《发动机电控系统原理与维修课件》-任务3 曲轴、凸轮轴位置传感器检修

CONTENTS目录1任务描述2学习目标3知识准备4知识拓展5操作指引6任务实施7任务小结任务描述一辆2012款迈腾1.8T轿车，装备BYJ发动机，行驶里程8.6万公里。客户李先生反映该车发动机故障灯常亮，加速无力。熄火再起动，故障灯还是常亮。发动机机械系统正常的情况下，发动机加速无力，一般故障出现在发动机电控系统的传感器、ECU或执行器。当曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器出现故障时，可能会出现发动机无法起动、怠速不稳、加速无力、排放超标等故障现象。若判断故障在曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器，则需要对曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器进行检修。学习目标1能描述曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的功用；2能描述曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的类型；3熟悉轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成结构、工作原理及信号特性；知识目标1能在实车上找到曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的安装位置；2能运用检测和诊断设备对曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器进行检测与诊断；3能参阅维修手册对曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器进行更换；能力目标4能养成自主学习、操作规范的工作作风及环保意识。1具备信息查询和维修手册使用的基本能力；2能够按照企业5S要求和安全生产规范进行操作；3能与同学密切合作，规范安全的完成学习活动；素质目标知识准备一、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的功用曲轴位置传感器的功用：用来检测曲轴转角和发动机转速信号，输送给ECU，以便确定燃油喷射时刻和点火控制时刻。曲轴位置传感器是发动机控制系统中最主要的传感器之一，是确认曲轴转角位置和发动机转速不可缺少的信号之一，发动机电脑用此信号控制燃油喷射量、喷油正时、点火时刻、点火线圈充电闭合角、怠速转速和电动汽油泵的运行。凸轮轴位置传感器的功用：用来检测凸轮轴位置信号，输送给ECU，以便ECU确定第一缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制和点火时刻控制；同时，还用于发动机起动时识别第一次点火时刻；因此也称为判缸传感器。发动机电控系统常用的发动机曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器根据其工作原理分为：二、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的分类

（a）电磁式（c）光电式（b）霍尔式三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理电磁式曲轴位置传感器1（1）传感器的组成电磁式曲轴位置传感器电磁式曲轴位置传感器结构组成三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理电磁式曲轴位置传感器1（1）磁感应式发动机曲轴位置传感器原理磁感应式发动机曲轴位置传感器由信号转子、传感线圈及水久磁铁三部分组成。当信号转子每转过一个凸齿时，由于穿过传感线圈的磁通量发生变化，根据电磁感应原理，传感线圈就会输出一个交变电动势。信号转子与发动机曲轴相连，传感线圈输出的交变电动势的颜率反映了曲轴的转速。电磁感应式发动机曲轴位置传感器工作原理三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理电磁式曲轴位置传感器1（1）磁感应式发动机曲轴位置传感器原理如图所示为磁感应式发动机曲轴位置传感器的结构示意图。信号发生器由传感线圈、永久磁铁及线束组成,安装在靠近离合器一侧的缸体上。信号转子的圆周上间隔均匀地分布着58个凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺。1-大齿缺；2-信号转子；3-传感器磁头；4-气缸体；5-信号发生器电磁感应式曲轴位置传感器结构图三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理电磁式曲轴位置传感器1（1）磁感应式发动机曲轴位置传感器原理磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源，永久磁铁起着将机械能变换为电能的功用，其磁能不会损失。当发动机转速变化时，转子凸齿转动的速度将发生变化，铁芯中的磁通变化率也将随之发生变化。转速越高，磁通变化率就越大，传感线圈中的感应电动势也就越高。转速不同时，磁通和感应电动势的变化情况如图所示。传感线圈中的磁通Φ和电动势E波形三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理霍尔式曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器2（1）霍尔式曲轴位置与凸轮位置传感器结构组成霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器结构组成主要由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器等组成。转子安装在转子轴上。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。三、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的组成与工作原理霍尔式曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器2（2）霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器工作原理凸轮轴位置传感器工作原理曲轴位置传感器工作原理四、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器信号特性霍尔式曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器2电磁式曲轴位置传感器输出的正弦模拟信号，光电式、霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器输出数字方波信号，如图所示。（a）正弦模拟信号

