曲轴位置传感器故障的排除方法

陈德猛/盐城交通技师学院

曲轴位置传感器故障的排除方法

陈德猛/盐城交通技师学院

曲轴位置传感器是汽车曲轴的运转状况及活塞到达上止点的信号传感器，本文介绍曲轴位置传感器的一般故障及检测方法。

曲轴位置传感器；ECU；信号电压

一、曲轴位置传感器的作用

曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，用来检测曲轴转动角度信号、曲轴位置和发动机转速并输送给控制单元（ECU），以确定基本的点火和喷油时刻。如果电控单元接受不到曲轴位置传感器输送的信号或信号超出规定的范围，发动机就不能正常运行，也没有“备用模式”可以替代，但故障指示灯会常亮，电控单元记录相应的故障码，以便故障分析和检修。

二、曲轴位置传感器基本结构和工作原理

（一）电磁感应式曲轴位置传感器

1.基本结构

主要传感器线圈、永久磁铁和线束及插接组成电磁感应式曲轴位置传感器与安装在曲轴上的信号转子配对成为传感器工作件。

2.作原理

齿盘旋转时，由于空气气隙的变化，使磁回的磁通量发生了变化，产生感应电动势，其大小和齿盘的转速成正比；其频率和转速与齿数的乘积成正比。这样每转过一个齿就产生一个交变电压的变化频率，表示了曲轴旋转快慢的步数，经电脑ECU处理后即确定为曲轴的转速。

当曲轴转动使活塞处于1、4缸上止点位置时，磁盘上正对传感器磁头的位置处缺少了两个齿，信号电压所占的时间较长，即输出的信号为一脉冲信号。ECU电脑即判定为即将到了1、4缸活塞上止点位置。

图1 电磁感应式曲轴位置传感器的工作原理图

（二）光电式曲轴位置传感器

1.本结构

光电式曲轴位置传感器基本结构：它是由两个红外线发光二极管LED和两个光敏二极管PD、转盘和控制电路组成。

2.工作原理

光电式曲轴位置传感器是利用光电原理将发动机转动时的曲轴转角和汽缸上止点位置信号转化为电信号。信号发生器固定在分电器壳上，并分作两部分分别位于遮光器盘的上下两侧。上部装有两个发光二极管，分别对在遮光盘的两圈缝隙上，下部分装有两个光敏二极管分别与遮光盘上边的两只发光二极管对应。发动机转动时，遮光盘随着转动，当遮光盘上的缝隙与光电传感器对准时，光线通过缝隙照在其下边的光敏二极管上，使二极管导通。当光线被遮光盘挡住时，光敏二极管截止。这样，光敏二极管上就会产生一定的电压信号，将此信号放大、处理，即可得到控制点火用的脉冲信号。

压缩上止点信号的取得是由外圈一组产生的信号，其周期对应于分电器轴转动角度时的1°，将此信号进行2倍变频，即可获得对应曲轴转角位1°的信号。内圈的一组光电传感器，由于其间隔为60°，为发动机曲轴转角的120°。使用中，将内圈信号产生的缝隙固定在发动机做功的上止点前70°的位置，则此信号即可作为发动机各对应缸的压缩上止点参考信号。

三、曲轴位置传感器一般故障的检测方法：

（一）检测传感器本身电阻故障

1.闭点火开关

2.拔下传感器的2芯插头

3.将万用表打到相应电阻档位上

4.分别将万用表笔插到2芯插头

5.读出其阻值是否符合技术要求，不符合要求即更换曲轴位置传感器。（标准值800～900Ω）

（二）检测信号电压故障

1.关闭点火开关。

2.拔下传感器的2芯插头。

3.将万用表打到20V的交流档。（提示：磁电传感器性能的好坏，决定于磁场强度的大小和线圈的阻值，快转曲轴或分电器轴时，应产生1.5～5V的交变电压。或将磁铁激励一下，应有近1V的电压产生为好。因转速传感器是一种无源传感器。它产生的交变电压是发电机启动后产生的，所以，可以用万用表交流档测量其信号。)

