曲軸位置傳感器故障的排除方法

【摘 要】曲軸位置傳感器是汽車曲軸的運轉狀況及活塞到達上止點的信號傳感器，本文介紹曲軸位置傳感器的一般故障及檢測方法。

【關鍵詞】曲軸位置傳感器；ECU；信號電壓

一、曲軸位置傳感器的作用

曲軸位置傳感器又稱為發(fā)動機轉速與曲軸轉角傳感器，用來檢測曲軸轉動角度信號、曲軸位置和發(fā)動機轉速并輸送給控制單元（ECU），以確定基本的點火和噴油時刻。如果電控單元接受不到曲軸位置傳感器輸送的信號或信號超出規(guī)定的范圍，發(fā)動機就不能正常運行，也沒有“備用模式”可以替代，但故障指示燈會常亮，電控單元記錄相應的故障碼，以便故障分析和檢修。

二、曲軸位置傳感器基本結構和工作原理

（一）電磁感應式曲軸位置傳感器

1.基本結構

主要傳感器線圈、永久磁鐵和線束及插接組成電磁感應式曲軸位置傳感器與安裝在曲軸上的信號轉子配對成為傳感器工作件。

2.作原理

齒盤旋轉時，由于空氣氣隙的變化，使磁回的磁通量發(fā)生了變化，產(chǎn)生感應電動勢，其大小和齒盤的轉速成正比；其頻率和轉速與齒數(shù)的乘積成正比。這樣每轉過一個齒就產(chǎn)生一個交變電壓的變化頻率，表示了曲軸旋轉快慢的步數(shù)，經(jīng)電腦ECU處理后即確定為曲軸的轉速。

當曲軸轉動使活塞處于1、4缸上止點位置時，磁盤上正對傳感器磁頭的位置處缺少了兩個齒，信號電壓所占的時間較長，即輸出的信號為一脈沖信號。ECU電腦即判定為即將到了1、4缸活塞上止點位置。

（二）光電式曲軸位置傳感器

1.本結構

光電式曲軸位置傳感器基本結構：它是由兩個紅外線發(fā)光二極管LED和兩個光敏二極管PD、轉盤和控制電路組成。

2.工作原理

光電式曲軸位置傳感器是利用光電原理將發(fā)動機轉動時的曲軸轉角和汽缸上止點位置信號轉化為電信號。信號發(fā)生器固定在分電器殼上，并分作兩部分分別位于遮光器盤的上下兩側。上部裝有兩個發(fā)光二極管，分別對在遮光盤的兩圈縫隙上，下部分裝有兩個光敏二極管分別與遮光盤上邊的兩只發(fā)光二極管對應。發(fā)動機轉動時，遮光盤隨著轉動，當遮光盤上的縫隙與光電傳感器對準時，光線通過縫隙照在其下邊的光敏二極管上，使二極管導通。當光線被遮光盤擋住時，光敏二極管截止。這樣，光敏二極管上就會產(chǎn)生一定的電壓信號，將此信號放大、處理，即可得到控制點火用的脈沖信號。

壓縮上止點信號的取得是由外圈一組產(chǎn)生的信號，其周期對應于分電器軸轉動角度時的1°，將此信號進行2倍變頻，即可獲得對應曲軸轉角位1°的信號。內(nèi)圈的一組光電傳感器，由于其間隔為60°，為發(fā)動機曲軸轉角的120°。使用中，將內(nèi)圈信號產(chǎn)生的縫隙固定在發(fā)動機做功的上止點前70°的位置，則此信號即可作為發(fā)動機各對應缸的壓縮上止點參考信號。

三、曲軸位置傳感器一般故障的檢測方法：

（一）檢測傳感器本身電阻故障

1.閉點火開關

2.拔下傳感器的2芯插頭

3.將萬用表打到相應電阻檔位上

4.分別將萬用表筆插到2芯插頭

5.讀出其阻值是否符合技術要求，不符合要求即更換曲軸位置傳感器。（標準值800～900Ω）

（二）檢測信號電壓故障

1.關閉點火開關。

2.拔下傳感器的2芯插頭。

3.將萬用表打到20V的交流檔。（提示：磁電傳感器性能的好壞，決定于磁場強度的大小和線圈的阻值，快轉曲軸或分電器軸時，應產(chǎn)生1.5～5V的交變電壓。或將磁鐵激勵一下，應有近1V的電壓產(chǎn)生為好。因轉速傳感器是一種無源傳感器。它產(chǎn)生的交變電壓是發(fā)電機啟動后產(chǎn)生的，所以，可以用萬用表交流檔測量其信號。）

