曲轴位置凸轮轴位置传感器
简述曲轴与凸轮轴位置传感器的作用(一)
简述曲轴与凸轮轴位置传感器的作用(一)曲轴与凸轮轴位置传感器的作用什么是曲轴与凸轮轴位置传感器？•曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor）是一种用于发动机系统的传感器，能够感知曲轴的旋转速度和位置。
•凸轮轴位置传感器（Camshaft Position Sensor）是一种用于发动机系统的传感器，用于检测凸轮轴的旋转速度和位置。
曲轴位置传感器的作用1.检测点火时机：曲轴位置传感器通过感知曲轴的旋转位置，可以帮助发动机控制单元（ECU）确定适当的点火时机。
这有助于提高燃烧效率，减少燃油消耗和排放。
2.燃油喷射控制：曲轴位置传感器还能帮助ECU确定燃油喷射系统的工作时机，确保适量的燃油喷射进入汽缸。
这有助于保持发动机的稳定运行和燃烧效率。
3.发动机诊断：曲轴位置传感器可以提供准确的曲轴位置信息，以便ECU监测发动机的运行状况。
当发现任何异常或故障时，ECU可以通过曲轴位置传感器的数据进行故障诊断，并触发相关的故障代码。
凸轮轴位置传感器的作用1.提供凸轮轴的位置信息：凸轮轴位置传感器可以感知凸轮轴的旋转位置，为ECU提供关键的引擎工作时序信息。
这对于发动机正常运行至关重要。
2.辅助点火时机调整：凸轮轴位置传感器可以帮助ECU进行点火时机的调整。
通过监测凸轮轴的位置，ECU可以根据发动机要求合理地控制点火时机，以提供最佳的燃烧效果。
3.VVT系统控制：某些发动机配备了可变气门正时（VVT）系统，用于根据驾驶条件和发动机负载调整气门正时。
凸轮轴位置传感器可以提供准确的凸轮轴位置信息，以供VVT系统控制。
结论曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器在发动机系统中起着至关重要的作用。
它们提供准确的旋转位置和时序信息，帮助ECU控制点火时机、燃油喷射和各种发动机系统的工作。
同时，它们也为发动机的故障诊断和系统监测提供了重要数据。
因此，这两种位置传感器的正常运行对于发动机的性能和可靠性至关重要。
凸轮轴曲轴位置传感器(CPS)
4 ．温度传感器的测试
以发动机冷却液温度水感器为例 发动机冷却液温度传感器是一个比较
重要的传感器，如果其损坏：会造成 发动机起动困难、运行性能过差的故 障。因而对发动机冷却液温度传感器 进行正确的测试很重要。
（1）测试所需的仪器设备
如果只是想测试传感器的电阻和电 压信号，使用汽车专用万用表就可 以了，而要想观察传感器的整个信 号变化过程，则需使用汽车专用示 波器。
② 检查传感器与ECU中间的连接线束
分别检查1号与56号端子，2号与 63号端子，3号与67号端子之间的 电阻值，应不超过1.5欧姆。如果 电阻明显大于标准值或为无穷大， 说明存在导线断路或接触不良，需 进行修理。
③ 检查信号转子与磁头之间的间隙
用塞规检查信号转子与磁 头之间的间隙，标准值为 0.2～0.4 mm。若有变化， 需进行调整。
怠速控制前步电机进入预先设定位 置。
电磁式曲轴位置传感器的测试
以捷达GT和GTX 型轿车为例
测试过程主要包 括测量各端子间 电阻、信号转子 凸齿与磁头之间 间隙。
① 电阻检查
关闭点火开关，拔下传感器连接器的插头， 检查传感器1号端子与2号端子之间的电阻， 其规范值应为450－ 1000欧，若电阻为 无穷大，说明信号线圈存在断路的地方若 阻值明显小于标准值，可能存在短路或线 圈匝间绝缘不良，应更换传感器。检查传 感器上1号或2号端子与屏蔽端子3之间的 电阻，阻值应无穷大，如果电阻不是无穷 大，则应更换传感器。
② 光电式曲轴位置传感器输出信 号检测
用万用表电压档接在传感器侧3号端子和 1号端子上，在起动发动机时，电压应为 0.2v －1.2v。在起动发动机后的怠速运 转期间，用万用表电压档检测2号端子和 1号端子电压应为1.5V－2.5V。否则应更 换曲轴位置传感器。
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。
上止点,曲轴,凸轮轴传感器
上止点(TDC)、曲轴(CKP)、凸轮轴(CMP)传感器1.基本传感器分类波形①霍尔效应传感器，参见图19。
霍尔效应传感器在汽车应用于上是有特殊意义的，它是固态半导体传感器，用在曲轴转角和凸轮轴上来通断点火和燃油喷射触发电路的开关，它们也应用在控制电脑需要了解的转动部件的位置和速度的其它电路上，例如车速传感器等等。
霍尔效应传感器(或开关)由一个永久磁铁或磁极的几乎完全闭合的磁路组成，一个软磁叶轮转过磁铁和磁极之间的空隙，当在叶轮上的窗口允许磁场通过，并不受阻碍的传到霍尔效应传感器上的时候，磁场就中断了(因叶片是传导磁场到传感器上的媒体)，叶轮在窗口开和闭遮断磁场，导致霍尔效应传感器像开关一样接通和关断，这就是为什么一些汽车制造商将霍尔效应传感器和其它一些类似的电子设备称为霍尔开关的原因。
这个装置实际上是一个开关设备，而它包含有关键功能的部件霍尔效应传感器。
试验步骤起动发动机，让发动机怠速运转或让汽车在行驶能力有故障的状况下行驶。
波形结果确认从一个脉冲到另一个脉冲幅值，频率和形状等判定性尺寸是一致的，这意味着数值脉冲的幅度足够高(通常等于传感器供电电压)，脉冲间隔一致(同步脉冲除外)，形状一致且可预测。
