曲軸位置傳感器是一種關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)管理組件，其主要功能是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的位置和轉(zhuǎn)速，并將這些信息傳遞給汽車(chē)的電子控制單元（ECU）。這個(gè)傳感器對(duì)于確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正確運(yùn)行至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懙近c(diǎn)火正時(shí)、燃油噴射時(shí)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的總體管理。
曲軸位置傳感器一般安裝在什么位置
曲軸位置傳感器一般安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、分電器內(nèi)、或飛輪上。
曲軸位置傳感器的作用
確定曲軸轉(zhuǎn)角：通過(guò)監(jiān)測(cè)曲軸的即時(shí)位置，傳感器能夠幫助ECU識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)中的特定點(diǎn)，比如活塞上止點(diǎn)，這對(duì)于適時(shí)點(diǎn)火至關(guān)重要。
測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：通過(guò)監(jiān)測(cè)曲軸旋轉(zhuǎn)的速度，傳感器提供了計(jì)算噴油量和點(diǎn)火提前角的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有助于維持發(fā)動(dòng)機(jī)效率和性能。
缸序判別與點(diǎn)火順序控制：與凸輪軸位置傳感器協(xié)作，確定哪個(gè)氣缸正處于正確的點(diǎn)火階段，從而控制點(diǎn)火順序。
輔助啟動(dòng)過(guò)程：在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，確保ECU能夠準(zhǔn)確識(shí)別到最佳的點(diǎn)火時(shí)機(jī)，特別是1缸壓縮行程的上止點(diǎn)位置，以順利啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
曲軸位置傳感器類(lèi)型
曲軸位置傳感器是汽車(chē)智能化發(fā)展的橋梁，曲軸傳感器也稱為曲軸位置傳感器。它是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。它提供點(diǎn)火正時(shí)（點(diǎn)火提前角）和確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)，用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)、曲軸角度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。曲軸位置傳感器根據(jù)型號(hào)不同采用的結(jié)構(gòu)也不同，可分為磁感應(yīng)式、光電式、霍爾效應(yīng)式三類(lèi)。
1、磁感應(yīng)式：
磁電感應(yīng)式凸輪軸位置傳感器工作原理： 磁電傳感器是基于電磁傳感器的原理，通過(guò)磁電相互作用將其測(cè)量并轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。也稱為電感式傳感器、電式傳感器。這類(lèi)傳感器的基本類(lèi)型是速度傳感器，可以直接測(cè)量線速度。因?yàn)樗俣?、位移、加速度之間存在著內(nèi)在的關(guān)系，即它們之間存在積分或微分關(guān)系。因此，如果將集成電路連接到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量電路中，則其輸出與位移成正比；如果測(cè)量電路連接有微分電路，則其輸出與運(yùn)動(dòng)的加速度成正比。這樣，這種磁傳感器可以用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)的位移或加速度。磁電傳感器，有時(shí)稱為電動(dòng)或電感傳感器，僅適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。由于輸出功率較大，匹配電路比較簡(jiǎn)單；零位及性能穩(wěn)定；工作頻段一般為10～1000Hz。磁電傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，利用其逆變換效應(yīng)可以構(gòu)成力（扭矩）發(fā)生器和電磁激勵(lì)器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)W匝線圈在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量為Φ，線圈中的感應(yīng)電勢(shì)e與磁通量的變化率有關(guān)dΦ/dt 如下： E=-w (dΦ/dt)
根據(jù)這一原理，可設(shè)計(jì)成變磁通型和恒磁通型兩種結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)成測(cè)量線速度或角速度的磁電傳感器。這種結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型： 1、變磁通結(jié)構(gòu)： (a)旋轉(zhuǎn)式(變磁)； (b) 平移式(可變氣隙) 2. 恒定磁通結(jié)構(gòu)： (a) 動(dòng)圈式； (b) 動(dòng)鐵式。