4.启动发动机并使发动机转动。

5.测量其输出信号值读取数值。如果不符合要求，即检查磁隙、线束插接器或更换传感器。（标准值：其输出信号电压不能＜2.5V）

（三）电脑侧信号输入的线故障检测

1.关闭点火开关，拔下ECU保险丝。

2.拔下电脑侧控制线路。

3.将万用表打到2KΩ档。（也可以测量信号）

4.测量其阻值知否符合要求，如果不符合下一步测量线束导通性

（四）线束的导通性的测量

1.关闭点火开关并拔下ECU保险丝。

2.拔下发动机控制单元ECU的连接插头。

3.拔下发动机传感器2芯插头。

4.用万用表测量每一根线的导通性。（电阻值不能大于1Ω）

四、案例分析：

一辆起亚赛拉图轿车因水泵漏水，开到一家汽车快修店更换新水泵。更换水泵后，发动机出现启动不能着车，且没有着车征兆的现象。

故障分析与检修。

故障现象来看，此故障的原因可能是无点火高压电或喷油器不喷油造成的，而最有可能造成此类故障的是曲轴位置传感器信号不正常。从之前的维修过程来看，故障有可能与更换水泵有关。该车装备G4EC1.6L单点喷射的汽油发动机，水泵安装在曲轴前端的皮带轮左上方，在它的下方约20cm处，安装有磁感应式的曲轴位置传感器。

检查曲轴位置传感器的连接器和连接线路，均良好。断开连接器，测量曲轴位置传感器的线圈电阻值，几乎为0，说明该传感器的磁感应线圈短路。检查曲轴位置传感器的外部，没有人为碰伤或其它异常痕迹。传感器的密封是良好的，拆卸水泵时不可能有水渗入到内部。

更换新的曲轴位置传感器后，发动机仍然不能启动。拆下空气滤清器，启动发动机，发现喷油器时而能喷油，时而不能喷油。于是拔下高压线，接上火花塞，观察点火高压电，结果只在启动时跳了一次电。断开蓄电池负极后再装回，启动发动机。此时喷油器喷油正常，但高压电仍然只跳一次电。

新装上的曲轴位置传感器性能不良，测量传感器线圈，电阻值为1280Ω。启动发动机，用万用表测量曲轴位置传感器的输出电压（当时没带示波器），为0.6V左右。根据经验判断，此传感器的输出电压偏低。将曲轴位置传感器与触发齿轮之间的间隙调小，再次启动发动机，输出电压达到1.8V，但故障依旧。

电路的线路连接情况，无异常。该发动机点火系统采用同时点火方式，有两个点火线圈，每个点火线圈有两根接线，一根是电源线，另一根是来自ECU的控制线。启动发动机，测量电源线，电压正常，但ECU未输出控制信号。

考虑到ECU有故障的可能性不大，因此故障排查工作陷入了困境。再次询问更换水泵的维修人员，确定他没有超范围修理。于是怀疑新更换的曲轴位置传感器性能不良。将新的曲轴位置传感器拆下，与损坏的传感器做了比较，结果发现新传感器的磁力明显弱于损坏的传感器。几经周折，购买到了磁力与旧的基本相同的曲轴位置传感器。换上后，发动机恢复正常。

最后，对第二个新传感器的电阻值和输出电压值进行了测量，为880Ω和1.8V，与第一个新件一样。因此，推断可能是第一个新传感器的磁力弱，产生的信号有失真，造成ECU计算不准确所致。可惜当时没带示波器，不能观察和比较两个新传感器的信号波形。

[1]陈家瑞《汽车发动机构造与检修》.

[2]任慧珠羌春晓《汽车电控发动机构造与维修》.

[3]任惠珠《汽车电控发动机构造与维修》.