知识点四 检查、更换曲轴位置传感器《汽车发动机构造与维修》河南省（对口招生）交通运输类 知识点讲解

河南省（对口招生）交通运输类 《汽车发动机构造与维修》 知识点讲解 四、检查、更换曲轴位置传感器 【课程要求】 1. 能准确说出曲轴位置传感器的作用及常见安装位置。 2. 能区分磁电感应式、霍尔效应式、光电式三种曲轴位置传感器的结构与工作原理。 3. 能按照规范步骤，使用万用表和故障诊断仪检查曲轴位置传感器及其电路。 4. 能独立完成曲轴位置传感器的拆卸与安装，注意力矩和密封件更换。 5. 能根据发动机间歇性熄火等故障现象，分析曲轴位置传感器可能引起的故障。 6. 能遵守安全操作规程，正确断开蓄电池负极电缆。 【知识网络】 【知识要点】 知识点 1 曲轴位置传感器的作用及安装位置 1. 曲轴位置传感器的作用 曲轴位置传感器是控制系统中最重要的传感器之一。其作用是确定曲轴的位置和转速。电子控制单元利用其信号进行以下控制：各缸喷油和点火的顺序，各缸喷油位置，各缸喷油量，点火正时，怠速等。 2. 曲轴位置传感器的安装位置 曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端（皮带轮处）、曲轴后端靠近大飞轮处或曲轴中间。 知识点 2 曲轴位置传感器的分类 曲轴位置传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式、光电式。 1. 磁电感应式曲轴位置传感器 传感器分成上下两部分。上部分产生G信号（判缸信号），由G1、G2感应线圈和1号信号转子组成，G1和G2两个感应线圈相对安装，间隔180°。下部分产生Ne信号（转速信号），由Ne感应线圈和2号信号转子组成。Ne信号发生器检测曲轴转角和发动机转速，由固定在分电器内下半部等间隔的24个轮齿的转子及感应线圈组成。G信号用于辨别气缸及检测活塞上止点位置，由位于Ne信号发生器上方的凸缘转轮及其面对称的两个感应线圈产生。 2. 霍尔效应式曲轴位置传感器 霍尔效应原理：当电流以垂直于磁场方向通过置于磁场中的半导体基片（霍尔元件）时，在垂直于电流和磁场的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，称为霍尔电压UH。霍尔效应式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端，主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。 3. 光电式曲轴位置传感器 光电式曲轴位置传感器主要由发光二极管、遮光转角、光敏二极管和放大电路四部分组成。安装在分电器内，由信号发生器和带光孔的信号盘组成。信号盘外围刻有360条光孔，产生1°曲轴转角信号；外围稍靠内间隔60°刻有6条光孔，产生120°判缸信号，其中有一个光孔较宽，与基准缸一缸压缩行程活塞的某一位置相对应。 知识点 3 曲轴位置传感器的检查与更换实训 1. 实训器材与作业准备 实训器材：实训整车、万用表、维修手册、常用工具（快速脱落棘轮扳手、六角套筒、鲤鱼钳、螺丝刀、两用扳手、六角旋具套筒）、发动机故障诊断仪。作业准备：检查举升机、车辆开进工位、打开发动机罩、铺上护套、顶好车位、稍微举升车辆、检查车辆平稳。 2. 检查曲轴位置传感器 打开点火开关到ON挡，检查仪表盘发动机故障警示灯。起动发动机，若故障灯常亮则进入检测。关闭点火开关，连接发动机故障诊断仪。重新打开点火开关至ON，开启诊断仪电源，按菜单操作：输入车辆年款、选择车型（别克）、凯越系列、动力总成、发动机规格、变速器类型，选择诊断故障码，读取曲轴位置传感器故障码。根据故障码查询维修手册中曲轴位置传感器电路。关闭点火开关，断开传感器连接器。打开点火开关，起动发动机，用万用表检测1和2两端电压应符合规定，否则更换传感器。连接传感器，再次检测M21和M5之间电压，否则检查线束。若正常则检修发动机控制模块。 3. 拆卸曲轴位置传感器 观察传感器位置，断开蓄电池负极电缆（注意：必须先检查点火开关处于OFF或LOCK位置，关闭所有电器负载）。举升车辆至适当高度。逆时针拧松固定螺栓并取出。