项目五认识电控点火系统任务三检修凸轮轴位置传感器任务描述课件

1、项目五 认识电控点火系统 任务三 检修凸轮轴位置传感器任务描述一台电控发动机有时启动困难，通过手持式汽车诊断电脑的检查，估计由于凸轮轴位置传感器工作不良引起的，需对凸轮轴位置传感器进行检查，确定故障部位，并维修或更换。那么凸轮轴位置传感器是如何工作的，工作原理又是什么，通过本单元的学习我们将掌握凸轮轴位置传感器的相关知识与技能。任务目标1、了解凸轮轴位置传感器的作用。2、熟悉凸轮轴位置传感器的安装位置。3、了解凸轮轴位置传感器的类型。4、理解凸轮轴位置传感器的工作原理。5、掌握凸轮轴位置传感器的检测并能识读电路图。知识储备一、凸轮轴位置传感器的作用 凸轮轴位置传感器(Camshaft Posi

2、tion Sensor，CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder Identification Sensor，CIS)，为了区别于曲轴位置传感器(CPS)，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的作用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。 二、凸轮轴位置传感器的安装位置如图5-3-1。图5-3-1 凸轮轴位置传感器安装位置 三、凸轮轴位置传感器的类型凸轮

3、轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为电磁感应式、光电式和霍尔式三种。四、霍尔式凸轮轴位置传感器结构与工作原理霍尔式传感器的基本结构如图5-3-2所示，主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。图5-3-2 霍尔传感器基本结构与原理a）叶片离开气隙，磁场饱和 b）叶片进入气隙，磁场被旁路1-永久磁铁 2-触发叶轮 3-磁轭 4-霍尔集成电路触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片。当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。3、霍尔式传感器工作原理当传感

4、器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，如图5-3-2a所示，此时霍尔元件产生电压为1.9到2.0V，霍尔集成电路输出级的三极管导通，传感器输出的信号电压Uo为低电平。当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，如图5-3-2b所示，霍尔电压UH为零，集成电路输出级的三级管截止，传感器输出的信号电压Uo为高电平。桑塔纳2000GSi型轿车霍尔式凸轮轴位置传感器的结构特点桑塔纳2000GSi型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端，结构如图5-3-3所示，主要由霍尔信号发

5、生器和信号转子组成。图5-3-3 霍尔式凸轮轴位置传感器的结构1-进气凸轮轴 2-凸轮轴位置传感器 3-传感器固定螺钉4-定位螺钉与座圈 5-信号转子 6-发动机缸体信号转子又称为触发叶轮，安装在进气凸轮轴上，用定位螺栓和座圈定位固定。信号转子的隔板又称为叶片，在隔板上制有一个窗口，窗口对应产生的信号为低电平信号，隔板对应产生的信号为高电平信号。霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁和导磁钢片等组成。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。霍尔元件用硅半导体材料制成、与永久磁铁之间留有0.2-0.4mm的间隙，当信号转子随进气凸轮轴一同转动

6、时，隔板和窗口便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。该传感器接线插座上有3个引线端子，端子1为传感器电源正极端子，与控制单元62端子连接；端子2为传感器信号输出端子，与控制单元76端子连接；端子3为传感器电源负极端子，与控制单元67端子连接。2、工作情况由霍尔式传感器工作原理可知，当隔板进入气隙时，霍尔元件不产生电压，传感器输出高电平（5V）信号；当隔板离开气隙时，霍尔元件产生电压，传感器输出低电平信号（0.1V）。凸轮轴位置传感器输出的信号电压与曲轴位置传感器输出的信号要电压之间的关系如图5-3-4所示。发动机曲轴每转两转，霍尔传感器信号转子就转一圈，对应产生一个低电平信号和一个高电平

7、信号和一个高电平信号，其中低电平信号对应与1缸压缩上止点前一定角度。图5-3-4 曲轴位置与凸轮轴位置传感器输出波形的对应关系发动机工作时，磁感应式曲轴位置传感器CPS和霍尔式凸轮轴位置传感器CIS产生的信号电压不断输入控制单元ECU。当ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电凭信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时，便可识别出此时为1缸活塞处于压缩形成、4缸活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。控制单元识别出1缸压缩上止点位置后，便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。如果发动机产生了爆震，控制单元还能根据爆震传感器输入的信号判别出是哪一缸产生

