項目五認(rèn)識電控點(diǎn)火系統(tǒng)任務(wù)三檢修凸輪軸位置傳感器任務(wù)描述課件

1、項目五 認(rèn)識電控點(diǎn)火系統(tǒng) 任務(wù)三 檢修凸輪軸位置傳感器任務(wù)描述一臺電控發(fā)動機(jī)有時啟動困難，通過手持式汽車診斷電腦的檢查，估計由于凸輪軸位置傳感器工作不良引起的，需對凸輪軸位置傳感器進(jìn)行檢查，確定故障部位，并維修或更換。那么凸輪軸位置傳感器是如何工作的，工作原理又是什么，通過本單元的學(xué)習(xí)我們將掌握凸輪軸位置傳感器的相關(guān)知識與技能。任務(wù)目標(biāo)1、了解凸輪軸位置傳感器的作用。2、熟悉凸輪軸位置傳感器的安裝位置。3、了解凸輪軸位置傳感器的類型。4、理解凸輪軸位置傳感器的工作原理。5、掌握凸輪軸位置傳感器的檢測并能識讀電路圖。知識儲備一、凸輪軸位置傳感器的作用 凸輪軸位置傳感器(Camshaft Posi

2、tion Sensor，CPS)又稱為氣缸識別傳感器(Cylinder Identification Sensor，CIS)，為了區(qū)別于曲軸位置傳感器(CPS)，凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的作用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入ECU，以便ECU識別氣缸1壓縮上止點(diǎn)，從而進(jìn)行順序噴油控制、點(diǎn)火時刻控制和爆燃控制。此外，凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機(jī)起動時識別出第一次點(diǎn)火時刻。因為凸輪軸位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，所以稱為氣缸識別傳感器。 二、凸輪軸位置傳感器的安裝位置如圖5-3-1。圖5-3-1 凸輪軸位置傳感器安裝位置 三、凸輪軸位置傳感器的類型凸輪

3、軸位置傳感器所采用的結(jié)構(gòu)隨車型不同而不同，可分為電磁感應(yīng)式、光電式和霍爾式三種。四、霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理霍爾式傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖5-3-2所示，主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導(dǎo)磁鋼片（磁軛）與永久磁鐵組成。圖5-3-2 霍爾傳感器基本結(jié)構(gòu)與原理a）葉片離開氣隙，磁場飽和 b）葉片進(jìn)入氣隙，磁場被旁路1-永久磁鐵 2-觸發(fā)葉輪 3-磁軛 4-霍爾集成電路觸發(fā)葉輪安裝在轉(zhuǎn)子軸上，葉輪上制有葉片。當(dāng)觸發(fā)葉輪隨轉(zhuǎn)子軸一同轉(zhuǎn)動時，葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉(zhuǎn)動?；魻柤呻娐酚苫魻栐?、放大電路、穩(wěn)壓電路、溫度補(bǔ)償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。3、霍爾式傳感器工作原理當(dāng)傳感

4、器軸轉(zhuǎn)動時，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過。當(dāng)葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導(dǎo)磁鋼片構(gòu)成回路，如圖5-3-2a所示，此時霍爾元件產(chǎn)生電壓為1.9到2.0V，霍爾集成電路輸出級的三極管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號電壓Uo為低電平。當(dāng)葉片進(jìn)入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，如圖5-3-2b所示，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的三級管截止，傳感器輸出的信號電壓Uo為高電平。桑塔納2000GSi型轎車霍爾式凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)桑塔納2000GSi型轎車采用的霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪軸的一端，結(jié)構(gòu)如圖5-3-3所示，主要由霍爾信號發(fā)