确认频率紧跟发动机转速，当同步脉冲出现时占空比才改变，能使占空比改变的唯一理由是不同宽度的转子叶片经过传感器，除此之外脉冲之间的任何其它变化都意味着故障。
了解波形形状的一致性，检查波形上下沿部分的拐角，检查波形幅值的一致性，由于传感器供电电压不变，因此所有波形的高度应相等，实际应用中有些波形有缺痕或上下各部分有不规则形状，这也许是正常的，在这里关键是一致性，确认波形离地不是太高，若太高说明电阻太大或接地不良。
检查标准波形异常是由于发动机异响或行驶能力故障同步，这能证实与顾客陈述的问题或行驶性能故障的根本原因有直接关系的信号问题。
虽然霍尔效应传感器通常被设计在150摄氏度高温下运行，但它们的运行还是会受温度影响。
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器
3.2.1 磁感应式曲轴位置传感器与 凸轮轴位置传感器
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
磁感应式传感器的结构与工作原理
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
磁感应式传感器的基本结构与工作原理示意图 a）凸齿接近磁头 b）凸齿正对磁头 c）凸齿离开磁头
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
与ECU的连接
•端子1-屏蔽线 •端子2-信号线负极 •端子3-点火正时/转速信号线
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
输出信号
工 作 情 况
flash
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
桑塔纳2000GSi AJR发动机磁 感应式曲轴位置传感器的检修
• 传感器电阻的检查。断开点火开关，拨出传感器引 线插头（灰色）， 检测传感器插座端子2与3间信 号线圈电阻应为450~1000Ω，端子2或3与屏蔽线端 子1之间电阻应为无穷大。
• 在微机控制电子点火系统中，发动机曲轴转角信 号用来计算具体的点火时刻，转速信号用来计算 和读取基本点火提前角。
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
• 凸轮轴位置传感器又称为相位传感器、同步信号传 感器，其功用是检测凸轮轴的转角位置信号，ECU 以此确定某缸（如1缸）活塞上止点位置，是控制喷 油和点火时刻的重要信号。
曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感 器
皇冠3.0 2JZ-GE型发动机 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器的检修
1—信号转子 2—传感线圈 3—永久磁铁 4—磁轭
Flash1 3 sp1 2
传感线圈中的磁通和电动势E波形 曲轴位置传感器器与凸a轮）轴低位速置时传感输出波形 b）高速时输出波形
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。
曲轴位置、凸轮轴传感器检测
信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二 极管、两只光敏二极管和电子电路组成, 。两只发光二极 管分别正对着光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照 射目标。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，当信 号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，产生透光 和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征曲轴位置和 转角的脉冲信号。
4.2 磁脉冲式曲轴位置及发动机转速传感器 1.磁脉冲式曲轴位置及发动机转速传感器结构和工作原理 (1)日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器 该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的V带轮之后，在V 带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号， 称为信号盘），它和曲轴V带轮一起装在曲轴上，随曲轴一 起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有 90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号 盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器 内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产 生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。 磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号 盘的齿圈，彼此相隔了3°曲轴转角安装。