8、了爆震，从而减小点火提前角，以便消除爆震。任务实施 任务：凸轮轴位置传感器的检测一、任务准备1、 帕萨特电控发动机台架、维修手册、工作页。2、工具：数字万用表，诊断仪器。3、辅助材料：抹布若干。二、任务要求：会识读凸轮轴位置传感器电路、会对其进行检测等，完成实习报告。三、操作步骤 1、对照电路图（图5-3-5）上标注的数字解释各引脚的含义。图5-3-5 凸轮轴位置传感器与ECU的连接电路各引脚含义：2、分析故障并写出检测方案（1）观察并记录故障现象，分析可能的原因（表5-3-1）表5-3-1 故障现象及原因（2）结合工作原理及电路图，拟定检测方案3、检测 若有条件的可在实车上进行检测，但必须提

9、前做好表2-2-1的工作。当霍尔传感器出现故障而导致信号中断时，发动机会继续运转也能再次启动。但是，喷油不是在进气门打开时完成，而是在进气门关闭之前完成，由此对混合气品质产生的影响很小，不会影响发动机的总体性能。与此同时，由于控制单元不能判别即将到达压缩上止点的是哪一缸，因此爆震调节将停止。为了防止发动机产生暴动，控制单元将自动减小点火提前角。当霍尔传感器信号中断时，控制单元ECU能够检测到故障信息，用K81故障诊断仪可以读取传感器故障的有关信息。如故障代码显示霍尔传感器故障，可用万用表检测传感器电源电压和导线电阻进行判断与排除。（1）检测传感器电源电压 1）断开点火开关，拔下霍尔传感器插座上

10、线束插头，将万用表的正、负表分别连接插头端子“1”与“3”； 2）接通点火开关，测得电压标准值应当高于4.5V。如电压为零，说明线束短路、短路或控制单元ECU有故障; 3）断开点火开关，继续检测导线是否短路或断路。（2）检测线束导线有无断路和短路故障 1）在断开点火开关的情况下拔下控制单元线束插头。 2）检查短路故障。将万用表拨到电阻OHM200档，两只表笔分别连接传感器插头端子“1”与控制单元插头端子“62”、传感器插头端子“2”与控制单元插头端子“76”、传感器插头端子“3”与控制单元插头端子“67”。测得各导线的电阻值应不大于1.5。如阻值过大或为无穷大，说明线束与端子接触不良或导线断路

11、，应予修理或更换线束。 3）检查短路故障。万用表仍拨到电阻OHM200档，一只表笔连接传感器插头端子“1”（或控制单元插头端子“62“），另一个表笔分别连接传感器插头端子“2”和“3”（或连接控制单元插头端子“76”和“67”）测得电阻值应为无穷大。如阻值不是无穷大，说明线束导线短路，应予更换。 （3）根据检测结果，判断故障部位如线束导线无短路或断路故障，且传感器电源电压高于4.5V，说明霍尔式凸轮轴位置传感器故障，应予修理或更换传感器。如线束导线无短路或断路故障，但传感器电源电压为零，说明控制单元故障，需要更换控制单元ECU。4、检测结果并分析（1）电压的检测（接ECU）。在进行各组件检测时

12、，应首先检查蓄电池电压是否正常，汽油泵继电器、保险丝是否正常。凸轮轴位置传感器的信号电压和电源电压的检测见表5-3-2。表5-3-2 凸轮轴位置传感器供电电压的检测（2）线路的检测关闭点火开关，从ECU上拔下插头，再拔下要检测的组件插头，检测其接线的电阻，填写表5-3-3.检测时，为了避免损坏电子组件，要注意量程必须符合检测条件。表5-3-3 线路的检测 (3)最终故障点：任务测评一、填空题 1、凸轮轴位置传感器作为 和 的基准信号。 2、凸轮轴位置传感器有 、 、 三类。 3、霍尔集成电路由 、 、 、 、信号变换电路和输出电路等组成。 二、判断题 1、凸轮轴位置传感器的作用是采集配气凸轮轴的