传感器输出电位（5V），当轮齿中心线与传感器感应头中心对齐时，霍尔传感器输出电位（0.3V），形成一个高低电位脉冲信号；一组轮齿组通过霍尔传感器时，就产生一组脉冲信号。 3）在图4-4a所示的四缸发动机中，曲轴带动信号盘旋转一周产生组信号，表示某两个汽缸的活塞正向上止点运动；每个汽缸对应有个脉冲信号，当预先确定第四个脉冲（图4-4a中正对霍尔传感器的齿槽产生的脉冲信号为第四个脉冲）的下降沿对应的曲轴位置为上止点前的4时，则第一个脉冲（图4-4a中最左边齿槽产生的脉冲）的下降沿对应的曲轴位置是上止点前。 小词典下降沿指信号由高电压变为低电压的时刻。 ECU通过对各脉冲信号时间的计算，能够算出1曲轴转角的时间和发动机转速。 4）同步信号传感器。 ECU能计算出曲轴的位置和发动机转速，但还无法判断哪两个缸的活塞正向上止点运动，还需要同步信号传感器（凸轮轴位置传感器）的信号输入。 图4-5就是一个同步信号传感器的示意图。 脉冲环是一个半周环（180），通过环座安装在分电器轴上，当脉冲环接近霍尔传感器时，同步信号器输出5V的电位；当脉冲环离开霍尔传感器时，同步信号器输出0V。 分电器转一周，高低电位各占半周，即输出一个脉冲信号。 图4-5同步信号器结构示意图当脉冲环的前沿进入霍尔传感器时，同步信号器输出5V的电位，对四缸发动机表示第一缸、第四缸活塞正向上止点运动，其中第一缸活塞为压缩行程，第四缸活塞为行程。 当脉冲环的后沿离开霍尔传感器时，同步信号器输出0V的电位，仍然是第一缸、第四缸活塞向上止点运动，第一缸活塞为排气行程，第四缸活塞为行程。 不同缸数的发动机工作情况类似。 ECU结合同步信号传感器和曲轴位置传感器的信号，可以准确地知道每个汽缸的位置和工作情况。 2.磁感应式曲轴位置传感器为了计算点火提前角和喷油脉宽，必须测得发动机转速和上止点位置信号，这两个信号同样可以由磁感应式曲轴位置传感器来测得。 如图4-6所示。 图4-6磁感应式曲轴位置传感器1）磁感应式曲轴位置传感器主要由1.永久磁铁2.传感器外壳3.曲轴箱4.5.6.信号轮组成。 2）工作原理信号轮安装在曲轴上，信号轮上有轮齿，轮齿与传感器相对应。 当齿顶部与磁头相对时，磁力线最，磁场最。 当齿根部与磁头相对时，磁力线最，磁场最，由于磁场的变化，使感应线圈产生交变电动势，即信号电压。 3）为了测得活塞位置，信号轮上缺省2个齿，使信号波形发生突然变化，脉冲信号电压通过2针线束与ECU相连。 由于信号轮上有两个缺齿，则曲轴位置传感器每转360，就有一个大的交流信号与此信号对应的，就是活塞位置，用来作为ECU计算点火提前角的基准。 一个典型的信号波形如图4-7所示。 图4-7典型的信号电压波形4）交流电压脉冲信号数是信号轮通过传感器的齿数，所以测得信号脉冲频率，即可得出发动机的转速。 5）请根据图4-8计算发动机的转速。 图4-8曲轴位置传感器信号波形与发动机转速发动机转一圈的时间为，则一分钟时间内发动机可以转动圈。 二、计划与实施 二、计划与实施在计划与实施的过程中，将学习检测霍尔式曲轴位置传感器，检查磁感应式曲轴位置传感器。 （一）检测霍尔式曲轴位置传感器（流程如图4-11所示）*4.车辆信息登记与故障重现。 1.车辆信息登记与客户投诉车辆型号（VIN码）发动机型号外观目检（整车）客户投诉发动机不能起动维修接待的维修意见检查曲轴位置传感器及其线路，检查发动机ECU2.曲轴位置传感器工作异常可能会导致车辆出现哪些故障现象？发动机不能起动或突然熄火；发动机运转不均匀，排气管冒黑烟；发动机动力不足，行驶和加速无力；发动机过热、排气管放炮。 3.在进行曲轴位置传感器检查时，除了要用到万用表、示波器等设备外，还需要哪些工具、设备？*5.霍尔式曲轴位置传感器的外观检查。 (1)插头是否连接良好；口是口否 (2)拔出插接器观察是否有锈蚀、松动。 口是口否*6.检测霍尔传感器的供电电压。 1.查阅维修手册，将霍尔式曲轴位置传感器的电路图画在下列空白处。 线路图2.画出霍尔式曲轴位置传感器连接器示意图，并注明哪一个是电压信号端子，哪一个是搭铁端子，哪一个是电源端子。 3.