G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、 G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实 际上活塞并不是正好 达到上止点（BTDC），而是 在上止点前10°的位置。图 示为曲轴位置传感器G1、 G2、Ne信号与曲轴转角的 关系。
2.磁脉冲式曲轴位置传感器的检测 (1)电阻检查 点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的导线连接器，用 万用表的电阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值。 如电阻值不在规定的范围内，必须更换曲轴位置传感器。
(2)曲轴位置传感器输出信号的检查 拔下曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时， 用万用表的电压档检测曲轴位置传感器上G1-G-、G2-G-、 Ne-G-端子间是否有脉冲电压信号输出。如没有脉冲电压信 号输出，则须更换曲轴位置传感器。 (3)感应线圈与正时转子的间隙检查 用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0.2-0.4mm。若间隙不合要求，则须更换分 电器壳体总成。
曲轴凸轮轴位置传感器结构原理简介
4、丰田车-有分电器
G信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置 （压缩上止点前10 ° ）
G信号发生器的结构及波形
Ne信号是检测曲轴转角位置及发动机转 速的信号。
Ne信号发生器结构与波形
G、Ne信号与曲轴转角的关系
电磁式凸轮轴／曲轴位置传感器电路
5、富康-无分电器
信号转子
58个凸齿 57个齿缺 1个大齿缺 （2个凸齿+3个齿缺） （58+2）+（57+3） =120 360°/120=3° 每个齿缺/凸齿占3° 大齿缺占15°
（1）曲轴转速检测
• 信号转子转一周，凸齿产生58个信 号送给ECU 若 1minECU接到曲轴位置信号 116000个 转速为： 116000/58=2000r/min
（2）曲轴转角检测
• 信号转子转动一周，产生1个大齿 缺信号，所占时间长，对应1缸 /4缸上止点
• 当ECU得到大齿缺信号后，按照 每个凸齿和齿缺所占3°的信息， 得到曲轴转角的信号。
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。
日产汽车
1.结构 信号盘 信号发生器
光电式曲轴位置传感器的结构示意图
信号盘
• 遮光盘（转盘）：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。
• 测量传感器电阻：传感器2和 3间的电阻，480Ω～1000Ω。
V
• 测量间隙：传感器与信号盘凸
Ω
齿间隙与规定相符。信号盘应
无缺损。
• 测量屏蔽线：线束端子1与搭 铁间的电阻，应为0Ω。
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1.4曲轴位置、凸轮轴位置传感器故障检修
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
学
习
1
导
航
2
3
4
5
6
7
任务载体 学习目标 理论知识 实践技能 案例分析 学习小结 自主学习
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
4缸压缩上死点前 72度
凸轮轴轴位置信号
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.4霍尔式曲轴（凸轮）轴位置传感器工作原理
• 桑塔纳2000GSI磁感应式曲轴位置/发动机转速传感器
磁感应 式信号 发生器
飞轮侧 带大齿 缺的信 号转子
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮）轴位置传感器工作原理
• 桑塔纳2000GSI磁感应式曲轴位置/发动机转速传感器信号波形
1缸压缩上死点前 72度
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.1曲轴、凸轮轴位置传感器的作用
1. 曲轴转速/位置传感器作用: • 产生发动机转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角； • 产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号），计算曲轴转角； • 产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置。 2.凸轮轴位置传感器作用: • 判定凸轮轴位置（一缸压缩上止点位置）
学 习 目
2.能根据故障现象制定正确的维修计划。 3.能正确选择检测和诊断设备。
标 4.能使用万用表、故障诊断仪、示波器对曲轴位置、凸轮轴位置传