同時(shí)，曲軸位置傳感器也是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。它提供點(diǎn)火正時(shí)（點(diǎn)火提前角）和確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)，用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
2.霍爾效應(yīng)型：
在汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)中，有一個(gè)由霍爾信號(hào)發(fā)生器觸發(fā)的點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器是利用霍爾效應(yīng)原理制成的，因此也稱為霍爾電子點(diǎn)火系統(tǒng)。霍爾信號(hào)發(fā)生器的工作原理是利用霍爾原件的霍爾效應(yīng)，即只有直流電壓和磁場(chǎng)同時(shí)作用在霍爾發(fā)生器上時(shí)，發(fā)生器中才能產(chǎn)生電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生點(diǎn)火信號(hào)。
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的磁場(chǎng)傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，是霍爾于1879年在研究金屬導(dǎo)電機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而且半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)很多。利用這種現(xiàn)象制成的各種霍爾元件廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、信息處理等領(lǐng)域。
3、光電式：
光電傳感器將測(cè)量到的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。如光電開(kāi)關(guān)、光敏電阻、光電二極管、光電池、光纖等。光電傳感器廣泛應(yīng)用于檢測(cè)和控制領(lǐng)域。它是一種采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它具有響應(yīng)快、精度高、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，可測(cè)量參數(shù)多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式靈活多樣。
曲軸位置傳感器故障及排除
1.磁感應(yīng)曲軸位置傳感器
磁感應(yīng)曲軸位置傳感器常見(jiàn)的故障是發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，首先是按照常規(guī)程序從電路、油路、機(jī)械部分檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否正常，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火太晚才是發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)的真正原因。開(kāi)始了。解決時(shí)，重新連接線路，重新調(diào)整分電器，檢查點(diǎn)火正時(shí)，位置是否正確。
2.光電曲軸傳感器
光電曲軸傳感器的常見(jiàn)故障是發(fā)電機(jī)加速不良，有時(shí)啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)熄火，并出現(xiàn)高壓火花。原因是點(diǎn)火系統(tǒng)工作不好，導(dǎo)致高壓打火微弱。這時(shí)可以從低壓電路、主繼電器、高壓點(diǎn)火線圈內(nèi)部短路、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障、部分機(jī)械部件異常磨損等方面考慮。
3.霍爾效應(yīng)曲軸位置傳感器
霍爾效應(yīng)曲軸位置傳感器用于發(fā)動(dòng)機(jī)的順序燃油噴射控制、點(diǎn)火正時(shí)控制和爆震控制。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，傳輸?shù)男盘?hào)不在正常范圍內(nèi)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。解決辦法是檢查永磁體、導(dǎo)磁板、集成電路是否正常。
曲軸位置傳感器的檢測(cè)方法
在接下來(lái)的部分中，道合順傳感將討論如何測(cè)試曲軸位置傳感器。
(1)磁脈沖曲軸位置傳感器的檢測(cè)
①曲軸位置傳感器電阻檢測(cè)
曲軸位置傳感器電路如右圖所示。拔出其接線頭，用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器端子間電阻，應(yīng)符合附表規(guī)定，否則應(yīng)更換傳感器。
②曲軸位置傳感器輸出信號(hào)的檢測(cè)
拔出曲軸位置傳感器的接線器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，G1-、G2-、G-端子之間應(yīng)有脈沖信號(hào)輸出。如果沒(méi)有脈沖信號(hào)輸出，則需要更換傳感器。
