汽车发动机曲轴位置传感器详解
曲轴位置传感器说课讲解
端子 G1-GG2-GNe-G-
条件
冷态 热态 冷态 热态 冷态 热态
电阻值（Ω）
125-200 160-235 125-200 160-235 155-250 190-290
（2）感应线圈与正时转子的间隙检查 用塞尺（也叫厚薄规）测量正时转子与感
应线圈凸出部分的空气间隙，其间隙应为0.20.4mm。若间隙不合要求，则须调整或更换分电 器总成。
对于曲轴位置传感器的检测，主要测量各端子间 电阻、信号转子凸齿与磁头间间隙等。
（1）曲轴位置传感器的电阻检查 关闭点火开关，拔下传感器连接器插头，按图进
行，检查传感器上1与2端子间电 阻，应为450～1000Ω。若电阻 为无穷大，说明信号线圈存在断 路，应更换传感器。
被较小的空气间隙
隔开（0.8—1mm
），在传感器内部
有一个软铁芯，该
曲轴位置传感器
铁芯被线圈包围， 并与一个永久磁铁
相连。
类型
电磁感应式 交流信号
光电式
霍尔式
数字信号
磁阻式
一、磁脉冲式曲轴位置传感器 （一）结构、原理 该传感器应用最广泛，如日产车系、丰田车系、 韩国大宇轿车等。现以日产车系为例:
日产汽车
信号盘
光电式曲轴位置传感器 结构
• 信号盘（遮光盘 ）：安装在分电 器轴上，随分电 器轴一起转动， 外围均布有360 个光孔，靠内均 布有6个光孔
结构
光源（发光二极 管）：两只发光 二极管通过遮光 盘两圈光孔正对 着两只光敏二极 管。
传感器体
霍尔集成电路： 安装在分电器 上，位于触发 叶轮的外测。
霍尔式曲轴位置传感器的工作原理
霍尔式曲轴位置传感器的工作原理霍尔式曲轴位置传感器是一种常用的传感器，它可以测量发动机曲轴的位置和转速，是现代汽车电子控制系统中不可或缺的一部分。
本文将从工作原理、结构和应用等方面介绍霍尔式曲轴位置传感器。
一、工作原理霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应来测量曲轴位置和转速的。
霍尔效应是指当电流通过一定材料时，会在材料内产生磁场，当磁场与材料内的电子相互作用时，会产生电势差。
这种现象被称为霍尔效应。
霍尔式曲轴位置传感器由霍尔元件、磁铁和信号处理电路组成。
磁铁固定在曲轴上，当曲轴转动时，磁铁也会随之转动。
霍尔元件安装在发动机上，当磁铁靠近霍尔元件时，会产生电势差，信号处理电路会将这个电势差转换成数字信号，从而测量曲轴位置和转速。
二、结构霍尔式曲轴位置传感器的结构比较简单，主要由霍尔元件、磁铁和信号处理电路组成。
1. 霍尔元件霍尔元件是测量曲轴位置和转速的核心部件，它是一种半导体器件，可以将磁场转换成电势差。
霍尔元件通常由铁、硅和铝等材料组成，具有高灵敏度、高精度和高可靠性等特点。
2. 磁铁磁铁是固定在曲轴上的，它的作用是产生磁场，当磁场与霍尔元件相互作用时，会产生电势差。
磁铁通常由永磁体或电磁体组成，具有较强的磁性和稳定性。
3. 信号处理电路信号处理电路是将霍尔元件产生的电势差转换成数字信号的部件，它通常由运算放大器、比较器、滤波器和AD转换器等组成。
信号处理电路可以将电势差转换成数字信号，从而实现曲轴位置和转速的测量。
三、应用霍尔式曲轴位置传感器广泛应用于汽车电子控制系统中，主要用于测量发动机曲轴的位置和转速。
它可以实时监测发动机的运行状态，从而保证发动机的正常工作。
霍尔式曲轴位置传感器还可以应用于其他领域，如工业自动化、航空航天、医疗设备等。
它可以测量旋转物体的位置和转速，从而实现自动控制和监测。
四、总结霍尔式曲轴位置传感器是一种常用的传感器，它可以测量发动机曲轴的位置和转速，是现代汽车电子控制系统中不可或缺的一部分。
《曲轴位置传感器》课件
05
案例分析与应用
曲轴位置传感器在汽车发动机中的应用
曲轴位置传感器在汽车发动机中主要 用于检测曲轴的转速和位置，从而控 制点火和喷油时刻，实现发动机的精 准控制。
曲轴位置传感器在汽车发动机中的应 用提高了发动机的效率和性能，同时 减少了排放和油耗。
曲轴位置传感器通过与曲轴连接的齿 盘产生信号，传感器接收到信号后将 其传输给发动机控制单元，实现对发 动机的精确控制。
采用更先进的信号处理算 法，提高曲轴位置传感器 的测量精度和稳定性。
应用领域的拓展