关闭点火开关，拔下霍尔传感器的插头。 打开点火开关，用万用表的电压挡分别测量霍尔电压信号端子和搭铁端子之间的电压值，电源端子和搭铁端子之间的电压值检测项目标准值检测值结论信号端子电压电源端子电压小提示不同车型的霍尔传感器的供电电压的标准值可能会有所不同，具体的数值需要根据实际检测的车型查阅相关的资料或维修手册。 *7.检测霍尔传感器的输出电压波形按图4-9所示连接示波器，将测试探针刺入霍尔传感器的信号触发线。 起动发动机，在怠速和较高转速下进行波形测试。 图4-9示波器的连接通过示波器检测的霍尔式曲轴位置传感器的信号波形应如图4-10所示，若无信号或信号异常说明传感器有损坏，应予以更换。 小提示不同车型的霍尔传感器的信号电压的标准值可能会有所不同，所以参考电压的具体的数值需要根据实际检测的车型查阅相关的资料或维修手册。 图4-10霍尔式曲轴位置传感器的信号波形*8.对车辆进行复位、清洁。 起动车辆口任务完成发动机故障灯状态口正常口不正常观察发动机运转状态口正常口不正常读取故障码清除故障码具体操作见学习任务14。 车辆检验、交车口任务完成小提示可以通过检查发动机转动时霍尔传感器的输出电压是否有变化来确认传感器是否正常。 （二）检查磁感应式曲轴位置传感器（流程如附图4-2所示）*9.请参考相关资料检测磁感应式曲轴位置传感器的电阻，将检查步骤及检查结果写在下面的空格中。 *10.请参考相关资料检测磁感应式曲轴位置传感器与ECU之间的连接线束，将检查步骤及检查结果写在下面的空格中。 *11.请参考相关资料检测磁感应式曲轴位置传感器信号转子与磁头间的间隙，将检查步骤及检查结果写在下面的空格中。 *12.请参考相关资料检测磁感应式曲轴位置传感器的输出电压波形，将检测波形画在下面的空格中，并分析Ne信号与G信号之间的关系。 三、评价与反馈（一）自我评价维修案例一辆丰田威驰轿车，在一次事故后，当车速一上升到80公里就出现动力不足，发动机缺火的现象。 检查发动机的油路、进排气系统，均正常。 检查点火系统，有高压火花。 拆检火花塞、高压线、点火线圈，都正常。 由于事故时，发动机分电器处发生过碰撞。 重点检查分电器，并未发现异常。 接着检查曲轴位置传感器波形，发现传感器的波形电压周期性的变大变小，发动机转速越高，这种现象越明显。 原来分电器轴在事故中发生了轻微的变形，导致磁感应式曲轴位置传感器与轮齿之间的间隙发生了变化，使得输出信号不正确。 更换分电器，故障排除。 1.在本案例的检查中，如果用万用表代替示波器检查曲轴位置传感器信号，能否找到故障的原因？2.如果曲轴位置传感器是霍尔式的，会出现这种故障吗？为什么？（注意霍尔式传感器输出信号波形的电压是否会随发动机转速、传感器间隙的变化而变改变。 3.工作页填写情况。 评价情况4.工作着装是否规范？评价情况5.能否主动参与工作现场的清洁和工作？评价情况6.升降汽车举升器或起动发动机时，有无进行安全检查并警示其他同学?评价情况7.完成本学习任务后，能借助其他学习资料完成一些简单的维修计划的制定吗？评价情况能独立完成能与其他同学一起完成需在老师的指导下完成无法完成8.在进行本学习任务时，能否熟练、规范的使用示波器？评价情况能独立完成能与其他同学一起完成需在老师的指导下完成无法完成9.你在曲轴位置传感器的检测与维修过程中遇到的困难是什么？你是怎样解决的？10.你对这个学习任务的学习是否满意?制定计划过程中，你是主要的策划者吗？评价情况哪些方面还有待进一步改善？_。 签名年月日（二）小组评价（至少从下表中选择10项进行评价）序号评价项目评价情况1与其他同学口头交流学习内容是否顺畅2是否尊重他人3学习态度是否积极主动4是否服从教师的教学安排5着装是否符合标准6能否正确的领会他人提出的学习问题7能否按照安全和规范的规程操作8能否辨别工作环境中哪些是危险的因素9是否合理规范使用工具和仪器10是否能保持学习环境的干净整洁11是否遵守学习场所的规章制度12是否有工作岗位的责任心13是否达到全勤14学习是否积极主动15是否能正确对待肯定和否定的意见16团队学习中主动与合作的情况如何参与评价的同学签名年月日（三）教师评价