曲轴位置传感器故障诊断与排除论文

1、曲轴位置传感器故障诊断与排除摘 要：本文主要介绍了用万用表对2JZ-GE型电控燃油喷射式发动机因为曲轴位置传感器的故障，导致发动机电子控制单元ECU不发出点火信号，以致发动机不能正常工作。通过诊断分析，最后排除故障的过程。关键词：万用表，点火信号IGT，点火反馈信号IGF，曲轴位置传感器电子控制点火系统有别于传统点火系统，而曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。一旦出现了故障，发动机难以起动。一、故障现象：一辆丰田皇冠(CROWN)牌93型轿车，采用的是2JZ-GE型(3.0L、直列、

2、6缸)电控燃油喷射式发动机。起动点火开关，起动机运转。经多次起动后，仍毫无起动迹象，且故障灯不亮,观察排气管，无初始的燃烧现象。二、造成发动机不能起动的原因分析：发动机是一个复杂的系统，一个小零件不正常工作都会影响发动机的正常工作。造成发动机不能起动的原因有很多。但从该故障现象里分析可以知道这辆车的起动系统应该没有问题的，这一定程度上缩小了检查的范围。因为发动机要起动，无非是要有适合的混合气、缸压，足够的点火能量，正时恰当。那么，造成发动机不能起动的原因就可能由以下故障引起：1、进气系统故障，如进气管漏气或堵塞，气门关闭不严导致气缸压力低。进气门背部进气管内积炭过多，导致喷入的汽油被积炭吸附而

3、不能进入燃烧室等。2、供油系统故障，如燃油系统无油、漏油或堵塞；油泵不工作，无油压或保持压力不足，喷油器故障等。3、点火系统故障，如点火缸序不对，或不正时，火花塞积炭过多或间隙不正确，高压线漏电，以及点火线圈损坏等。4、发动机电子控制系统故障，如ECU故障，曲轴位置传感器、转速传感器信号弱或无信号，以及线路接触不良等。5、机械故障，如活塞与气缸之间封闭不良或连杆、曲轴变形导致卡死等。三、故障排除的方法分析与措施：根据以上的分析，围绕故障现象，在维修的过程中，采取先易后难的方法进行检查，为了保险起见（怕蓄电池不够电），还是用万用表检查了蓄电池的电压，12V，没有问题。检查有没有油，发现有油、观察

4、油路，没有油管变形，漏油现象，检查进气管道接头，发现各地方连接良好，清理了空气滤清器，也没有堵塞现象，各电子器件没有明显的接线断路现象，表面上也没有发现有明显的机械故障现象。试着起动一下，还是跟原来现象一样，看来故障与蓄电池无关。接着从油路着手，进行油压测试。连接好燃油压力表后，测得燃油压力：295KP（标准：265304KP），在标准范围内，从而可知道供油压力应该没有问题。将12V电源接到喷油器接线座的一个端子，另一端搭铁后再断开，听喷油器的动作响声，证明喷油器会开启。下来检查跳火情况，将发动机上点火高压线拔下一根，用旧火花塞或其他笔状金属棒插入火花塞帽中，将火花塞体或金属棒体靠近发动机金属

5、部位，启动发动机，发现无高压跳火现象，初步分析确定点火系统问题，该车型为电子控制点火系统。电子控制点火电路的基本工作原理是：电子控制装置（ECU）根据节气门位置传感器（或空气流量传感器或进气歧管压力传感器）、发动机转速传感器和冷却水温传感器提供的发动机负荷、转速和冷却水温等信号确定最佳点火提前角，并根据曲轴位置传感器提供的曲轴转角信号输出点火正时（IGT）信号，而点火器则确定和控制初级电路的通电时间。当ECU输出IGT信号，点火线圈一次侧电流中断而实现点火。点火器输出一个点火（IGF）信号给ECU；如果ECU未收到点火确认信号（IGF），ECU则立即停止喷油器的喷油。如果ECU检测到IGT或I

6、GF电路断路或短路，即在连续4次IGT信号后ECU未接收到IGF信号，ECU即认为点火器有故障。针对于点火系统的故障，根据该基本工作原理，利用点火信号（IGF和IGT信号）对微机控制点火线路进行故障分析得到如下结论：1、对GF信号的检测与分析：起动发动机时用万用表在ECU线束侧连接器上测量IGF端子电压，即IGF信号电压，其值为0.8V1.2V;如果IGF信号电压不符合标准,再拆下点火器线束侧连接器后将点火开关置于点火(ON)位置(发动机不运转)，然后再测量IGF端子电压。这时，如果IGF端子电压4V5V（ECU提供的电压），说明点火器，点火线圈或其线路有故障，否则，说明ECU分电器或其线路有