新能源汽车
随着新能源汽车市场的不断扩大 ，曲轴位置传感器在混合动力和 纯电动汽车中的应用将更加广泛
。
智能驾驶
在智能驾驶系统中，曲轴位置传感 器可用于监测车辆状态、控制发动 机工作，提高驾驶的安全性和舒适 性。
工业自动化
稳定。
动态调试
在发动机运转过程中， 观察传感器信号变化， 调整传感器参数以获得
最佳性能。
测试与验证
进行发动机性能测试， 确保传感器工作正常且 对发动机性能无不良影
响。
常见故障与排除方法
01
02
03
信号不稳定
检查传感器与曲轴的相对 位置，确保无松动或错位 现象；检查线束连接是否 牢固。
传感器无信号
检查电源供应是否正常； 检查传感器是否损坏，如 有需要更换。
《曲轴位置传感器》ppt课件
目 录
• 曲轴位置传感器概述 • 曲轴位置传感器的类型与特点 • 曲轴位置传感器的安装与调试 • 曲轴位置传感器的发展趋势与展望 • 案例分析与应用
01
曲轴位置传感器概述
定义与作用
定义
曲轴位置传感器是一种用于检测 曲轴转角位置和速度的传感器， 也称为曲轴转角传感器。
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器
霍尔式
霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效 应原理检测曲轴转角，具有精度高、 响应速度快的特点。
光电式
光电式曲轴位置传感器利用光电效 应原理检测曲轴转角，具有结构紧 凑、不易受油污和灰尘影响的优点。
曲轴位置传感器的安装位置
曲轴前端
曲轴位置传感器通常安装在曲轴 前端，靠近飞轮的位置，便于检 测曲轴转角。
04 曲轴位置传感器与凸轮轴位 置传感器的故障诊断与排除
常见故障的诊断
传感器信号异常
检查曲轴位置传感器和凸轮轴位 置传感器的信号是否正常，判断 是否存在信号丢失、信号干扰等
问题。
传感器线路故障
检查曲轴位置传感器和凸轮轴位 置传感器的线路是否正常，是否 存在线路断裂、接触不良等问题。
传感器安装问题
曲轴后端
有些车型的曲轴位置传感器安装 在曲轴后端，靠近变速器或离合 器的位置，以适应不同的发动机 布局和结构。
02 凸轮轴位置传感器
凸轮轴位置传感器的作用
检测曲轴和凸轮轴之间的相对位置
凸轮轴位置传感器能够检测曲轴和凸轮轴之间的相对位置，从而确定活塞的位置和气门的 开闭状态。
控制点火正时
通过检测曲轴和凸轮轴的位置，凸轮轴位置传感器可以确定最佳的点火时刻，确保发动机 正常运转。
诊断故障
凸轮轴位置传感器可以监测发动机的工作状态，如果出现异常情况，可以及时发出故障信 号，便于维修人员诊断和排查故障。
凸轮轴位置传感器的类型
霍尔效应式
利用霍尔效应原理，当凸轮轴转动时 ，磁铁和感应器之间的相对位置发生 变化，从而产生电压信号。
光电式
利用光敏元件和发光元件之间的相对 位置变化，当凸轮轴转动时，光敏元 件和发光元件之间的相对位置发生变 化，从而产生电信号。
发动机曲轴位置和转速传感器ppt课件
➢脉冲环离开传感器时，输出低电平； ➢分电器旋转一周，高低电平各占180 ° 。
霍尔效应式同步信号传感器
• 脉冲环的前沿进入传感器时，输出高电 平，表示正在向上止点运动的是1、4缸 活塞，1缸为压缩，4缸为排气行程；
• 脉冲环的后沿离开传感器时，传感器输 出低电平，表示将要到达上止点的是1、 4缸的活塞，1缸为排气，4缸为压缩行程。
光电式曲轴位置传感器信号波形
光电式凸轮轴位置传感器信号波形
克莱斯勒发动机曲轴与凸轮轴 位置传感器电路
丰田8A-FE发动机曲轴位置传感器电路
丰田8A-FE发动机点火电路
丰田8A-FE曲轴位置传感器的故障诊断
万用表交流电压档20V，两表笔测量 ECU端子NE+和NE-之间在启动时的电压值
是
U＝3~6V
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• Ne信号与N转子 ➢Ne信号是发动 机转速及曲轴转 角信号； ➢传感器位于下部； ➢N转子带有24个 齿； ➢转子对面有感应 线圈。
丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