③傳感器線圈與信號(hào)轉(zhuǎn)子之間的間隙檢測(cè)
用測(cè)厚儀檢查信號(hào)轉(zhuǎn)子與傳感器線圈突起之間的氣隙，間隙為0.2~0.4mm。若間隙不符合要求，則需調(diào)整或更換。
(2)光電曲軸位置傳感器的檢測(cè)
光電曲軸位置傳感器有兩組光電信號(hào)發(fā)生器，集中安裝在分配器內(nèi)。
測(cè)試時(shí)，拔下傳感器連接器，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”，測(cè)量電源電壓應(yīng)為12V，或在傳感器端子2和端子1之間連接12V電池電壓，并在端子1、3和端子之間連接電流表。 1、4、信號(hào)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，電流表應(yīng)擺動(dòng)1～4次，每次應(yīng)指示1mA，不同型號(hào)電壓應(yīng)符合附表規(guī)定，否則光電傳感器應(yīng)更換。
(3)霍爾曲軸位置傳感器的檢測(cè)
①檢查曲軸位置及轉(zhuǎn)角傳感器
用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量曲軸位置和角度傳感器的電源電壓，正常值應(yīng)為12V；用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量啟動(dòng)狀態(tài)下傳感器的輸出信號(hào)電壓，曲軸位置信號(hào)電壓值應(yīng)為0.8~0.9V，曲軸、角度信號(hào)電壓值應(yīng)為2~3V。
② 測(cè)量霍爾傳感器的輸出電壓
斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，打開(kāi)分電器蓋，拔出分電器蓋，連接中央高壓線并接地，拔下點(diǎn)火器連接插頭上的橡膠套，但連接插頭仍插著，將將電壓表的兩根表筆分別接到3、3端子6上，如下圖所示。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，沿發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察電壓表讀數(shù)應(yīng)在0~7V之間變化，且曲軸旋轉(zhuǎn)2次電壓變化4次，否則說(shuō)明霍爾傳感器已損壞有故障，應(yīng)更換。
③ 模擬霍爾信號(hào)發(fā)生器的動(dòng)作
關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，打開(kāi)分電器蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使分電器扳機(jī)葉輪不在氣隙中。將電器蓋上中央高壓線拔出，使其端部距缸體5~7mm，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用螺絲刀輕輕插拔信號(hào)發(fā)生器氣隙，模擬觸發(fā)葉輪在氣隙中的動(dòng)作，如上圖所示。如果此時(shí)高壓線末端閃爍，則說(shuō)明信號(hào)發(fā)生器是好的；如果不閃爍，則表明信號(hào)發(fā)生器有故障，應(yīng)更換。
曲軸位置傳感器故障影響
如果曲軸位置傳感器損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元在啟動(dòng)時(shí)無(wú)法接收參考信號(hào)，點(diǎn)火線圈不會(huì)產(chǎn)生高壓。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)2s后，如果發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將切斷對(duì)燃油泵繼電器的控制電壓，并停止對(duì)燃油泵和點(diǎn)火線圈供電，使車(chē)輛無(wú)法啟動(dòng)。開(kāi)始吧。
曲軸位置傳感器更換
接下來(lái)，我們將討論曲軸位置傳感器的更換。
曲軸位置傳感器安裝在變速箱離合器殼體上（見(jiàn)下圖），位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體左側(cè)后方，曲軸位置傳感器用兩個(gè)螺栓緊固，用膠帶或紙板墊在曲軸下面位置傳感器調(diào)整傳感器的深度，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)（曲軸位置傳感器安裝后），多余的紙墊應(yīng)剪掉。新的工廠更換傳感器將帶有此墊片，如果重新安裝原來(lái)的曲軸位置傳感器，或者更換變速箱和離合器殼體，則必須安裝新的墊片。
曲軸位置傳感器 (CPS) - 2.5L 發(fā)動(dòng)機(jī)
1-曲軸位置傳感器 2-變速箱殼體 3-前排氣管
拆卸時(shí)，在進(jìn)氣歧管后部附近，從主線束上拆下傳感器線束，拆下固定曲軸位置傳感器線夾的油管安裝螺栓上的螺母，拆下曲軸位置傳感器安裝螺栓，拆下曲軸位置傳感器安裝螺栓。曲軸位置傳感器，拆下曲軸位置傳感器線束的夾子。安裝時(shí)，將曲軸位置傳感器的凸頭裝入變速箱殼體的孔內(nèi)，使端面平齊。安裝并擰緊曲軸位置傳感器的兩個(gè)安裝螺栓，扭矩為17-21N·m。將曲軸位置傳感器固定到變速箱上的兩個(gè)螺栓是特制的，以確保傳感器與飛輪之間有正確的間隙，不允許用其他螺栓代替專(zhuān)用螺栓。將電線插頭連接到曲軸位置傳感器，安裝傳感器線束夾，將夾子安裝到燃油管安裝螺栓上，然后擰緊夾子安裝螺母。
曲軸位置傳感器 (CPS) - 4.0L 發(fā)動(dòng)機(jī)
