汽油发动机构造与维修 检测曲轴位置传感器
汽车发动机控制系统诊断与维修 任务十三 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检测
1．检查信号发生器（Ne感应线圈） （1）检查分电器连接器2号端子和4号端子之间阻值，并记录测量阻 值： 。 （2）使用厚薄规测量信号转子和Ne感应线圈凸齿之间气隙，并记录测量结 果： 。
2．检查转速传感器线路
端子 分电器连接器2（NE+）——ECM(NE+) 分电器连接器4（NE-）——ECM(NE-) 分电器连接器2（NE+）或ECM(NE+)—— 车身搭铁 分电器连接器4（NE-）或ECM(NE-)—— 车身搭铁
凸轮轴位置传感器安装位置和信号盘
当凸轮轴转动一周（360°）时，进、排气凸轮轴位置传感器便向ECU输出3个脉冲信号来确 定凸轮轴的角度，并与曲轴位置传感器的Ne信号合并，判定1号汽缸的压缩上止点位置。
进、排气凸轮轴位置传感器信号波形
引导问题5：丰田5A-FE发动机转速传感器的结构是怎样的？
丰田5A-FE发动机采用的磁感应式转速传感器（称为Ne信号）由分电器改进而成，主要 由Ne信号正时转子、Ne感应线圈和磁铁组成 。
三、课时：8学时 四、学习内容
曲轴和凸轮轴位置传感 器功用和类型
曲轴和凸轮轴位置传感 器检测与更换
曲轴和凸轮轴位置传感 器的工作原理
曲轴和凸轮轴位置传感 器故障的检修
相关故障码和数据流的 读取
Ne信号和G信号
曲轴和凸轮轴位置传感 器波形的分析
五、注意事项
1. 在工作过程中要注意人身安全,认真执行6S管理。 2. 在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。 3. 严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管 理。
曲轴位置传感器2
磁感应式曲轴位置传感器的输出信号
曲轴位置传感器1
引导问题3：霍尔传感器的结构和工作原理是怎样的？
任务2.1 曲轴位置传感故障的检修
3. 曲轴位置传感器的检测
检修项目 电压与电阻检测
操作要领
霍尔式曲轴位置传感器与电脑连接电路图如图所示 电压检测： （1）点火开关转至ON位 （2）检测A、C之间的电压应为8V （3）B、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变化
操作要领
电阻检测：
（1）点火开关置于“OFF”位置，拔下曲轴位置传 感器导线连接器
本次课主要介绍的内容有：
● 凸轮轴位置传感器的检测
● 任务一：曲轴位置传感器的检测 ● 任务二：凸轮轴位置传感器的检测 ● 任务二：曲轴位置传感器的检修
● 凸轮轴位置传感器的检测
1.作用： 判定凸轮轴位置 曲轴位置传感器安装在曲轴上时，需要由凸轮轴位置传 感器判定一缸压缩上止点位置。同时，现代发动机采用可变 配气正时技术，需要其判定凸轮轴的位置．
（a）磁脉冲式实物图
永久磁铁
转子 曲轴位置传感器结构简图：有三部分组成：永 久磁铁、转子、电磁线圈。
(b)图磁脉冲式结构图
• 信号盘旋转，当信号盘凸齿接近并对 正电磁线圈时，磁场增强；当信号盘 凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱。在 感应线圈中产生交变的感应电动势， 其频率和幅值随发动机转速的增大而 增大，根据频率（脉冲数）计量转速 。
不起动，熄火
4. 检测（桑塔纳AJR发动机）
(1)万用表检测
电磁感应式，曲轴上，60-2齿。
• 测量信号电压：2和3间应有交流电压
信号，信号电压或频率随发动机转速
的增大而增大。
• 测量传感器电阻：传感器2和3间的电
V
阻，480Ω～1000Ω。
• 测量间隙：传感器与信号盘凸齿间隙
Ω
与规定相符。信号盘应无缺损。
• 最常见的传感器故障是根本 不产生信号，这说明是传感 器的线圈有断路故障；
《曲轴(凸轮轴)位置传感器电路检修》学习手册.