• G信号与G转子 ➢G信号是判缸信号，ECU根据G信号判 别基准气缸的活塞位置； ➢传感器位于上部； ➢转子上有一个齿； ➢有两个安装成180 °的感应线圈，分别 感应1缸和4缸上止点前10 °位置信号。
• 安装在分电器内； • 由信号发生器和带有
光孔的信号盘组成
光电式曲轴位置传感器的信号盘
• 信号盘安装在分电器轴 上；
• 外围有360条光孔，产生 1 °曲轴转角信号；
• 内圈有6条光孔，产生 120 °信号（判缸信号）；
• 内圈较宽的光孔与1缸压 缩行程活塞的某一位置 相对应，产生一缸压缩 行程上止点信号。
曲轴位置传感器的工作原理
曲轴位置传感器的工作原理曲轴位置传感器是汽车发动机中的重要部件之一，它可以检测曲轴的旋转位置和速度，从而控制发动机的点火时间和燃油喷射量。
本文将详细介绍曲轴位置传感器的工作原理及其应用。
（1）霍尔元件霍尔元件是曲轴位置传感器的核心部件，它可以将磁场转换为电信号，从而检测曲轴的旋转位置和速度。
霍尔元件通常由多个磁敏电阻、磁敏二极管或磁敏场效应管组成，具有高精度、高灵敏度和高可靠性等特点。
（2）磁性齿轮磁性齿轮是一种具有一定数量的磁性齿的齿轮，通常与曲轴相连。
当曲轴旋转时，磁性齿轮也会旋转，从而产生交替的南北极磁场。
曲轴位置传感器通过检测磁场的变化来确定曲轴的旋转位置和速度。
（3）信号处理器信号处理器是曲轴位置传感器的控制单元，它负责接收、处理和解码霍尔元件输出的电信号，并将其转换为可供发动机控制单元使用的数字信号。
信号处理器通常采用数字电路或微处理器实现，具有高速度、高可靠性和低成本等特点。
曲轴位置传感器的工作原理基于霍尔效应，即在外加磁场的作用下，金属或半导体中电子的自旋和电荷运动会发生变化，从而产生电势差。
当磁性齿轮旋转时，会产生交替的南北极磁场，从而使得霍尔元件输出的电信号发生变化。
通过检测这些信号的变化，曲轴位置传感器可以确定曲轴的旋转位置和速度。
（1）当曲轴转动时，磁性齿轮也会转动，从而使得磁场发生变化；（2）霍尔元件会检测到这些变化，并将其转换为电信号；（3）信号处理器会接收、处理和解码霍尔元件输出的电信号，从而确定曲轴的旋转位置和速度；（4）根据曲轴位置和速度的信息，发动机控制单元可以控制点火时间和燃油喷射量。
曲轴位置传感器广泛应用于汽车发动机系统中，它可以有效控制点火时间和燃油喷射量，从而提高发动机的性能和效率。
曲轴位置传感器还可以用于发动机运行状态的监测和诊断，可以及时发现和解决发动机故障，保证汽车的安全和稳定性。
曲轴位置传感器的性能直接影响到发动机的工作效率和环保性能。
在实际应用中，曲轴位置传感器要求具有高度的精度、可靠性和稳定性，能够适应不同环境和工况条件下的工作要求。
简述曲轴位置传感器的作用及工作原理
简述曲轴位置传感器的作用及工作原理曲轴位置传感器也被称为曲轴传感器或者曲轴传感器，是一种用于检测发动机曲轴位置的传感器。
它在现代化的汽车发动机中起着非常重要的作用，通过准确地测量曲轴的位置来协助发动机控制系统实时监测发动机的状态，从而确保发动机能够正常运行。
曲轴位置传感器的工作原理是基于霍尔效应或者磁阻效应，通过测量曲轴上的特定标记或者齿轮的位置，来确定曲轴的旋转位置和速度。
在这篇文章中，我们将详细地介绍曲轴位置传感器的作用和工作原理。
曲轴位置传感器的作用：1.监测曲轴位置：曲轴位置传感器能够准确地监测曲轴的位置和速度，从而让发动机控制系统可以根据这些信息来精确地控制燃油喷射和点火时机，以确保发动机的正常运行。
2.改善燃油经济性：曲轴位置传感器可以帮助发动机控制系统实时地调整燃油喷射和点火时机，从而提高燃油经济性和减少排放。
3.提高发动机性能：通过准确地控制燃油喷射和点火时机，曲轴位置传感器可以提高发动机的性能和响应速度。
工作原理：曲轴位置传感器的工作原理主要是基于霍尔效应或者磁阻效应。
在现代发动机中，霍尔效应比较常见。
1.霍尔效应：霍尔效应是指当导体处于磁场中时，导体内部的电子受到力的作用而发生的现象。
曲轴位置传感器通常包括一个霍尔元件，当这个元件受到磁场的影响时，会产生电压信号。
发动机的曲轴通常附有一个齿轮或者标记，当齿轮或者标记经过传感器时，会改变传感器所受到的磁场，从而产生电压信号。
通过测量这些电压信号的变化，就能够确定曲轴的位置和速度。