4.啟動發(fā)動機并使發(fā)動機轉動。

5.測量其輸出信號值讀取數(shù)值。如果不符合要求，即檢查磁隙、線束插接器或更換傳感器。（標準值：其輸出信號電壓不能<2.5V）

（三）電腦側信號輸入的線故障檢測

1.關閉點火開關，拔下ECU保險絲。

2.拔下電腦側控制線路。

3.將萬用表打到2KΩ檔。（也可以測量信號）

4.測量其阻值知否符合要求，如果不符合下一步測量線束導通性

（四）線束的導通性的測量

1.關閉點火開關并拔下ECU保險絲。

2.拔下發(fā)動機控制單元ECU的連接插頭。

3.拔下發(fā)動機傳感器2芯插頭。

4.用萬用表測量每一根線的導通性。（電阻值不能大于1Ω）

四、案例分析：

一輛起亞賽拉圖轎車因水泵漏水，開到一家汽車快修店更換新水泵。更換水泵后，發(fā)動機出現(xiàn)啟動不能著車，且沒有著車征兆的現(xiàn)象。

故障分析與檢修。

故障現(xiàn)象來看，此故障的原因可能是無點火高壓電或噴油器不噴油造成的，而最有可能造成此類故障的是曲軸位置傳感器信號不正常。從之前的維修過程來看，故障有可能與更換水泵有關。該車裝備G4EC1.6L單點噴射的汽油發(fā)動機，水泵安裝在曲軸前端的皮帶輪左上方，在它的下方約20cm處，安裝有磁感應式的曲軸位置傳感器。

檢查曲軸位置傳感器的連接器和連接線路，均良好。斷開連接器，測量曲軸位置傳感器的線圈電阻值，幾乎為0，說明該傳感器的磁感應線圈短路。檢查曲軸位置傳感器的外部，沒有人為碰傷或其它異常痕跡。傳感器的密封是良好的，拆卸水泵時不可能有水滲入到內(nèi)部。

更換新的曲軸位置傳感器后，發(fā)動機仍然不能啟動。拆下空氣濾清器，啟動發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)噴油器時而能噴油，時而不能噴油。于是拔下高壓線，接上火花塞，觀察點火高壓電，結果只在啟動時跳了一次電。斷開蓄電池負極后再裝回，啟動發(fā)動機。此時噴油器噴油正常，但高壓電仍然只跳一次電。

新裝上的曲軸位置傳感器性能不良，測量傳感器線圈，電阻值為1280Ω。啟動發(fā)動機，用萬用表測量曲軸位置傳感器的輸出電壓（當時沒帶示波器），為0.6V左右。根據(jù)經(jīng)驗判斷，此傳感器的輸出電壓偏低。將曲軸位置傳感器與觸發(fā)齒輪之間的間隙調小，再次啟動發(fā)動機，輸出電壓達到1.8V，但故障依舊。

電路的線路連接情況，無異常。該發(fā)動機點火系統(tǒng)采用同時點火方式，有兩個點火線圈，每個點火線圈有兩根接線，一根是電源線，另一根是來自ECU的控制線。啟動發(fā)動機，測量電源線，電壓正常，但ECU未輸出控制信號。

考慮到ECU有故障的可能性不大，因此故障排查工作陷入了困境。再次詢問更換水泵的維修人員，確定他沒有超范圍修理。于是懷疑新更換的曲軸位置傳感器性能不良。將新的曲軸位置傳感器拆下，與損壞的傳感器做了比較，結果發(fā)現(xiàn)新傳感器的磁力明顯弱于損壞的傳感器。幾經(jīng)周折，購買到了磁力與舊的基本相同的曲軸位置傳感器。換上后，發(fā)動機恢復正常。

最后，對第二個新傳感器的電阻值和輸出電壓值進行了測量，為880Ω和1.8V，與第一個新件一樣。因此，推斷可能是第一個新傳感器的磁力弱，產(chǎn)生的信號有失真，造成ECU計算不準確所致。可惜當時沒帶示波器，不能觀察和比較兩個新傳感器的信號波形。

參考文獻：

[1]陳家瑞《汽車發(fā)動機構造與檢修》.

[2]任慧珠 羌春曉 《汽車電控發(fā)動機構造與維修》.

[3]任惠珠《汽車電控發(fā)動機構造與維修》.