曲軸位置傳感器故障診斷與排除論文

1、曲軸位置傳感器故障診斷與排除摘 要：本文主要介紹了用萬用表對(duì)2JZ-GE型電控燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)榍S位置傳感器的故障，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU不發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，以致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。通過診斷分析，最后排除故障的過程。關(guān)鍵詞：萬用表，點(diǎn)火信號(hào)IGT，點(diǎn)火反饋信號(hào)IGF，曲軸位置傳感器電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)，而曲軸位置傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一，它提供點(diǎn)火時(shí)刻（點(diǎn)火提前角）、確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)，用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。一旦出現(xiàn)了故障，發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)。一、故障現(xiàn)象：一輛豐田皇冠(CROWN)牌93型轎車，采用的是2JZ-GE型(3.0L、直列、

2、6缸)電控燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)。起動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)多次起動(dòng)后，仍毫無起動(dòng)跡象，且故障燈不亮,觀察排氣管，無初始的燃燒現(xiàn)象。二、造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的原因分析：發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，一個(gè)小零件不正常工作都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的原因有很多。但從該故障現(xiàn)象里分析可以知道這輛車的起動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該沒有問題的，這一定程度上縮小了檢查的范圍。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)要起動(dòng)，無非是要有適合的混合氣、缸壓，足夠的點(diǎn)火能量，正時(shí)恰當(dāng)。那么，造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的原因就可能由以下故障引起：1、進(jìn)氣系統(tǒng)故障，如進(jìn)氣管漏氣或堵塞，氣門關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致氣缸壓力低。進(jìn)氣門背部進(jìn)氣管內(nèi)積炭過多，導(dǎo)致噴入的汽油被積炭吸附而

3、不能進(jìn)入燃燒室等。2、供油系統(tǒng)故障，如燃油系統(tǒng)無油、漏油或堵塞；油泵不工作，無油壓或保持壓力不足，噴油器故障等。3、點(diǎn)火系統(tǒng)故障，如點(diǎn)火缸序不對(duì)，或不正時(shí)，火花塞積炭過多或間隙不正確，高壓線漏電，以及點(diǎn)火線圈損壞等。4、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)故障，如ECU故障，曲軸位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)弱或無信號(hào)，以及線路接觸不良等。5、機(jī)械故障，如活塞與氣缸之間封閉不良或連桿、曲軸變形導(dǎo)致卡死等。三、故障排除的方法分析與措施：根據(jù)以上的分析，圍繞故障現(xiàn)象，在維修的過程中，采取先易后難的方法進(jìn)行檢查，為了保險(xiǎn)起見（怕蓄電池不夠電），還是用萬用表檢查了蓄電池的電壓，12V，沒有問題。檢查有沒有油，發(fā)現(xiàn)有油、觀察

4、油路，沒有油管變形，漏油現(xiàn)象，檢查進(jìn)氣管道接頭，發(fā)現(xiàn)各地方連接良好，清理了空氣濾清器，也沒有堵塞現(xiàn)象，各電子器件沒有明顯的接線斷路現(xiàn)象，表面上也沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的機(jī)械故障現(xiàn)象。試著起動(dòng)一下，還是跟原來現(xiàn)象一樣，看來故障與蓄電池?zé)o關(guān)。接著從油路著手，進(jìn)行油壓測(cè)試。連接好燃油壓力表后，測(cè)得燃油壓力：295KP（標(biāo)準(zhǔn)：265304KP），在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，從而可知道供油壓力應(yīng)該沒有問題。將12V電源接到噴油器接線座的一個(gè)端子，另一端搭鐵后再斷開，聽噴油器的動(dòng)作響聲，證明噴油器會(huì)開啟。下來檢查跳火情況，將發(fā)動(dòng)機(jī)上點(diǎn)火高壓線拔下一根，用舊火花塞或其他筆狀金屬棒插入火花塞帽中，將火花塞體或金屬棒體靠近發(fā)動(dòng)機(jī)金屬