这种方法的优点是测量准确度高，响应速度快，适用范围广。
2.磁阻效应：磁阻效应是指当导体处于磁场中时，导体内部的电阻发生变化的现象。
磁阻式传感器通常通过测量磁场的强度来确定曲轴的位置和速度。
当曲轴上的齿轮或者标记经过传感器时，会改变传感器所受到的磁场，从而产生电阻的变化。
通过测量这些电阻的变化，就能够确定曲轴的位置和速度。
这种方法的优点是简单易用，成本低，适用于一些简单的应用场景。
汽车曲轴位置传感器工作原理
汽车曲轴位置传感器工作原理
汽车曲轴位置传感器是一种用于检测曲轴转动位置的传感器，它的工作原理基于霍尔效应。
该传感器通常由霍尔元件、磁铁和电子电路组成。
首先，霍尔元件是一种半导体器件，它具有特殊的电子结构，当有磁场作用于它时，会引发电子效应。
这意味着当磁场的方向和强度变化时，霍尔元件会产生相应变化的电压信号。
在汽车曲轴位置传感器中，磁铁通常安装在曲轴上，而霍尔元件则固定在发动机上。
当曲轴转动时，由于磁铁的存在，产生的磁场会传导到霍尔元件上。
这导致霍尔元件内部的电荷分布发生变化，从而产生电压信号。
通过电子电路对传感器产生的电压信号进行处理，可以得到曲轴当前的转动位置。
这些电路会将信号转换为数字信号，并发送给发动机控制单元(ECU)进行进一步的处理。
ECU根据传感
器提供的曲轴位置信息来控制燃油喷射和点火时机等关键参数，以确保发动机的正常工作。
总结而言，汽车曲轴位置传感器的工作原理是通过霍尔元件感知磁场，并将其转换为电压信号，最终提供曲轴位置信息给发动机控制单元。
这种工作原理的应用可以帮助发动机实现更精准的喷油和点火控制，提高燃油效率和减少排放。
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《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
理 论 知 识
2.4.1 作用 2.4.2 类型 2.4.3 2.4.4 2.4.5
电磁感应式曲轴位置传感器 霍尔式曲轴位置传感器 光电式曲轴位置传感器
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.1作用 （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。 （2）检测发动机基准缸（一缸或其他缸）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），进行缸序判别，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）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。
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
情境2 发动机微机控制燃油系统的检修
学习单元2.1 学习单元2.2 学习单元2.3 学习单元2.4 学习单元2.5 学习单元2.6 学习单元2.7 学习单元2.8 学习单元2.9 发动机微机控制燃油系统的认识 燃油供给系统的检修 喷油器的检修 进气流量传感器电路的检修 进气压力传感器电路的检修 发动机转速传感器和凸轮轴位置传感器电路的检修 节气门位置传感器电路的检修 温度传感器电路的检修 氧传感器电路的检修
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.5光电式曲轴位置传感器 结构
• 信号盘（遮光盘）： 安装在分电器轴上， 随分电器轴一起转动， 外围均布有360个光
孔，靠内均布有6个
光孔，其中有一个较 宽的光孔。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
电磁线圈：当 磁场变化时， 产生感应电动 势，输出信号。
信号盘：安装在曲轴、凸轮轴或分电器 轴上，并随之转动，信号盘上均制有若 干凸齿和齿槽（特殊：一宽齿槽或装一 销钉），信号盘形状决定了信号波形。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.3 电磁感应式曲轴位置传感器 原理