7、故障，或ECU上无电源电压。2、对IGT信号的检测与分析：、起动发动机时用万用表在ECU线束侧连接器上测量IG端子信号电压，即IG信号电压，其值应为0.8V。如果测得的IGT信号电压接近0V，应拆下点火器线束侧连接器，再测量发动机起动时IGT端子电压，若此时IGT信号电压仍为0V，说明ECU无信号电压输出，即ECU、分电器或其线路有故障。、拆下分电器线束侧连接器，在起动发动机时，测量曲轴位置传感器和发动机转速传感器输出的信号电压，其值应在规定的范围内。如果测得的信号电压不符合标准，则说明传感器有故障；如果测得的信号电压值正常，则说明ECU或ECU到分电器的线路有故障。根据以上的分析，IGF是点

8、火反馈信号、IGT是点火信号，有IGF信号，前提就应该有IGT信号。于是先检查了IGT信号。拆下点火器线束侧连接器，测量发动机起动时IGT端子电压，信号电压为0V。说明ECU无信号电压输出。这一测量又缩小了故障范围，即ECU、分电器(内装曲轴位置传感器)或其线路有故障。ECU一般不会有故障，也应是最后检查的部件，接着检查曲轴位置传感器。磁脉冲式曲轴位置传感器原理：曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。主要有三种类型：磁电感应式

9、、霍尔效应式和光电式。而本车采用的是磁脉冲式曲轴位置传感器，由定时转子、永久磁铁、耦合线圈等组成。定时转子装在分电器轴上并由良好的导磁材料制成。转子外缘设有与气缸数相等且等距离分布的定时齿。分别代表缸数。耦合线圈绕在衔铁上，衔铁固定在分电器壳体上。当曲轴带动分电器旋转时，由于转子定时齿相对线圈位置的变化，使线圈内的磁通发生变化，从而在线圈内产生感应电动势输出。然后信号进行转换、放大后送入功率开关电路，就可以控制点火线圈一次电流的通断。以上介绍的是磁脉冲式曲轴位置传感器的基本原理。 2JZ-GE型发动机电子控制系统中使用的是磁脉冲式曲轴位置传感器，曲轴位置传感器电路如图 1所示。对磁脉冲式曲轴位

10、置传感器的检测分析：（1）曲轴位置传感器的电阻检查：点火开关OFF，拔开曲轴位置传感器的导线连接器，冷态下，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：G1-G-、G2-G-、 Ne-G-分别为：150、154、230，对照标准值（表 1）。发现电阻值都在规定的范围之内，应该没有问题。表 1 曲轴位置传感器的电阻值端子条件电阻值（）G1-G-冷态125-200热态160-235G2-G-冷态125-200热态160-235Ne-G-冷态155-250热态190-290（2）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（图 2），其间隙也都在标准值0.

11、2-0.4mm范围之内。 （3）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-端子间脉冲电压信号，发现输出的信号电压都十分微弱，为什么信号为弱呢？间隙、电阻都没有问题，可能是磁场的原因，后一检查，果然是磁铁磁场太弱。无法修复，采取换件方法，更换曲轴位置传感器后,试着起动，顺利着车，试了几次，都没有问题。但我注意到了，当点火开关在ON档时（发动机没有起动时），故障灯是不亮（此时应该亮）。起动后也不亮（起动后发动机无故障不亮，有故障则亮）。应该是线路有问题，后来用试灯法逐步检查线路，故障排除。四、总结：从以上的检查过程来看，造成该故障的原因是曲轴位置传感器产生的信号电压太小,导致电子控制单元ECU检测不到活塞上止点。从而不会发出点火信号。导致发动机无法起动。五、结束语：现代汽车越来越先进，电子器件很多，借助先进的检测设备，或许很容易的找出故障所在，但在没有先进设备情况下（特别是外出作业时），发现此类故障，会给维修带来比较大的麻烦。因此要求我们在平时不断的积累经验基础上，还要不断的学习原理及新技术。才会使自己得到提高。（备注：1、在检查跳水过程中，一定要注意两点，首先是要把拔下的那