《曲轴（凸轮轴）位置传感器电路检修》学习手册知识要求3．3．1作用控制发动机运行需要知道发动机转速信号和活塞运行位置信号，这就要求安装曲轴位置传感器（又称发动机转速传感器、曲轴转角传感器等），它是发动机控制的主控参数，具体作用是：（1）检测发动机转速， PCM据此计算进气量，确定喷油量和点火提前角。
进气流量一定时，发动机转速增高，进气量减小，喷油减小，点火提前角增大。
（2）检测发动机基准缸（一缸）的基准位置（活塞压缩上止点或压缩上止点前、后一固定角度），在此基础上进一步确定活塞的任一位置。
（3）检测曲轴转过的角度，PCM判定活塞运行的任一位置，确定点火时刻和喷油时刻。
（4）除控制喷油和点火之外，还用于怠速控制、废气再循环控制、燃油蒸发控制等。
要检测发动机转速信号和活塞位置信号，曲轴位置传感器可以安装在曲轴（曲轴的前端、中部、后端）、凸轮轴、分电器轴上。
如果曲轴位置传感器安装在曲轴上，当传感器产生活塞基准位置信号时，发动机PCM不能判定活塞是处于压缩上止点还是排气上止点，此时需要有一个判缸信号，要求安装凸轮轴位置传感器（又称判缸传感器），它安装在凸轮轴或分电器轴上。
凸轮轴位置传感器的类型、结构、工作原理与曲轴位置传感器相同，不再另行说明，下面重点学习曲轴位置传感器。
3．3．2类型曲轴位置传感器按结构和工作原理不同分为电磁感应式、霍尔式、光电式、磁控电阻式等，现在应用比较广泛的是电磁感应式、霍尔式和光电式。
按传感器功能不同分为综合式和独立式，综合式即检测转速信号和活塞位置信号共用一个元件和电路，有一个信号输出端；独立式即检测转速信号和活塞位置信号分别采用不同元件和电路，有两个独立的信号输出端。
其中独立式又按安装方式不同分为组合安装式和独立安装式，组合安装式即将检测转速信号和活塞位置信号的传感器组合安装在一起；独立安装式即将检测转速信号和活塞位置信号的传感器分开独立安装在不同位置。
3．3．3电磁感应式曲轴位置传感器1．电磁感应式曲轴位置传感器的结构电磁感应式曲轴位置传感器的基本结构如图3-3-1所示，由传感器体和信号盘组成，传感器体由永久磁铁、铁心、电磁线圈等组成。
汽车发动机曲轴位置传感器(CKP)原理及检测
汽车发动机曲轴位置传感器(CKP)原理及检测曲轴位置传感器曲轴位置传感器（CKP）一般安装在曲轴前方或者后方，与连接在曲轴上的信号脉冲盘相对应，用于检测曲轴转角位置及其旋转速度。
随着发动机曲轴的转动，带磁的信号板齿的齿尖靠近、对准、远离传感器的检测端部，从而导致GMR电阻值的变化。
GMR元件检测到的磁场变化在CKP的内部信号处理电路中被转换为方波，然后作为CKP输出信号输入到ECM。
当发动机转速增加，方波信号的频率也随之增大；反之，方波的频率会减小。
与霍尔传感器相比，采用GMR元件的CKP传感器提高了信号的稳定性，且信号幅度更宽。
在CKP传感器中，方波电压信号的外形特性也根据信号板齿的形状而改变，ECM就是根据CKP的这些外形特性还判断曲轴转角位置，并与凸轮轴位置传感器信号进行，判断发动机的配气相位。
信号曲轴位置传感器故障现象及诊断：当曲轴位置传感器信号出现异常时，可能导致起动困难、起动后熄火等故障。
曲轴位置传感器的主要故障原因包括：1．传感器内部损坏。
2．传感器头部损坏/脏（金属屑等易受磁化的物体会吸附到传感器上）。
3．连接器或线路断路/短路。
性能检查：CKP传感器性能好坏的测量方法，主要有目测检查、电阻测量与波形测量等方法。
1．目测检查：（1）检查O形圈是否有损坏。
（2）检查传感器端面和信号轮板齿是否有金属颗粒和损坏。
（3）检查传感器的安装与信号板齿之间的间隙是否正常，应在1mm左右。
2．电阻检查：使用12V蓄电池（1），将其正极端子连接到“Vin”端子（2），而负极端子连接到传感器的“接地”端子（3）。
然后在保持同CKP传感器大约1毫米（0.03英寸）的情况下利用电阻表，通过磁性物质（5）来测量传感器“Vout”端子（4）同蓄电池负极端子之间的电阻。
检测CKP传感器电阻：电阻变化从小于220Ω（ON）到无穷大（OFF），或者从无穷大（OFF）到小于220Ω（ON）。
如果电阻变化同下面规定不相符，应当更换CKP传感器。
汽车发动机维修 曲轴位置传感器的检测与更换
二、实 践 操 作
1.实践准备
