客户龙先生驾驶一辆2019款丰田卡罗拉轿车，早晨起动车辆时，发现发动机无法成功启动。经过维修技师仔细检查发现曲轴位置传感器损坏。最后更换曲轴位置传感器后，再次起动发动机，发现故障彻底排除。作为汽车维修专业的学生，你知道如何对曲轴位置传感器故障进行检修吗？  

一、曲轴位置传感器的功用与分类   

1.曲轴位置传感器的功用    

曲轴位置传感器（CKP或CPS-Crankshaft Position Sensor）,又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单元（ECU），以便确定喷射顺序、喷射正时、点火顺序、点火正时，并根据信号监测到的曲轴转角波动的大小来判断发动机是否有失火现象。

2.曲轴位置传感器的位置

曲轴位置传感器一般安装于曲轴前端、分电器内、靠近飞轮的变速器壳体上三个位置，个别车辆还有安装于发动机缸体中部下侧。

3.曲轴位置传感器的分类

按结构形式和工作原理不同，曲轴位置传感器可分为光电式、电磁式和霍尔式，如图5-4-1所示。目前广泛采用的是电磁式和霍尔式曲轴位置传感器。下面我们重点介绍电磁式曲轴位置传感器。           

a）光电式            b）电磁式            c）霍尔式

图5-4-1曲轴位置传感器的分类

光电式曲轴位置传感器工作原理

霍尔式曲轴位置传感器工作原理

二、电磁式曲轴位置传感器的结构与工作原理      

1.电磁式曲轴位置传感器的结构 

电磁式曲轴位置传感器主要由信号转子（信号盘）、电磁线圈、永磁铁、铁芯、外壳、线束接头等组成，如图5-4-2所示。

图5-4-2 电磁式曲轴位置传感器的结构

2.电磁式曲轴位置传感器的工作原理  

如图5-4-3所示，信号盘的旋转使得凸齿逐渐接近并正对电磁线圈，此时磁场增强。当凸齿离开电磁线圈时，磁场减弱，产生感应电动势的变化。每个齿的出现都会引起线圈中磁通量从零增加到最大值，然后从最大值减少到零的周期性变化，从而在感应线圈中产生一个正弦波形状的感应电动势输出。其大小与磁通量的变化率成正比，且频率和幅值会随着发动机转速的增加而增加。

由于信号盘上设有一个产生基准信号的大齿缺，当大齿缺转过磁头时，信号电压所占的时间较长，输出的信号是一个宽脉冲信号。这个信号对应于气缸1或气缸4在压缩行程上止点前的某一确定角度。

当电子控制单元（ECU）接收到宽脉冲信号时，就可以知道气缸1或气缸4的压缩上止点即将到来。为了确定是气缸1还是气缸4，需要参考由凸轮轴位置传感器输入的信号来判断。

图5-4-3 电磁式曲轴位置传感器的工作原理

每当信号转子随发动机曲轴转动一圈，传感器就会向电子控制单元(ECU)输入58个脉冲信号。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。如果在1min内ECU接收到曲轴位置传感器116000个信号，ECU便可计算出曲轴转速n为2000r/min（(即n=116000/58=2000)）；如果ECU每分钟接收到曲轴位置传感器290000个信号，ECU便可计算出曲轴转速为5000r/min(即n=290000/58=5000)。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。

霍尔式曲轴位置传感器的结构：霍尔式曲轴位置传感器一般由霍尔元件、控制窗口叶片（信号发生器）和永久磁铁三部分组成。

霍尔式曲轴位置传感器的工作原理：当霍尔信号窗口的叶片处于霍尔元件和永久磁铁之间时，永久磁铁磁力线被短路，不产生霍尔电压；当信号窗口处于霍尔元件和永久磁铁之间时，永久磁铁的磁力线便作用于霍尔元件上，产生霍尔电压，由此便可以产生一个通断信号，用于确定曲轴位置和曲轴角度和发动机转速信号。

一、任务准备

工作任务：一辆2019款丰田卡罗拉轿车，请对汽车发动机曲轴位置传感器检查。

1.课前准备

（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2019款丰田卡罗拉轿车一辆

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、示波器、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。 

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施    

1.读取曲轴位置传感器故障码

① 关闭点火开关。    

② 将汽车故障诊断仪连接至车辆诊断接口，打开点火开关至ON位置，打开汽车故障诊断仪。

③ 选择对应车型，进入发动机系统，读取故障码。

若显示曲轴位置传感器相关故障码，则先清除故障码，再次读取故障码。此时若还是显示曲轴位置传感器相关故障码，则表示该故障真实存在，需要立即排除。  

2.读取曲轴位置传感器数据流

① 起动发动机，使其发动机怠速运转。

② 打开示波器电源开关，调整示波器量程为5V/格、20ms/格。使用测试表笔加探针检测以下两端子间的脉冲波形：  

E26-78（NE+）与E26-110（NE-），如图5-4-4所示。  

图5-4-4曲轴位置传感器脉冲波形

③ 比对维修手册正常波形，分析所测波形是否正常。

3.检测曲轴位置传感器电阻

① 关闭点火开关，断开蓄电池负极电缆。

② 断开曲轴位置传感器连接器。

③ 取出万用表，将万用表旋转开关转至欧姆（Ω）档，检测曲轴位置传感器线圈电阻，如图5-4-5所示。     

图5-4-5检测曲轴位置传感器电阻

记录检测数据并与维修手册数据进行比对，若检测数据不在规定范围内，则需更换曲轴位置传感器。          

4.检测曲轴位置传感器线路

① 关闭点火开关，断开蓄电池负极电缆。

② 断开曲轴位置传感器连接器。

③ 断开ECM（E26）线束连接器。

④ 取出万用表，将万用表旋转开关转至欧姆（Ω）档，检测以下曲轴位置传感器两端子线路间电阻：

E14-1与E26-78（NE+）；

E14-2与E26-110（NE-）。

标准电阻值应小于 1Ω，若任何两端子间电阻值不在规定范围内，则说明该段电路存在断路故障。

⑤ 分别检测曲轴位置传感器两端子线路与车身两端之间电阻：

E14-1与车身搭铁；

E14-2与车身搭铁。

标准电阻值应大于10KΩ，若任何两端子线路与车身两端之间电阻不在规定范围内，则说明该段线路存在短路故障。              

⑥ 连接曲轴位置传感器连接器。         

⑦ 连接ECM连接器。     

⑧ 连接蓄电池负极电缆。

1.曲轴位置传感器（CKP或CPS-Crankshaft Position Sensor）,又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单元（ECU），以便确定喷射顺序、喷射正时、点火顺序、点火正时，并根据信号监测到的曲轴转角波动的大小来判断发动机是否有失火现象。

2.按结构形式和工作原理不同，曲轴位置传感器可分为光电式、电磁式和霍尔式。 

3.电磁式曲轴位置传感器主要由信号转子（信号盘）、电磁线圈、永磁铁、铁芯、外壳、线束接头等组成。     

4.电磁式曲轴位置传感器利用磁感应原理检测曲轴位置和转速。