从发动机缸体上轻轻转动并拆卸传感器。用一字螺丝刀撬开连接器并分离。 4. 安装曲轴位置传感器 清洁传感器安装底座。注意橡胶垫圈需要换新件，旧垫圈不能乱扔，注意环保。将传感器插入发动机缸体。安装固定螺栓，紧固力矩至8N·m（要认真细致，力矩准确）。连接传感器连接器。连接蓄电池负极电缆。 5. 安全与清洁 遵守安全事项，按规定清扫、清洁，完成后离开。 知识点 4 案例 1. 故障现象与初步判断 一辆行驶里程约110000km的别克凯越1.6L轿车，发动机间歇性熄火，无规律。熄火后不能立即起动，放置几秒后又能起动。初步判断为电控系统问题，可能是曲轴位置传感器故障。 2. 诊断过程 用KT600检测发动机控制模块，有故障码，清除后再次读码无故障码，初步判断为偶发性故障。检查继电器盒线束、汽油泵线束、发动机后部线束、喷油器线束、点火线圈线束和发动机转速传感器插头及线束，均无磨破或接触不良。紧固各搭铁线，更换汽油泵无效。在发动机着车运转时，用螺钉旋具橡胶手柄端轻敲曲轴位置传感器，发动机熄火，说明传感器接触不良。 3. 传感器检测与维修 凯越1.6L曲轴位置传感器为电磁式，三根接线：1脚（棕色）与2脚（蓝色）为电磁线圈两端，室温下电阻600~660Ω；3脚（黑/白）为屏蔽端，与信号线间阻值无穷大。断开插头测量蓝色线与棕色线间电阻为667Ω，正常。用螺钉旋具轻敲传感器同时测量，电阻变为无穷大，说明信号线回路有间断性断路故障。更换曲轴位置传感器，故障排除。 知识点 5 发动机点火系统拓展 1. 普通点火系统的组成与要求 点火系统将电源低电压变成高电压，按点火顺序送至各缸，点燃混合气。要求：产生足以击穿火花塞间隙的高压电（正常10kV，低温起动19kV以上，最高20~30kV）；电火花具有足够点火能量（正常0.01~0.05J，低温起动0.10J）；根据工况提供最佳点火时刻；点火提前角随转速和负荷变化；特殊条件下可靠工作。组成：电源（蓄电池/发电机）、点火开关、点火线圈、分电器、点火控制器、火花塞、高压导线。 2. 电控点火系统的组成与控制原理 电控点火系统（微机控制点火系统）由传感器、电控单元、点火器和点火线圈等组成。控制原理：ECU根据输入信号确定点火时间，将点火正时信号IGT送到点火器，IGT变为低电平时，点火线圈初级电流切断，次级感应出高压电，由分电器送至相应缸火花塞。 3. 无分电器点火系统（DLI） 无分电器点火系统又称直接点火系统，由传感器、ECU、点火器、点火线圈、火花塞等组成。分为同时点火装置（两个气缸合用一个点火线圈）和独立点火方式（每个气缸火花塞配用一个点火线圈，取消高压导线，减少能量损失）。 4. 迈腾B8发动机点火系统 采用独立点火方式，每个气缸都有单独的点火线圈，共用正极电源和接地，发动机控制模块分别控制每个气缸点火线圈的工作。ECU根据曲轴及凸轮轴位置确定点火时间，转化为占空比信号传输至点火线圈内的大功率管，大功率管断开初级线圈接地，次级产生高压电，通过火花塞放电点燃混合气。 【练习题】 一、单项选择题 1. 曲轴位置传感器的主要作用是（） A. 检测进气量 B. 确定曲轴位置和转速 C. 检测冷却液温度 D. 检测爆震 2. 下列哪种类型的曲轴位置传感器是基于电磁感应原理工作的？（） A. 霍尔效应式 B. 光电式 C. 磁电感应式 D. 热敏电阻式 3. 磁电感应式曲轴位置传感器中，产生判缸信号（G信号）的部分是（） A. Ne感应线圈和2号信号转子 B. G感应线圈和1号信号转子 C. 霍尔元件 D. 发光二极管和光敏二极管 4. 霍尔效应式传感器产生的霍尔电压UH与（）成正比。 A. 电流和电阻 B. 电流和磁场强度 C. 电压和磁场强度 D. 电阻和磁场强度 5. 别克凯越1.6L曲轴位置传感器（电磁式）室温下两个信号线间的正常电阻值约为（） A. 100~200Ω B. 300~400Ω C. 600~660Ω D. 1000~1200Ω 6. 拆卸曲轴位置传感器前，首先应（） A. 举升车辆 B. 断开蓄电池负极电缆 C. 拔下传感器插头 D. 拧松固定螺栓 7. 安装曲轴位置传感器固定螺栓时，紧固力矩应为（） A. 5N·m B. 8N·m C. 12N·m D. 20N·m 8. 