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曲轴位置传感器故障检修【任务载体】一辆丰田花冠轿车，装备1ZR-FE电喷发动机，出现无法着车，且有发动机故障灯亮的现象。请根据故障现象制定正确维修计划，并排除故障。【学习目标】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。2．能根据故障现象制定正确的维修计划。3．能正确选择诊断设备对曲轴位置传感器引起的故障进行诊断。4．能正确记录、分析各种检测结果并做出故障判断。5．能按照正确操作规范进行曲轴位置传感器的更换。6．能根据环保要求，正确处理对环境和人体有害的废料和损坏的零部件。 【理论知识】1.1.1 曲轴位置传感器的作用曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor简称CPS）又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度与发动机转速信号，并输入电子控制单元（ECU），以便确定喷射顺序，喷射正时，点火顺序，点火正时，并根据信号检测到的曲轴转角波动的大小来判断发动机是否有失火现象。无曲轴位置传感器信号，发动机ECU认为发动机没有运转，因此喷油器不能喷油。点火和喷油集中控制的电子控制发动机，还不能点火。所以，曲轴位置传感器是计算机控制点火系统、发动机电子控制系统最重要的传感器之一。安装位置：一般安装于曲轴前段、分电器内、靠近飞轮的变速器壳体上三个位置，个别车辆还有安装与发动机缸体中部下侧；如图 1所示。 图 1 曲轴位置传感器 1.1.2 曲轴位置传感器类型曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、霍尔效应式和光电感应式三种。 1.1.3 磁脉冲式曲轴位置传感器结构与原理1、结构与组成：磁脉冲式曲轴位置传感器由一个曲轴位置信号盘（信号盘有34个齿）和一个耦合线圈。当信号盘旋转时，随着每个齿经过耦合线圈使得产生一个脉冲信号。发动机每转一圈，耦合线圈便产生34个信号。ECU根据这些信号来检测出曲轴位置和发动机转速来实现控制燃油喷射时间和7点火正时。2、原理当磁阻轮凸齿与传感器线圈不对中时，凸齿和感应线圈之间的空气间隙比较大，因而磁场比较弱。当磁阻轮的凸齿接近与传感器线圈对中时，空气间隙比较小，因而围绕传感器的磁场强度增大。这种交替变化的磁场使传感器线圈内感应出交流电压信号。 在磁阻轮凸齿正好对准感应线圈中心线的瞬间，磁场不再变化，感应电压降为零。磁阻轮凸齿离开传感器线圈中心线时，磁场减弱到某一程度或消失。这种磁场的变化在传感器线圈内感应出负电压。所以，每当磁阻轮的一个凸齿转过传感器时，曲轴位置传感器线圈就产生一个电压信号。电脑根据这些信号来计算和确定曲轴位置传感器和转速。 NE信号被发动机ECU用于探测曲轴角度和发动机转速。发动机ECU使用NE信号和G信号来计算基本喷射时间和基本点火提前角。和G信号相同，NE信号也是由曲轴位置传感器和安装于曲轴上的NE正时转子圆周上的凸舌之间的气隙所产生。如图(2)所示的传感器，NE正时转子圈上有34个凸舌和丢失两个的一个区段。丢失两齿的区段可用来探测曲轴角度，但是不能确定究竟是处于压缩环的上止点（TDC）还是处于排气循环的上止点（TDC）。发动机ECU将NE信号和G信号相结合，来综合地和精确地确定曲轴角度。除此以外，有些信号发生器有12，24或其他数的凸舌，但是曲轴角度探测精度随凸舌数而变化。例如，12个凸舌的型号，其曲轴角度探测精度为30°CA。 图 2 工作原理图1.1.4 霍尔式曲轴位置传感器1、结构及组成：霍尔式曲轴位置传感器利用霍尔效应原理产生相应的电压脉冲信号。霍尔感应式传感器由触发叶轮（触发叶轮的齿数与发动机的缸数相同）、霍尔基片和带导板的永久磁铁组成；如图（3）所示。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，如图（4）所示。 图 3霍尔式曲轴位置传感器组成 图 4 霍尔效应 2、工作原理：如图（5）所示，a图为触发叶轮转动，当叶轮对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线被旁通，霍尔基片上的磁场消失，霍尔基片不产生感应电压；b图为触发叶轮转动，当气隙对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线通过霍尔基片，霍尔基片产生电压。图 5 工作原理【拓展知识】光电感应式曲轴位置传感器 1、结构及组成：光电感应式曲轴位置传感器一般安装在分电器上，主要由发光二级管、光敏二极管、遮光盘和控制电路等组成。2、工作原理日产公司光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器和带光孔的信号盘组成如图（6）所示。信号盘安装在分电器上，外围有360条缝隙（光栅），相邻缝隙产生1°曲轴转角信号；外围稍靠内间隔60°曲轴转角分布着六个光孔（六缸）、产生120°曲轴转角信号，其中一缸上止点对应的是120°曲轴转角信号的位置。如