感器电路进行检测。
5.能正确记录、分析各种检测结果并做出故障判断。
6.能按照正确操作规范进行曲轴位置、凸轮轴位置传感器的更换。
7.能正确检查曲轴位置、凸轮轴位置传感器故障的修复质量。
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器的工作原理
Ne信号用来检测曲轴转角位置及发动机转速； Ne转子转一圈产生24个信号，每个信号占720/24=30度曲轴转角； ECU再将30度细分成30个1度信号。
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器的工作原理
任
桑塔纳2000GSI轿车，装备
务
大众AJR电喷发动机
载
体
不能着车，发动机 既不喷油也不点火。
曲轴位置感器信 号弱,更换后故障 排除。
技能一动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.能通过与客户交流、查阅相关维修技术资料等方式获取车辆信息。
G信号用于辨别气缸及检测活塞上止点位置; G信号还可作为计算曲轴转角的基准信号 ; G1、G2信号分别检测第六缸及第一缸的上止点。
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮）轴位置传感器工作原理
• 丰田5A发动机安装在分电器内的磁感应式曲轴位置传感器
1.4.2曲轴、凸轮轴位置传感器的安装位置
曲轴位置传感器
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.2曲轴、凸轮轴位置传感器的安装位置
凸轮轴位置传感器（别克君威）
凸轮轴轴位置传感器通常安装凸轮轴前端、端侧或分电器内
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
霍尔式
光电式
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器的工作原理
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.3磁感应式曲轴（凸轮轴）位置传感器的工作原理 丰田TCCS系统
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.2曲轴、凸轮轴位置传感器的安装位置
丰田5A发动机安装在分电器内的磁感应式曲 轴位置传感器
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.2曲轴、凸轮轴位置传感器的类型 类型：曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同 而不同，可分为磁感应式、霍尔式和光电式三种。
磁感应式
日产公司磁感应式曲轴位置传感器
1、3信号合成后产生1度曲轴信号 120度信号指示各缸上止点前70度
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修 1ZR FE 发动机
《发动机电控技术》
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1.4.3磁感应式曲轴（凸轮）轴位置传感器工作原理
作用
类型 理论
结构 原理
实践 故障
检修
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学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
理
论 知
1.4.1 曲轴（凸轮轴）位置传感器的作用
识
1.4.2 曲轴（凸轮轴）位置传感器的安装位置、分类
1.4.3 磁感应式曲轴位置（凸轮轴）传感器
1.4.4 霍尔式曲轴（凸轮轴）位置传感器 1.4.5 光电式曲轴（凸轮轴）位置传感器
霍尔效应： 当电流通过放在磁场中的半导体基片， 且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直 于电流和磁场的半导体基片的横向侧面 上产生一个与电流和磁场强度成正比的 电压，这个电压称为霍尔电压。
曲轴位置传感器
凸轮轴位置相位传感器
相位传感器
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学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
1.4.2曲轴、凸轮轴位置传感器的安装位置
曲轴位置传感器（别克君威）
曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮侧上或分电器内
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
G信号 转子
曲轴转 速信号
NE信号 转子
曲轴位 置信号
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修
日产公司磁感应式曲轴位置传感器
信号盘：90齿，每齿4度 线圈1和线圈3间隔3度安装 线圈2检测120度信号
《发动机电控技术》
学习单元1.4 曲轴位置、凸轮轴位置传感器的故障检修