5、部位，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)無高壓跳火現(xiàn)象，初步分析確定點(diǎn)火系統(tǒng)問題，該車型為電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)。電子控制點(diǎn)火電路的基本工作原理是：電子控制裝置（ECU）根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器（或空氣流量傳感器或進(jìn)氣歧管壓力傳感器）、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和冷卻水溫傳感器提供的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和冷卻水溫等信號(hào)確定最佳點(diǎn)火提前角，并根據(jù)曲軸位置傳感器提供的曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)輸出點(diǎn)火正時(shí)（IGT）信號(hào)，而點(diǎn)火器則確定和控制初級(jí)電路的通電時(shí)間。當(dāng)ECU輸出IGT信號(hào)，點(diǎn)火線圈一次側(cè)電流中斷而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。點(diǎn)火器輸出一個(gè)點(diǎn)火（IGF）信號(hào)給ECU；如果ECU未收到點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)（IGF），ECU則立即停止噴油器的噴油。如果ECU檢測(cè)到IGT或I

6、GF電路斷路或短路，即在連續(xù)4次IGT信號(hào)后ECU未接收到IGF信號(hào)，ECU即認(rèn)為點(diǎn)火器有故障。針對(duì)于點(diǎn)火系統(tǒng)的故障，根據(jù)該基本工作原理，利用點(diǎn)火信號(hào)（IGF和IGT信號(hào)）對(duì)微機(jī)控制點(diǎn)火線路進(jìn)行故障分析得到如下結(jié)論：1、對(duì)GF信號(hào)的檢測(cè)與分析：起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)用萬用表在ECU線束側(cè)連接器上測(cè)量IGF端子電壓，即IGF信號(hào)電壓，其值為0.8V1.2V;如果IGF信號(hào)電壓不符合標(biāo)準(zhǔn),再拆下點(diǎn)火器線束側(cè)連接器后將點(diǎn)火開關(guān)置于點(diǎn)火(ON)位置(發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn))，然后再測(cè)量IGF端子電壓。這時(shí)，如果IGF端子電壓4V5V（ECU提供的電壓），說明點(diǎn)火器，點(diǎn)火線圈或其線路有故障，否則，說明ECU分電器或其線路有

7、故障，或ECU上無電源電壓。2、對(duì)IGT信號(hào)的檢測(cè)與分析：、起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)用萬用表在ECU線束側(cè)連接器上測(cè)量IG端子信號(hào)電壓，即IG信號(hào)電壓，其值應(yīng)為0.8V。如果測(cè)得的IGT信號(hào)電壓接近0V，應(yīng)拆下點(diǎn)火器線束側(cè)連接器，再測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)IGT端子電壓，若此時(shí)IGT信號(hào)電壓仍為0V，說明ECU無信號(hào)電壓輸出，即ECU、分電器或其線路有故障。、拆下分電器線束側(cè)連接器，在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，測(cè)量曲軸位置傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號(hào)電壓，其值應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果測(cè)得的信號(hào)電壓不符合標(biāo)準(zhǔn)，則說明傳感器有故障；如果測(cè)得的信號(hào)電壓值正常，則說明ECU或ECU到分電器的線路有故障。根據(jù)以上的分析，IGF是點(diǎn)

8、火反饋信號(hào)、IGT是點(diǎn)火信號(hào)，有IGF信號(hào)，前提就應(yīng)該有IGT信號(hào)。于是先檢查了IGT信號(hào)。拆下點(diǎn)火器線束側(cè)連接器，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)IGT端子電壓，信號(hào)電壓為0V。說明ECU無信號(hào)電壓輸出。這一測(cè)量又縮小了故障范圍，即ECU、分電器(內(nèi)裝曲軸位置傳感器)或其線路有故障。ECU一般不會(huì)有故障，也應(yīng)是最后檢查的部件，接著檢查曲軸位置傳感器。磁脈沖式曲軸位置傳感器原理：曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內(nèi)，是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。其作用有：檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此又稱為轉(zhuǎn)速傳感器；檢測(cè)活塞上止點(diǎn)位置，包括檢測(cè)用于控制點(diǎn)火的各缸上止點(diǎn)信號(hào)、用于控制順序噴油的第一缸上止點(diǎn)信號(hào)。主要有三種類型：磁電感應(yīng)式