丰田卡罗拉发动机台架4台、丰田卡罗拉轿车1辆、故障诊断仪4台，数字万 用表4个，208接线盒4盒，专用工具及工具车4套，维修手册，实训工单等。
2．技术要求与注意事项
（1）先关闭点火开关，再拔下曲轴位置传感器连接器。 （2）连接传感器端子时，先关闭点火开关，再连接端子。 （3）严禁短路或试火。 （4）汽车在发动时不能断开蓄电池，以免烧坏电脑。 （5）不能用试灯去测试任何和电脑相连接的电气装置。 （6）不能带电拔插解码器插头。 （7）不得在测试过程中随意起动或加速，应严格按照测试要求进行。
一、理论知识准备
曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火 时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及 发动机转速。丰田卡罗拉发动机曲轴位置传感器安装在曲轴皮带轮附近，位置如 图13-1所示。
图13-1 曲轴位置传感器安装位置
一、理论知识准备
1．曲轴位置传感器的作用
曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要 配合凸轮轴位置传感器一起来确定基本点火时刻和喷油时刻。
2．曲轴位置传感器的类型
曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。它通常安 装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 1）磁电感应式
磁电感应式曲轴位置传感器（丰田又称NE 传感器，如图13-2所示），由曲 轴位置传感器齿板和感应线圈组成。传感器齿板有34 个齿，被安装在曲轴上。磁 电感应式传感器曲轴位置传感器的工作原理如图13-3所示。感应线圈由缠绕的铜 线、铁芯和磁铁构成。传感器齿板旋转，每个齿通过感应线圈时，产生脉冲信号。 发动机每转动一转，感应线圈就产生34 个信号。根据这些信号，ECM 计算曲轴 位置以及发动机的转速。利用这些计算值，燃油喷射时间和点火正时得到控制。
曲轴位置传感器 原理
曲轴位置传感器原理
曲轴位置传感器是一种用于测量发动机曲轴位置的装置。
其原理是利用磁场感应或光学原理来检测曲轴的旋转角度和速度。
以下是几种常见的曲轴位置传感器原理：
1. 磁电感应原理：曲轴上安装有一个磁铁，而传感器附近有一个磁场感应装置，当曲轴旋转时，磁铁的位置变化会导致磁场感应装置的输出信号的改变，从而实现对曲轴位置的测量。
2. 霍尔效应原理：曲轴上安装有一个或多个磁铁，传感器附近有一个或多个霍尔传感器，这些传感器可以检测到磁场的变化。
当曲轴旋转时，磁铁的位置变化会导致霍尔传感器的输出信号的改变，从而实现对曲轴位置的测量。
3. 光学原理：曲轴上安装有一个齿轮或光栅，传感器附近有一个光源和光电二极管。
当曲轴旋转时，齿轮或光栅会使光束被挡住或透过，从而改变光电二极管的接收光强度，通过测量光电二极管的输出电压或电流变化来实现对曲轴位置的测量。
总之，曲轴位置传感器通过检测曲轴上的磁场、光学或光栅等物理量的变化来测量曲轴的位置和速度。
这些传感器可以将测量结果发送给控制系统，以实现精确的发动机控制和监测。
曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器常见故障及检测
曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器常见故障及检测作者：李宏来源：《农机使用与维修》2014年第08期摘要曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是收集曲轴转动角度、发动机转速信号，并将该信号输入ECU，用以确定点火时刻和喷油时刻。
本文围绕曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的结构、安装位置、检修方法加以阐述。
关键词曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器检修1曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的安装位置凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的结构和工作原理基本相同，通常安装在一起，只是各车型安装位置不同，但必须安装在与曲轴有精确传动关系的位置，如曲轴、凸轮轴、分电器或飞轮处。