5、生器和信號轉(zhuǎn)子組成。圖5-3-3 霍爾式凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)1-進(jìn)氣凸輪軸 2-凸輪軸位置傳感器 3-傳感器固定螺釘4-定位螺釘與座圈 5-信號轉(zhuǎn)子 6-發(fā)動機(jī)缸體信號轉(zhuǎn)子又稱為觸發(fā)葉輪，安裝在進(jìn)氣凸輪軸上，用定位螺栓和座圈定位固定。信號轉(zhuǎn)子的隔板又稱為葉片，在隔板上制有一個窗口，窗口對應(yīng)產(chǎn)生的信號為低電平信號，隔板對應(yīng)產(chǎn)生的信號為高電平信號?；魻柺叫盘柊l(fā)生器主要由霍爾集成電路、永久磁鐵和導(dǎo)磁鋼片等組成?；魻柤呻娐酚苫魻栐⒎糯箅娐?、穩(wěn)壓電路、溫度補(bǔ)償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。霍爾元件用硅半導(dǎo)體材料制成、與永久磁鐵之間留有0.2-0.4mm的間隙，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子隨進(jìn)氣凸輪軸一同轉(zhuǎn)動

6、時，隔板和窗口便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過。該傳感器接線插座上有3個引線端子，端子1為傳感器電源正極端子，與控制單元62端子連接；端子2為傳感器信號輸出端子，與控制單元76端子連接；端子3為傳感器電源負(fù)極端子，與控制單元67端子連接。2、工作情況由霍爾式傳感器工作原理可知，當(dāng)隔板進(jìn)入氣隙時，霍爾元件不產(chǎn)生電壓，傳感器輸出高電平（5V）信號；當(dāng)隔板離開氣隙時，霍爾元件產(chǎn)生電壓，傳感器輸出低電平信號（0.1V）。凸輪軸位置傳感器輸出的信號電壓與曲軸位置傳感器輸出的信號要電壓之間的關(guān)系如圖5-3-4所示。發(fā)動機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，霍爾傳感器信號轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一圈，對應(yīng)產(chǎn)生一個低電平信號和一個高電平

7、信號和一個高電平信號，其中低電平信號對應(yīng)與1缸壓縮上止點(diǎn)前一定角度。圖5-3-4 曲軸位置與凸輪軸位置傳感器輸出波形的對應(yīng)關(guān)系發(fā)動機(jī)工作時，磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器CPS和霍爾式凸輪軸位置傳感器CIS產(chǎn)生的信號電壓不斷輸入控制單元ECU。當(dāng)ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應(yīng)的低電憑信號和凸輪軸位置傳感器窗口對應(yīng)的低電平信號時，便可識別出此時為1缸活塞處于壓縮形成、4缸活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對應(yīng)輸出的信號控制點(diǎn)火提前角?？刂茊卧R別出1缸壓縮上止點(diǎn)位置后，便可進(jìn)行順序噴油控制和各缸點(diǎn)火時刻控制。如果發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了爆震，控制單元還能根據(jù)爆震傳感器輸入的信號判別出是哪一缸產(chǎn)生

8、了爆震，從而減小點(diǎn)火提前角，以便消除爆震。任務(wù)實施 任務(wù)：凸輪軸位置傳感器的檢測一、任務(wù)準(zhǔn)備1、 帕薩特電控發(fā)動機(jī)臺架、維修手冊、工作頁。2、工具：數(shù)字萬用表，診斷儀器。3、輔助材料：抹布若干。二、任務(wù)要求：會識讀凸輪軸位置傳感器電路、會對其進(jìn)行檢測等，完成實習(xí)報告。三、操作步驟 1、對照電路圖（圖5-3-5）上標(biāo)注的數(shù)字解釋各引腳的含義。圖5-3-5 凸輪軸位置傳感器與ECU的連接電路各引腳含義：2、分析故障并寫出檢測方案（1）觀察并記錄故障現(xiàn)象，分析可能的原因（表5-3-1）表5-3-1 故障現(xiàn)象及原因（2）結(jié)合工作原理及電路圖，擬定檢測方案3、檢測 若有條件的可在實車上進(jìn)行檢測，但必須提