1- 曲軸位置傳感器 2- 變速箱殼體
曲軸位置傳感器在汽車(chē)中的作用
磁電感應(yīng)式曲軸位置傳感器在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用：
磁電感應(yīng)速度傳感器和曲軸位置傳感器安裝在上下層分配器內(nèi)。傳感器由永磁體感應(yīng)檢測(cè)線圈和轉(zhuǎn)子（定時(shí)轉(zhuǎn)子和測(cè)速轉(zhuǎn)子）組成，轉(zhuǎn)子隨分配器軸旋轉(zhuǎn)。正時(shí)轉(zhuǎn)子有一齒、二齒、四齒形式，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子有24齒。永磁感應(yīng)檢測(cè)線圈固定在分配器本體上。如果知道轉(zhuǎn)速傳感器和曲軸位置傳感器的信號(hào)，以及各氣缸的工作順序，就可以知道各氣缸的曲軸位置。磁感應(yīng)速度傳感器和曲軸位置傳感器的轉(zhuǎn)子信號(hào)盤(pán)也可以安裝在曲軸或凸輪軸上。
霍爾效應(yīng)曲軸位置傳感器在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用：
(1)作為分配器中的信號(hào)傳感器；
(2)用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角傳感器以及分電器點(diǎn)火系統(tǒng)中的點(diǎn)火脈沖觸發(fā)器；
(3)用于各種開(kāi)關(guān)；
(4)汽車(chē)車(chē)速表、里程表；
(5)作為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)中的速度傳感器；
(6)用作車(chē)輛用無(wú)刷直流電機(jī)中的位置傳感器和電流換向器；
(7)適用于各種液體探測(cè)器；
(8)各種電力負(fù)載的電流檢測(cè)及工作狀態(tài)診斷；
(9)在OBD-II車(chē)輛診斷裝置中進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)熄火檢測(cè)；
(10)作為自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)中的速度傳感器(代替手制動(dòng))；
(11) 電池充電電流控制器。還可應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)、變速箱控制、汽車(chē)生產(chǎn)線自動(dòng)控制、柔性路面檢測(cè)等。
光電曲軸位置傳感器在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用：
光電在汽車(chē)中的應(yīng)用分為以下4類(lèi)。
(1)光電車(chē)高傳感器
主動(dòng)懸架系統(tǒng)由電子控制單元ECU根據(jù)車(chē)高、車(chē)速、轉(zhuǎn)向角和車(chē)速、制動(dòng)等信號(hào)控制懸架的執(zhí)行器，使懸架的剛度、沖擊的阻尼力等減振器和車(chē)身高度等參數(shù)的改變使汽車(chē)具有良好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。
(2)光電轉(zhuǎn)向傳感器
光電轉(zhuǎn)向傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸管上，用于檢測(cè)方向盤(pán)的中間位置、轉(zhuǎn)向方向、轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向速度。在電控懸架中，電子控制裝置根據(jù)車(chē)速傳感器的信號(hào)和轉(zhuǎn)向傳感器的信號(hào)來(lái)判斷汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)向力的大小，從而控制車(chē)身的側(cè)傾。
(3)光電光傳感器
光電光傳感器采用硫化鎘（CdS）作為半導(dǎo)體元件。當(dāng)光線照射硫化鎘（CdS）時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化（周?chē)h(huán)境較暗時(shí)電阻值較大，周?chē)h(huán)境較亮?xí)r電阻值變?。?，并能反射周?chē)墓饩€。將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，以電信號(hào)的形式輸入控制器。光電轉(zhuǎn)向傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸管上，用于檢測(cè)方向盤(pán)的中間位置、轉(zhuǎn)向方向、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度。在電控懸架中，電子控制裝置根據(jù)車(chē)速傳感器的信號(hào)和轉(zhuǎn)向傳感器的信號(hào)來(lái)判斷汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)側(cè)向力的大小，從而控制車(chē)身的側(cè)傾。
(4)光電車(chē)速傳感器
光電車(chē)速傳感器用于數(shù)字車(chē)速表，由發(fā)光二極管、光電晶體管和安裝在車(chē)速表傳動(dòng)軸上的遮光板組成。數(shù)字車(chē)速表主要由熒光管、電子控制單元、集成電路IC等組成。車(chē)速傳感器輸出的脈沖信號(hào)傳輸?shù)杰?chē)速表，通過(guò)熒光顯示屏顯示車(chē)輛的速度，并將信號(hào)輸入到里程表、油表、溫度表等。