9、、霍爾效應(yīng)式和光電式。而本車采用的是磁脈沖式曲軸位置傳感器，由定時(shí)轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、耦合線圈等組成。定時(shí)轉(zhuǎn)子裝在分電器軸上并由良好的導(dǎo)磁材料制成。轉(zhuǎn)子外緣設(shè)有與氣缸數(shù)相等且等距離分布的定時(shí)齒。分別代表缸數(shù)。耦合線圈繞在銜鐵上，銜鐵固定在分電器殼體上。當(dāng)曲軸帶動(dòng)分電器旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子定時(shí)齒相對(duì)線圈位置的變化，使線圈內(nèi)的磁通發(fā)生變化，從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出。然后信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大后送入功率開關(guān)電路，就可以控制點(diǎn)火線圈一次電流的通斷。以上介紹的是磁脈沖式曲軸位置傳感器的基本原理。 2JZ-GE型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中使用的是磁脈沖式曲軸位置傳感器，曲軸位置傳感器電路如圖 1所示。對(duì)磁脈沖式曲軸位

10、置傳感器的檢測(cè)分析：（1）曲軸位置傳感器的電阻檢查：點(diǎn)火開關(guān)OFF，拔開曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，冷態(tài)下，用萬用表的電阻檔測(cè)量曲軸位置傳感器上各端子間的電阻值：G1-G-、G2-G-、 Ne-G-分別為：150、154、230，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)值（表 1）。發(fā)現(xiàn)電阻值都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，應(yīng)該沒有問題。表 1 曲軸位置傳感器的電阻值端子條件電阻值（）G1-G-冷態(tài)125-200熱態(tài)160-235G2-G-冷態(tài)125-200熱態(tài)160-235Ne-G-冷態(tài)155-250熱態(tài)190-290（2）感應(yīng)線圈與正時(shí)轉(zhuǎn)子的間隙檢查:用厚薄規(guī)測(cè)量正時(shí)轉(zhuǎn)子與感應(yīng)線圈凸出部分的空氣間隙（圖 2），其間隙也都在標(biāo)準(zhǔn)值范圍

11、之內(nèi)。 （3）曲軸位置傳感器輸出信號(hào)的檢查:拔下曲軸位置傳感器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用萬用表的電壓檔檢測(cè)曲軸位置傳感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子間脈沖電壓信號(hào)，發(fā)現(xiàn)輸出的信號(hào)電壓都十分微弱，為什么信號(hào)為弱呢？間隙、電阻都沒有問題，可能是磁場(chǎng)的原因，后一檢查，果然是磁鐵磁場(chǎng)太弱。無法修復(fù)，采取換件方法，更換曲軸位置傳感器后,試著起動(dòng)，順利著車，試了幾次，都沒有問題。但我注意到了，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)在ON檔時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)時(shí)），故障燈是不亮（此時(shí)應(yīng)該亮）。起動(dòng)后也不亮（起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)無故障不亮，有故障則亮）。應(yīng)該是線路有問題，后來用試燈法逐步檢查線路，故障排除。四、總結(jié)：從以上的檢查過程來看，造成該故障的原因是曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)電壓太小,導(dǎo)致電子控制單元ECU檢測(cè)不到活塞上止點(diǎn)。從而不會(huì)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)。五、結(jié)束語：現(xiàn)代汽車越來越先進(jìn)，電子器件很多，借助先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，或許很容易的找出故障所在，但在沒有先進(jìn)設(shè)備情況下（特別是外出作業(yè)時(shí)），發(fā)現(xiàn)此類故障，會(huì)給維修帶來比較大的麻煩。因此要求我們?cè)谄綍r(shí)不斷的積累經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還要不斷的學(xué)習(xí)原理及新技術(shù)。才會(huì)使自己得到提高。（備注：1、在檢查跳水過程中，一定要注意兩點(diǎn)，首先是要把拔下的