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.4霍尔式曲轴位置传感器 原理
叶片进入气隙，磁场被旁路， 霍尔电压为0,输出高电平； 叶片离开气隙， 磁场穿过霍尔元 件，产生霍尔电 压，输出低电平。
发动机不停地运转，产生数字脉冲信号，信号的频率随发动机转 速的增大而增大。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
学 习 导 航 1 2 3 4 5 6 7
任务载体 学习要求 理论知识 实践技能 案例分析
学习小结
自主学习
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
《汽油发动机微机控制系统检修》 动画（霍尔式）
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.4霍尔式曲轴位置传感器 原理
请根据触发轮形状画出波形？
触发轮形状
信号波形
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.5光电式曲轴位置传感器 结构
日汽车
传感器体 信号盘
《汽油发动机微机控制系统检修》
• 遮光盘旋转，当外圈孔对准光源时，光接收器导通，输出高电 平；当孔离开光源时，光接收器截止，输出低电平。遮光盘不 停旋转，产生脉冲信号。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.5光电式曲轴位置传感器 原理
请根据传感器结构和原理分析传感器的波形？
• 外圈光孔对应产生2º曲轴转角信号，用于计算发动机转速 和曲轴转角；内圈光孔对应产生120º曲轴转角信号，用于 确定曲轴基准位置。分别对应各缸活塞上止点前70º，其 中较宽的一个光孔对应一缸活塞上止点前70º。
任 务 载 体
帕萨特B5轿车，装备ANQ发动机，采用博世M3.4.3 电喷系统，2002年出厂，行驶里程9万km。
发动机熄火后， 再也不能起动。
更换曲轴位置传 感器后故障排除。
技能一：故障分析 技能二：检修方法
作用 结构、原理
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
学 习 1.掌握传感器故障分析及检修方法。 要 2.理解传感器的作用、结构、原理。 求
2.4.5光电式曲轴位置传感器 结构
光源（发光二极 管）：两只发光二 极管通过遮光盘两 圈光孔正对着两只 光敏二极管。 光接收器（光敏二、 三极管）：接收发 光二极管的光信号， 转换为电信号。
传感器体
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.5光电式曲轴位置传感器 原理
• 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。 • 其中宽齿槽或销钉对正 电磁线圈时，产生频率 不同的信号，用于确认 曲轴基准位置。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.2类型
电磁感应式 交流信号 霍尔式 数字信号 光电式
磁阻式
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学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.3 电磁感应式曲轴位置传感器 结构
永磁铁：安装在信号盘的边缘， 产生永磁场，穿过信号盘、电 磁线圈等。 气隙(小于 2mm)：过 大，信号 弱；过小， 碰撞
需要有信号处理电路； 万用表交流电压档或频率 档测量，最好用示波器。
《汽油发动机微机控制系统检修》
学习单元2.6 曲轴位置传感器电路的检修
2.4.4霍尔式曲轴位置传感器 结构
（桑塔纳AFE发动机） 永久磁铁：安装在分电器底板上，位于 （复习提问） 触发叶轮的内侧，与霍尔集成电路相对。
触发叶轮：安装 在分电器轴上， 缸数相等的四个 叶片（ 50 °） 和四个窗口 （40°）。 霍尔集成电路： 安装在分电器 上，位于触发 叶轮的外测。