美国通用、韩国大宇等轿车通常安装在曲轴处，皇冠3.0等轿车安装在分电器内，桑塔纳2000等轿车安装在飞轮处。
也有的轿车把曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器分开安装，如凌志400轿车的曲轴位置传感器安装在曲轴处，两个凸轮轴位置传感器分别安装在左右两侧凸轮轴处。
2曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的结构电磁式曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器该传感器分成上、下两部分：上部分是凸轮轴位置传感器，由两个感应线圈和一个带凸齿的G转子构成，将产生第一缸的上止点基准信号，也就是G信号；下部分是曲轴位置传感器，它由固定在下半部具有等间隔24个轮齿的Ne转子和固定在其对面的Ne感应线圈构成，将产生曲轴转角信号，也就是Ne信号。
该传感器是利用电磁感应原理产生脉冲信号，当转子旋转时，感应线圈凸缘部（磁头）与轮齿的空气间隙将发生变化，导致通过感应线圈的磁场发生变化，而产生感应电动势。
轮齿靠近及远离感应线圈时，将产生一次磁通的变化，便会在线圈两端产生感应电压，ECU根据感应线圈产生的脉冲信号确定发动机转速和各缸工作位置。
发动机工作时，曲轴每转两圈，分电器轴转一圈。
故曲轴旋转720°时，转子旋转360°，感应线圈产生24个交流电压信号。
Ne信号的一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角。
曲轴位置传感器的检测与故障案例
曲轴位置传感器的检测与故障案例一、曲轴位置传感器的基本介绍曲轴位置传感器是一种用于测量发动机曲轴转速和位置的重要传感器。
它通常由霍尔元件和磁铁组成，通过检测曲轴上的齿轮或凸轮的位置来确定曲轴的转速和位置信息。
曲轴位置传感器的正常工作对于发动机的运行和性能至关重要。
二、曲轴位置传感器的检测方法1. 检查传感器的电气连接：首先，断开传感器的电源，使用万用表测量传感器的电气连接是否正常。
检查传感器的电源线、接地线和信号线是否有断裂、短路或接触不良等问题。
2. 检查传感器的内部元件：将传感器拆解，检查内部的霍尔元件是否损坏或腐蚀。
如果发现损坏或腐蚀的情况，需要更换传感器。
3. 检查传感器的磁铁：使用磁力计或磁力感应器测量传感器的磁铁是否正常。
如果磁铁磁力不足或磁铁损坏，需要更换传感器。
4. 检查传感器的工作电压：使用示波器测量传感器的工作电压是否在正常范围内。
如果工作电压异常，可能是由于供电系统故障或传感器本身故障导致，需要进一步排查。
5. 检查传感器的输出信号：使用示波器或多用途检测仪测量传感器的输出信号是否在正常范围内。
正常情况下，传感器的输出信号应该随着发动机转速的变化而变化。
三、曲轴位置传感器的故障案例1. 传感器损坏：传感器的霍尔元件损坏或腐蚀，导致无法正常检测曲轴位置。
这种情况下，需要更换传感器。
2. 传感器线路故障：传感器的电源线、接地线或信号线出现断路、短路或接触不良等问题，导致传感器无法正常工作。
这种情况下，需要修复或更换传感器的线路。
3. 磁铁损坏：传感器的磁铁磁力不足或磁铁损坏，导致无法正常检测曲轴位置。
这种情况下，需要更换传感器。
4. 供电系统故障：传感器的工作电压异常，可能是由于供电系统故障导致。
这种情况下，需要检查供电系统的电压稳定性和电源线路是否正常。
5. 传感器输出信号异常：传感器的输出信号不稳定或超出正常范围，可能是由于传感器本身故障或其他系统故障导致。
这种情况下，需要进一步排查其他系统的故障。
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(3) 磁感应式曲轴位置传感器其靶轮的凸齿与磁头间的 气隙值应在0.2～0.4mm之间。气隙值的大小直接影响磁路的 磁阻和传感线圈输出电压的高低, 因此在对传感器进行检查 时, 必须要检查其气隙值, 如不符合标准值, 应进行调整。
(4) 在安装传感器时(尤其是在发动机拆装后的安装), 应最后安装传感器, 以防碰伤传感器, 而导致传感器的工作 性能失准。
