光电式曲轴位置传感器由信号发生器和带光孔的信号盘组成,一般装在分电器内。
信号盘与分电器轴一起转动,如图4-2-7所示,信号盘外圈有360条光刻缝隙,产生曲轴转角1°的信号;边缘稍靠内侧分布着6个间隔60°的光孔(六缸),或4个间隔90°的光孔(四缸),用来产生曲轴位置信号(120°信号六缸,或180°信号四缸),其中1个光孔较宽,用以产生相对于1 缸上止点的信号。
信号发生器安装在分电器壳体上。如图4-2-8 所示,信号发生器由两只发光二极管、两只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,由于信号盘上有光孔,工作时则产生透光和遮光交替变化现象。
图4-2-7 信号盘的结构示意图
图4-2-8 信号发生器结构示意图
光电式曲轴位置传感器的工作原理:当信号盘随凸轮轴(或分电器轴)转动时,因信号盘上有光孔,产生透光和遮光的交替变化,使两只光敏晶体管交替产生与消除电动势,从而产生脉动电压信号。凸轮轴每转一周(曲轴转两周),由360个光孔所控制的电路将输出360 个脉冲信号,每个脉冲信号对应于凸轮轴1°转角(曲轴2°转角),此信号作为向电脑输入的转速和转角信号,即Ne信号。第一缸上止点位置和缸序判别信号:即G 信号。凸轮轴每转一周(曲轴转两周),由光孔(缝隙)较宽的第一缸上止点位置标记和60°(六缸)或90°(四缸)间隔光孔,将向电脑输入第一缸上止点位置信号和缸序判别信号,即G信号,相当于磁脉冲式的120°信号。如图4-2-9所示。
图4-2-9 光电式信号发生器的作用原理
任务实施
一、任务内容
认识丰田卡罗拉1ZR-FE 发动机曲轴位置传感器故障检测方法。分析故障现象,读取故障码,确认为曲轴位置传感器信号故障。
二、作业准备
卡罗拉轿车或1ZR-FE 发动机台架、万用表、故障诊断仪、常用工量具和丰田卡罗拉维修手册若干套。
三、操作步骤
(一)搜集资料,进行分析
1. 通过维修手册电路图分辨传感器线路连接端子,由图4-2-10、图4-2-11 和图4-2-12可知曲轴位置传感器连接器编号是B13,凸轮轴位置传感器连接器编号是B21,ECM连接器编号为B31。
2.分析故障点,如图4-2-12 所示,如果曲轴位置传感器信号电压出了问题,可能的故障点不外乎出在三个地方:传感器自身、外部线路和ECM。所以,进行检修时就是要对这三个故障点进行检查。
图4-2-10 曲轴位置传感器插脚图
图4-2-11 凸轮轴位置传感器插脚图
图4-2-12 丰田卡罗拉1ZR-FE发动机曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器电路图
(二)检修方法(包含曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器检修方法)
1.传感器的外观检查。
(1)检查连接器是否连接良好。
(2)拔出连接器,观察插片是否有锈蚀、松动。
(3)检查传感器是否有破损。
2.检查曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器自身故障。
(1)断开传感器连接器。
(2)根据表4-2-1中的标准值测量曲轴位置传感器电阻,如果测量出来的数值不在标准值范围内,则更换曲轴位置传感器。
(3)若进、排气凸轮轴位置传感器出现故障时,可根据表4-2-2 中的标准值测量进、排气凸轮轴位置传感器电阻,如果测量出来的数值不在标准值范围内,则更换凸轮轴位置传感器
(4)重新连接曲轴位置传感器连接器。(www.xing528.com)
(5)进、排气凸轮轴位置传感器还要进行电源电压的检查,见表4-2-3。
表4-2-1 曲轴位置传感器内部电阻标准值数据
表4-2-2 凸轮轴位置传感器内部电阻标准值标准数据
注意:“冷态”和“热态”是指线圈自身温度,“冷态”是指-10~50℃,“热态”是指50~100℃。
表4-2-3 进、排气凸轮轴位置传感器电源电压标准值
3.检查线束和连接器。
(1)断开位置传感器连接器。
(2)断开ECM连接器。
(3)根据表4-2-4 和表4-2-5 中的标准值对传感器检查线束进行断路和短路检测,如果测量出来的数值不在标准值范围内,则维修或更换曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器至ECM的线束或连接器。
表4-2-4 1ZR发动机曲轴位置传感器线路检查标准
表4-2-5 1ZR发动机凸轮轴位置传感器线路检查标准
(4)重新连接曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器连接器和ECM连接器。
4.检查传感器安装情况。检查传感器安装情况,若发现安装异常,则重新正确安装传感器。
5.检查传感器信号盘。检查传感器信号盘有否裂纹及变形,若出现异常,则更换传感器信号盘。也可以用示波器检测传感器波形,通过观察信号电压的波形是否异常来判断信号盘是否出现异常,若出现异常,则更换传感器信号盘。
6.更换ECM。如果经过以上检查都没发现问题,更换ECM。
(三)故障诊断
经检查,发现曲轴位置传感器B13-1 端子到ECM 连接器端子B31-122(NE+)之间电阻值为无穷大,判断该线路短路。
(四)故障排除
找出具体故障部位进行修复,该故障排除。
(五)起动检查
排除上述故障后,起动发动机检查,发现发动机能正常起动,所以本车发动机可以拖转但不能成功起动故障排除。
任务拓展
桑塔纳AJR发动机电磁感应式曲轴位置传感器有三条线,如图4-2-13所示,分别为屏蔽搭铁线1、信号线2 和3,比丰田卡罗拉1ZR-FE 发动机的电磁感应式曲轴位置传感器多了一条屏蔽搭铁线。
图4-2-13 桑塔纳AJR发动机电磁感应式曲轴位置传感器线路图
案例分析
故障现象:发动机可以拖转但不能成功起动。
故障诊断与排除:故障原因有汽缸压力不足或燃油系统、点火系统、防盗系统出现故障。经检查,发现该车火花塞没有出现跳火现象,又有发动机故障灯亮的现象,故怀疑曲轴位置传感器、点火线圈、ECM等有关元件和电路出现故障。用故障诊断仪读出故障码为P0335,从而得知为曲轴位置传感器“A”电路故障。
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