（b）数字方波信号曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器信号波形知识拓展一、光电式曲轴位置与凸轮位置传感器的结构组成光电式曲轴位置与凸轮轴位置传感器结构发生器信号盘配电器传感器壳体线束插头等组成二、光电式曲轴转速、转角信号和气缸识别信号的产生原理光电式传感器工作原理因为传感器轴上的斜齿轮与发动机配气机构凸轮轴上的斜齿轮啮合，所以当发动机带动传感器轴转动时，信号盘上的透光孔便从信号发生器的发光二极管LED与光敏三极管之间转过。二、光电式曲轴转速、转角信号和气缸识别信号的特性当发动机电脑接收到G信号发生器输入的宽脉冲信号时，便可确定第一缸活塞处于压缩上止点前70°位置；ECU接收到下一个G信号时，则判定第五缸活塞处于压缩上止点前70°位置。ECU接收到每一个上止点位置信号（G信号）后，再根据曲轴转角信号（Ne信号）便可将喷油提前角和点火提前角的控制精度控制在1°（曲轴转角）范围内。操作指引（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。（2）设备设施：迈腾轿车（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、示波器、万用表等。（4）耗材：保险丝、线束、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等。（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。（1）穿戴干净整洁的工作服。（2）遵守场地安全规定，注意用电安全。（3）插拔诊断仪时一定要关闭点火开关。（4）正确使用万用表、示波器等工量具。（5）在检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器时，严禁用力拉扯线束。1.课前准备2.操作要求任务实施任务实施迈腾1.8T曲轴位置传感器安装位置迈腾1.8T曲轴位置传感器电路图曲轴位置传感器的检测任务实施凸轮轴位置传感器的检测迈腾1.8T凸轮轴位置传感器安装位置迈腾1.8T凸轮轴位置传感器电路图任务实施一辆2012款迈腾1.8T轿车，装备BYJ发动机，行驶里程8.6万公里。客户李先生反映该车发动机故障灯常亮，加速无力。熄火再起动，故障灯还是常亮。。能引起此故障的因素有多个，可能是进气系统故障、燃油供给系统故障、点火系统故障或者发动机电控系统故障。现在需要使用诊断仪器、设备和工具做进一步检测。故障原因分析1故障原因分析任务实施故障诊断与排除过程2（1）读取发动机故障码和曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的数据流读取故障码用诊断仪VAS6150读取故障码，01发动机显示有故障，故障码为：00835P0343凸轮轴位置传感器G40过大信号

静态，故障码不能清除。①读取故障码任务实施故障诊断与排除过程2（1）读取发动机故障码和曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的数据流读取数据流用诊断仪VAS6150读取数据流，读取91组数据，第三区和第四区固定38°KW，加油不变化，如图。②读取数据流根据故障码和数据流显示，初步诊断，造成此故障可能原因有：A.凸轮轴位置传感器存在故障；B.凸轮轴位置传感器到电脑的线路、插头存在故障；C.发动机电脑本身有故障。任务实施故障诊断与排除过程2（2）检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器线路凸轮轴位置传感器电源电压的检测关闭点火开关，拔下凸轮轴位置传感器插头，将点火开关置于ON位置。将万用表旋转开关置于直流电压档，检测传感器插头1号端子（参见图9-52）与搭铁之间的电压应为5v左右。①检测凸轮轴位置电源电压任务实施故障诊断与排除过程2（2）检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器线路凸轮轴位置传感器搭铁检测关闭点火开关，拔下凸轮轴位置传感器插头，用万用表检测凸轮轴位置传感器插头3号端子与搭铁之间电阻，电阻值应小于1Ω。②检测凸轮轴位置传感器搭铁任务实施故障诊断与排除过程2（2）检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器线路起动发动机，用万用表检测凸轮轴位置传感器信号电压，信号值在0V至5V之间变化。③检测凸轮轴位置传感器信号点火开关断开，断开曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接器，检测两个传感器插头端与发动机ECU对应端子的电阻应小于1Ω。④检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器线路电阻任务实施故障诊断与排除过程2（3）检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器波形发动机怠速时的曲轴位置传感器波形发动机转速为2000转/分时的曲轴位置传感器波形从曲轴位置传感器波形图中可看出，曲轴位置传感器输出的信号电压和频率随着转速的信号增大而增大。任务实施故障诊断与排除过程2（3）检测曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器波形发动机怠速时的凸轮轴位置传感器波形发动机转速为2000转/分时的凸轮轴位置传感器波形从凸轮轴位置传感器波形图中可以看出凸轮轴位置传感器的信号频率随着转速的升高而升高，但是电压值不会发生变化。任务实施故障诊断与排除过程2（4）更换曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器如确认曲轴位置、凸轮轴位置传感器故障，需按维修手册要求更换相应传感器。任务实施霍尔传感器产生的方波信号是由发动机电脑提供的正电位被霍尔传感器下拉形成的。产生过大信号的原因：发动机电脑损坏、发动机电脑到G40线路问题（信号线断路、G40本身损坏。进行故障检测和诊断时，不要盲目更换零部件，要学会使用诊