思考与复习题: 1.叙述磁感应式曲轴位置传感器的结构和工作原理。 2.叙述霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理。
3.4 操作提示
(1) 在对传感器检测前, 应先检查蓄电池的电压, 电压 值应不低于11.5V, 否则会影响检测结果。
插拔传感器插头前, 应关闭点火开关, 以防损坏元件。 如果发动机是热机状态, 插拔传感器插头时, 应避免烫 伤。 (2) 在对曲轴位置传感器的靶轮进行检查时, 要注意不 要碰伤靶轮的齿槽部分, 否则会造成信号输出失准。 在对靶轮进行同轴度的检查时, 可参考曲轴弯曲检查方 法进行检查。
凸齿离开磁头
磁隙增大
凸齿接近磁头边缘 磁通量剧减
磁通变化率最大(-) 感应电动最高(-)
2) 大众车系磁感应式曲轴位置传感器
由传感器 磁头和信号轮
57个小缺齿，每个 缺齿占曲轴转角3
组成。
58个凸齿，每个凸
输出转速信号 齿占曲轴转角3
组成与结构
1个大缺齿，占 曲轴转角15°，
输出基准信号
原理
大齿缺信号在1、
②活塞上止点 ③曲轴转角
①磁感应式 ②光电式 ③霍尔式
种类
安装位置 ①曲轴前端 ②曲轴后端 ③飞轮壳
信号作用 主信号之一： ①点火
②喷油
2.1 磁感应式曲轴位置传感器 1）结构与工作原理
结构 由信号转子、传感线圈、
永久磁铁和导磁磁轭等组成。
信号转子转动 磁隙周期变化 磁通量也周期变化
产生交变电动势
靶轮齿根
霍尔传感器
基片电子 自由状态
霍尔电压
霍尔电流
靶轮齿顶
霍尔传感器
基片电子 靠向中间
3 任务实施
3.1 检测 3.1.1 大众车系电磁式曲轴位置传感器的检测
1） 曲轴位置传感器电阻的检测
拔下传感器的插头
测1、2号端子， 阻值=730～1000Ω
测2、3号端子
阻值=∞Ω
2） 导线电阻的检测
1缸上止点，由判缸 信号进一步确认
4缸上止点
4缸上止前81
2、3缸上止点由ECU 根据转速计算确定
一个凸齿和缺齿转过 磁头产生的交变信号
大缺齿转过磁头产生 的宽脉冲信号
磁感应曲轴位置传感器电路 搭铁
屏蔽线
信号线
2.2 光电式曲轴位置传感器
组成与结构 由信号发生器 宽边方孔用于产生第一缸上止点信号
（两组发光二极管、
光敏晶体管）、信 号盘（信号转子）、 壳体插头等组成。
透光孔间隔弧度 为1 ，透光与遮 光各占0.5 。产 生转速信号。
工作原理
发光二极管 光线
信号转子
遮透 光光
孔
脉冲信号
导 通
光敏晶体管
2.3 霍尔式曲轴位置传感器
组成与结构
由霍尔传感器、霍尔集成电路、 磁铁和靶轮组成。
工作原理
原理
原理
感应电动势最大(+)
磁通变化率最大(+)
磁通量剧增
磁隙减小
凸齿接近磁头边缘 凸齿与磁头逐渐对正
凸齿接近磁头
磁通量仍增加
磁通量增加
磁通变化率减小(-)
磁通变化率增大(+) 感应电动势增大(+)
感应电动势减小(+)
原理
感应电动势增大(-)
磁通变化率增大(-)
磁通量减少
凸齿对正磁头 磁通量最大 磁通变化率 = 0 感应电动势 = 0
应为：2～3V
3）波形检检测
用示波器检测其输出信 号波形, 应该有矩形脉冲波 输出，否则应更换传感器。
3.2 准备工作
①阅读维修手册； ②列出所需工具、仪器和设备； ③制定检测与更换方案。 ④领取备品
3.3 操作流程 (1) 拨下传感器的插头。 (2) 根据检测内容的需要，决定是否打开点火开关。 (3) 用相应的仪表对传感器进行检测。 (4) 插上传感器的插头。
1 任务引入
当发动机不易起动或起动困难, 有故障码, 需对凸轮 轴/曲轴位置传感器进行检测。
2 相关知识
曲轴位置传感器概述 2.1 磁感应式曲轴位置传感器 2.2 光电式曲轴位置传感器 2.3 霍尔式曲轴位置传感器
曲轴位置传感器概述 曲轴位置传感器又称发动机转速传感器。
功用 检测：①发动机的转速
拨下ECU端的插头
每根导线阻值应符合 0＜Ω≤1.5
各导线彼此间应为 ∞Ω
3） 靶轮的检查
①靶轮安装是否牢固； ②与曲轴的同轴度。
表面是否有损伤？
3.1.2 光电式曲轴位置传感器的检测 1）检测电压
应为：5V或12V 若为：0V；①检查导线是否断路；
②ECU端子的电压
拨下传感器插头
2）就车检查 插上传感器的插头, 起动发动机,保持2500r/min,检测：