9、前做好表2-2-1的工作。當(dāng)霍爾傳感器出現(xiàn)故障而導(dǎo)致信號中斷時，發(fā)動機(jī)會繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)也能再次啟動。但是，噴油不是在進(jìn)氣門打開時完成，而是在進(jìn)氣門關(guān)閉之前完成，由此對混合氣品質(zhì)產(chǎn)生的影響很小，不會影響發(fā)動機(jī)的總體性能。與此同時，由于控制單元不能判別即將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)的是哪一缸，因此爆震調(diào)節(jié)將停止。為了防止發(fā)動機(jī)產(chǎn)生暴動，控制單元將自動減小點(diǎn)火提前角。當(dāng)霍爾傳感器信號中斷時，控制單元ECU能夠檢測到故障信息，用K81故障診斷儀可以讀取傳感器故障的有關(guān)信息。如故障代碼顯示霍爾傳感器故障，可用萬用表檢測傳感器電源電壓和導(dǎo)線電阻進(jìn)行判斷與排除。（1）檢測傳感器電源電壓 1）斷開點(diǎn)火開關(guān)，拔下霍爾傳感器插座上

10、線束插頭，將萬用表的正、負(fù)表分別連接插頭端子“1”與“3”； 2）接通點(diǎn)火開關(guān)，測得電壓標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)高于4.5V。如電壓為零，說明線束短路、短路或控制單元ECU有故障; 3）斷開點(diǎn)火開關(guān)，繼續(xù)檢測導(dǎo)線是否短路或斷路。（2）檢測線束導(dǎo)線有無斷路和短路故障 1）在斷開點(diǎn)火開關(guān)的情況下拔下控制單元線束插頭。 2）檢查短路故障。將萬用表撥到電阻OHM200檔，兩只表筆分別連接傳感器插頭端子“1”與控制單元插頭端子“62”、傳感器插頭端子“2”與控制單元插頭端子“76”、傳感器插頭端子“3”與控制單元插頭端子“67”。測得各導(dǎo)線的電阻值應(yīng)不大于1.5。如阻值過大或為無窮大，說明線束與端子接觸不良或?qū)Ь€斷路

11、，應(yīng)予修理或更換線束。 3）檢查短路故障。萬用表仍撥到電阻OHM200檔，一只表筆連接傳感器插頭端子“1”（或控制單元插頭端子“62“），另一個表筆分別連接傳感器插頭端子“2”和“3”（或連接控制單元插頭端子“76”和“67”）測得電阻值應(yīng)為無窮大。如阻值不是無窮大，說明線束導(dǎo)線短路，應(yīng)予更換。 （3）根據(jù)檢測結(jié)果，判斷故障部位如線束導(dǎo)線無短路或斷路故障，且傳感器電源電壓高于4.5V，說明霍爾式凸輪軸位置傳感器故障，應(yīng)予修理或更換傳感器。如線束導(dǎo)線無短路或斷路故障，但傳感器電源電壓為零，說明控制單元故障，需要更換控制單元ECU。4、檢測結(jié)果并分析（1）電壓的檢測（接ECU）。在進(jìn)行各組件檢測時

12、，應(yīng)首先檢查蓄電池電壓是否正常，汽油泵繼電器、保險絲是否正常。凸輪軸位置傳感器的信號電壓和電源電壓的檢測見表5-3-2。表5-3-2 凸輪軸位置傳感器供電電壓的檢測（2）線路的檢測關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，從ECU上拔下插頭，再拔下要檢測的組件插頭，檢測其接線的電阻，填寫表5-3-3.檢測時，為了避免損壞電子組件，要注意量程必須符合檢測條件。表5-3-3 線路的檢測 (3)最終故障點(diǎn)：任務(wù)測評一、填空題 1、凸輪軸位置傳感器作為 和 的基準(zhǔn)信號。 2、凸輪軸位置傳感器有 、 、 三類。 3、霍爾集成電路由 、 、 、 、信號變換電路和輸出電路等組成。 二、判斷題 1、凸輪軸位置傳感器的作用是采集配氣凸輪軸的