下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
磁感应式曲轴位置传感器，又称为磁脉冲式传感器、可变磁阻式传感器，主要由导磁材料制成的信号转子、永久磁铁、信号线圈等组成，传感器的位置是固定的，软磁铁心与信号转子齿间隙必须保持一定间隙，如图2-49所示。
传感器插头接线形式主要有二线制和三线制两种。二线制的两根线为信号回路线，信号正负交替变化，三线制中多出的一根线为屏蔽线。
1）当信号转子凸齿靠近传感器时，磁头与齿间隙逐渐缩小，磁路中的磁阻逐渐减小，传感器的磁场便开始产生集中的现象，磁场强度增大，磁通量的变化率也逐渐增大，因此产生一个正的逐渐增大的感应电动势。磁场的变化越大，则感应出的电压也越强，其相对位置如图2-50a所示；磁通量和感应电动势的变化如图2-51的 a-b 段所示。
2）当凸齿继续靠近磁头时，磁通量仍在增大，但磁通量的变化率则减小，因此产生一个正的逐渐减小的感应电动势，其相对位置如图2-50b所示；磁通量和感应电动势的变化如图2-51的 b-c 段所示。
图2-49 磁电感应式曲轴位置传感器的结构
图2-50 磁感应式传感器的工作原理示意图
3）当信号转子凸齿与传感器尖端对齐成一直线时，磁头与齿间隙最小，磁路中的磁阻最小，磁场强度最强，磁通量最大，但在该点磁场强度没有变化，磁场变化率为0，所以感应电压和电流强度为0，其相对位置如图2-50c所示；磁通量和感应电动势的变化如图2-51的 c 点所示。
4）信号转子凸齿继续转动，其相对位置如图2-50d所示，凸齿远离磁头准备离开传感器时，二者间隙逐步变大，磁路中的磁阻逐渐增大，磁通量逐渐减小，但磁通量的变化率仍逐渐增大，所以产生一个负的但绝对值仍逐渐增大的感应电动势，如图2-51的 c-d 段所示。
5）当凸齿继续转动离开磁头时，磁路中的磁阻继续增大，磁通量继续减小，但磁通量的变化率也逐渐减小，因此产生一个负的绝对值逐渐减小直至为0的感应电动势，其相对位置如图2-50e所示；磁通量和感应电动势的变化如图2-51的 d-e 段所示。
（1）结构原理 捷达轿车的磁感应式曲轴位置传感器安装在气缸体左侧、发动机后端靠近飞轮处，零件编号为G28，传感器用螺钉固定在发动机缸体上，信号转子为齿盘式，齿数为60-2齿，即在原来为60齿的圆周上，切掉两个齿，形成在其圆周上均匀间隔的58个凸齿、57个小齿缺和1个大齿缺。因为原来的60个齿在圆周上呈均匀分布，齿与齿的间隔度数为360°/60=6°，因此每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3°。曲轴旋转一圈360°，将会产生58个脉冲信号。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和3个小齿缺所占的弧度，大齿缺所占总的曲轴转角为15°（2×3°+3×3°=15°）。大齿缺输出基准信号，对应发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。
信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺，所以当大齿缺转过磁头时，信号电压所占的时间较长，即输出信号为一宽脉冲信号，该信号对应于气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。ECU接收到宽脉冲信号时，便可知道气缸1或气缸4上止点位置即将到来，至于即将到来的是气缸1还是气缸4，则需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有58个凸齿，因此信号转子每转一圈（发动机曲轴转一圈），传感线圈就会产生58个交变电压信号输入ECU。因此，ECU每接收到曲轴位置传感器58个信号，就可知道发动机曲轴旋转了一圈。依此类推，ECU根据每分钟接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量，便能计算出发动机曲轴旋转的转速和曲轴的位置，其位置如图2-52所示，曲轴位置传感器的输出波形如图2-53所示。
曲轴位置传感器G28的安装位置如图2-54所示，与ECU J361的连接关系如图2-55所示。端子T3i/2为传感器其中一极，与ECU的T80/64端子相连；端子T3i/3为传感器与ECU的T80/53端子相连；端子T3i/1为屏蔽线端子在发动机线束内的搭铁连接。
图2-51 磁通量和感应电动势的变化
图2-52 2011款捷达轿车曲轴位置传感器的结构
1—缸体 2—传感器磁头 3—信号转子 4—大齿缺（输出曲轴位置基准标记）
图2-53 曲轴位置传感器的输出波形
1—曲轴位置传感器 2—正常齿波形 3—缺齿波形
图2-54 曲轴位置传感器的安装位置
（2）检测 2011款捷达磁感应式曲轴位置传感器的检测方法如下。
1）故障征兆检测。在发动机运行中，当曲轴位置传感器出现故障时，会导致信号中断，发动机不能起动或在运行时立即熄火，这时ECU可以诊断到故障并进行故障码存储。
2）曲轴位置传感器的电阻检查。关闭点火开关，拔下传感器插接器插头，检测传感器上3和2端子间的电阻，应为450～1000Ω。若电阻为无穷大，则说明信号线圈存在断路，应更换传感器。检查传感器上端子T3i/3或端子T3i/2与屏蔽线端子T3i/1之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传感器。
3）信号转子与磁头间的间隙检查。用塞尺检查信号转子与磁头间的间隙，该间隙的标准值为0.2～0.5mm，若该值不在标准值范围内，则需进行调整。
4）输出电压测量。用万用表的交流电压档，在线路正常连接、发动机运转时测量端子T3i/3或端子T3i/2间的电压，该电压值在0.2～2V范围内波动。
图2-55 2011款捷达曲轴位置传感器电路
5）检查传感器与ECU之间的连接线束。分别检查T3i/2与ECU T80/64端子、T3i/3与ECU T80/53端子、T3i/1端子与发动机线束内电源线间的电阻值，应不超过1.5Ω。如果电阻为无穷大，则说明存在导线断路或接触不良，需进行维修。
6）利用VAS 5052故障诊断仪通过故障诊断插座可以读取故障信息，如果曲轴位置传感器发生故障，则会出现00513——发动机转速传感器G28故障码。
2006款凯美瑞的曲轴位置传感器安装在曲轴正时护罩内，曲轴的正时转子由34个齿组成，带有2个齿缺。曲轴位置传感器每10°输出曲轴旋转信号，齿缺用于确定上止点，曲轴位置传感器安装位置如图2-56所示。磁电感应式曲轴位置传感器的检测方法如下。
图2-56 曲轴位置传感器的安装位置
1）曲轴位置传感器的电阻检查。关闭点火开关，拔下传感器插接器插头，检查传感器上122和121端子间的电阻，20℃时应为1850～2450Ω。若电阻为无穷大，则说明信号线圈存在断路，应更换传感器，电路如图2-57所示。
2）检查传感器上端子122或端子121与屏蔽线端子C之间的电阻，阻值应为无穷大，如果电阻不是无穷大，则应更换传感器。