独立点火方式的特点是（） A. 两个气缸共用一个点火线圈 B. 每个气缸火花塞配用一个点火线圈 C. 使用分电器分配高压电 D. 高压导线很长 二、填空题 1. 曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端（皮带轮处）、曲轴后端靠近______处或曲轴中间。 2. 磁电感应式曲轴位置传感器产生两种信号：______信号（转速）和______信号（判缸）。 3. 光电式曲轴位置传感器的信号盘外围刻有360条光孔，产生______曲轴转角信号；间隔60°刻有6条光孔，产生______判缸信号。 4. 在拆卸曲轴位置传感器前，必须先检查点火开关处于______或______位置，并关闭所有电器负载。 5. 别克凯越曲轴位置传感器的3脚（黑/白线）为______端，与两根信号线间的阻值应为______。 6. 普通点火系统正常工作时，点火线圈次级电压一般需要______kV，最高可达20~30kV。 7. 电控点火系统无分电器点火方式分为______点火装置和______点火方式。 8. 迈腾B8发动机采用______点火方式，每个气缸都有一个单独的点火线圈。 三、判断题 1. 曲轴位置传感器信号仅用于控制喷油，与点火控制无关。（） 2. 霍尔效应式传感器可以用于凸轮轴位置检测，以判缸。（） 3. 光电式曲轴位置传感器的信号盘上较宽的光孔与一缸压缩上止点相对应。（） 4. 拆卸曲轴位置传感器时，可以直接拧松螺栓拔下，无需断开蓄电池负极。（） 5. 安装曲轴位置传感器时，橡胶垫圈可以重复使用，无需更换。（） 6. 使用用万用表测量磁电感应式曲轴位置传感器两信号线间的电阻，就可以初步判断线圈是否断路。（） 7. 独立点火方式取消了高压导线，减少了能量损失。（） 8. 发动机正常工作时，点火电火花能量需要0.10J以上。（） 四、简答题 1. 简述曲轴位置传感器的三大作用。 2. 分别说明磁电感应式、霍尔效应式、光电式三种曲轴位置传感器的基本工作原理。 3. 以别克凯越为例，简述更换曲轴位置传感器的主要操作步骤（包括安全注意事项）。 4. 在案例分析中，如何通过轻敲法判断曲轴位置传感器接触不良？为什么可以这样判断？【答案】 一、单项选择题 1. B 2. C 3. B 4. B 5. C 6. B 7. B 8. B 二、填空题 1. 大飞轮 2. Ne；G 3. 1°；120° 4. OFF；LOCK 5. 屏蔽；无穷大 6. 10 7. 同时；独立 8. 独立 三、判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. √ 7. √ 8. × 四、简答题 1. 曲轴位置传感器的作用：①确定曲轴位置和转速；②为ECU提供各缸喷油和点火顺序控制信号；③控制各缸喷油位置、喷油量、点火正时及怠速。 2. 磁电感应式：利用信号转子切割磁感线，在线圈中产生感应电压，根据感应电压的频率和相位确定转速和位置。霍尔效应式：利用霍尔元件在磁场中通以电流时产生霍尔电压，当叶片遮断或导通磁场时，产生开关信号。光电式：发光二极管发出光线，信号盘上的光孔使光线断续照射到光敏二极管上，产生脉冲信号，根据脉冲个数和位置确定转角。 3. 主要操作步骤：①检查点火开关处于OFF位置，关闭所有电器，断开蓄电池负极电缆；②举升车辆至适当高度，确保安全；③逆时针拧松并取出曲轴位置传感器固定螺栓；④轻轻转动并拔出传感器，撬开连接器分离插头；⑤清洁安装底座，更换新橡胶垫圈；⑥插入新传感器，安装固定螺栓，紧固至8N·m；⑦连接传感器连接器，连接蓄电池负极电缆；⑧整理工位，清除故障码，试车验证。 4. 在发动机怠速运转时，用螺钉旋具橡胶手柄端轻敲曲轴位置传感器外壳。若敲击时发动机突然熄火，说明传感器内部存在接触不良或断路。因为磁电感应式传感器内部线圈或连接点可能因振动而瞬间断开，导致信号中断，ECU无法获取转速和位置信号而停止喷油点火。通过轻敲模拟行驶中的振动，可重现间歇性故障。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $