曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的作用.docx
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曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的作用
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的作用
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器
在发动机电脑工作中的作用：
曲轴位置传感器的英文缩写是CKPS或CKP，也称作发动机转速传感器，大多采用磁感应式传感器，配合60齿减去3齿或60齿减去2齿的靶轮。
凸轮轴位置传感器的英文缩CMPS或CMP，也称作霍尔传感器，大多采用霍尔传感器，配合具有1个缺口或几个不等距缺口的信号转子。
控制单元不停地接收和比对这两个信号电压，当两个信号都在低电位时，控制单元认为此时再经一定的曲轴转角就可到达1缸压缩行程上止点。
如果经比对CKP与CMP都在低电位，控制单元就有了点火正时和喷油时刻的基准。
曲轴位置传感器靶轮图（位于发动机飞轮上）
曲轴位置传感器图
当凸轮轴位置传感器信号中断后，控制单元收到曲轴位置信号只能识别出再经一定的曲轴转角到达1、4缸的上止点，但不知1、4缸中的哪一个是压缩行程上止点。
控制单元仍可喷油，但由顺序喷射改为同时喷射，控制单元仍可点火，但将点火正时向后推迟到绝对不爆震的安全角度，一般推迟15。
此时发动机功率和扭矩都会降低，驾驶中的感觉就是加速不良，达不到规定的最高车速，燃油消耗增加，怠速不稳。
当曲轴位置传感器信号中断后，大多数车辆不能启动，因为程序中没设计利用凸轮轴传感器信号替代的功能。
然而少部分车辆，例2000年上市的捷达2气门电喷车，当曲轴位置传感器信号中断后，控制单元会以凸轮轴位置传感器信号替代，发动机可以启动和运行，但各项性能会下降。
本例中伊兰特启动困难、加速无力的原因即是曲轴位置传感器失效后的故障表现。
具体表现是发车速达到110KM。
而利用解码器读到故障码P0339，故障码的含义是ECU没有收到来自曲轴位置传感器CKPS的信号。
同时因为曲轴位置传感器失效，另一个故障现象是起动困难，即起动时所需时间较长
利用诊断仪中的数据来分析发动机控制系统的软故障
许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况,发动机出现了故障现象，比如象怠速不良，抖动严重，怠速冒黑烟，发动机耗油量大，发动机加速不良，发动机空负荷时只能加速到3000rpm等等，但使用故障诊断仪器却发现电控单元中没有故障记忆，也就是说发动机的电控装置自诊断系统没有发现本系统有故障，出现这种情况，我们暂且称之为系统的软故障。
遇到这样的情况，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问──为什么控制系统工作正常而发动机却工作不正常？
造成这种情况的原因如何去查找呢？
通常在我们诊断电控发动故障时一般都遵循这样的原则：
首先判断故障原因是在电控部分还是在机械部分？
使用的办法就是利用故障阅读仪检查电控单元中的自诊断系统中是否有故障记忆，如果有故障记忆，则可确定故障原因在电控部分，如没有，则可初步确定故障原因是在机械部分；第二步是根据故障记忆的内容及提示相关产生故障原因去确定系统中的故障部位。
这些故障部位大多发生在各类信号传感器及连接导线和接插件上；第三步是在没有故障记忆或排除了控制系统故障的基础上，按照通常的发动机故障排除规律，根据发动机的故障现象去确定故障可能产生的部件，即检查保证发动机的各类机械结构部件，象电动油泵的供油能力，油路的压力状况，火花塞工作状况，点火线圈工作状况，气缸压力等等。
经过这三步工作应该说可以解决发动机产生的故障了，但系统如果存在软故障，那么大多数情况却是经过三步工作之后，故障依旧──这种情况有时让人无法理解，甚至有些维修人员在遇到这种情况便束手无策了。
那么系统出现软故障用什么方法去分析故障原因呢？
通常可利用故障阅读仪中数据阅读功能，根据系统的一些工作参数来分析造成故障的原因。
大家知道，电控燃油喷射发动机的工作主要是依靠一个微型计算机来控制发动机在各工况条件的供油量，微机控制下供油量的多少必须与发动机的工况相匹配，这种匹配关系必须是控制系统状况与发动机实际状况相吻合的关系。
比如说驾驶员控制节气门位置来要求发动机达到某种工况状态，这时控制系统要如实地反映和保证整个系统达到所要求的工况状态，实际工况对于发动机来说是唯一的，而控制系统要反映和确定这个唯一的工况却需要许多个参数，这些参数还要相互达到一个统一，即实际工况与实际标志参数要有互相对映关系。
举例说明：
发动机在经济负荷上运转时，反映的是部分负荷工况，那么控制系统中各种反映发动机负荷状态的传感器所提供给控制单元的参数也是符合发动机在部分负荷状态的数据：
转速为2500rpm，节气门开度为40%，进气量为6gs，供油时间长度为4.5ms（校正）。
这些标志发动机负荷状态的参数必须是与要求发动机达到的工况状态相吻合，如果有一项参数不能达到实际要求数值，例如节气门实际开度已达40%，但节气门位置传感器送给电控单元的数据却是20%，这时相对应的发动机转速也就不能提升到2500rpm，这种匹配关系是电控装置能否满足驾驶员实际要求的一种基础关系，也是电控装置能否按照人的意愿工作的基本保证。
另外，电控单元在控制发动机工作的过程中，它所接受的各种传感器信号是人们给定的一个范围，而电控单元的自诊断系统功能就是判断这些传感器的信号是否超出了这个范围，只有信号超出规定范围后，自诊断系统才能知道这种信号不能做为控制信号使用，这时自诊断系统才能确定系统中有故障，才能有故障记忆，才能给出故障编码，而如果信号没有超出给定范围，但却与实际情况有较大的偏差，这种不准确信号仍会使电控单元按照提供的不准确的信号控制发动机工作，自诊断系统不能给出故障编码，从而造成发动机产生故障现象，这就是控制系统产生软故障的根本原因。
一般控制系统中的软故障主要反映在发动机上有以下几种表现：
1、怠速不稳，有时冒黑烟；
2、发动机百公里油耗偏高；
3、发动机在空负荷状态转速最高只能达到3000rpm；
4、发动机冷车易起动，热车不易起动。
发动机出现以上故障现象，同时在检查发动机控制单元发现无故障记忆时，必须进行控制系统的运行数据分析，来进一步找出产生故障的原因，方法是利用故障诊断仪的数据阅读功能，调出控制系统的实际工作参数（在出现故障现象时），要检查的参数主要内容有：
①发动机转速；②空气进气量（或进气岐管绝对压力值）；③点火提前角；④供油脉冲时间；⑤节气门开度值；⑥充电电压值；⑦发动机水温值；⑧进气温度值；⑨氧传感器电压值。
这些参数可分成三种类型：
第一种是基础参数，如发动机转速，第二种是重要参数，如进气量（进气岐管压力值），点火提前角，供油脉冲时间，节气门开度值等。
第三种是修正参数，如水温反进气温度，氧传感器信号等。
当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中的传感器实际显示的数据与正常值作比较，确定其值是否超出正常范围及偏差的程度，比如：
当出现怠速不稳故障时，应首先检查控制形成怠速混合气的进气参数和供油时间参数，同时要确定氧传感器信号是否正常？
如果氧传感器信号不正常，则应先确定氧传感器自身是否损坏？
氧传感器信号是控制系统的控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，造成给控制单元提供错误信号，从而造成控制单元错误控制喷油量。
例如氧传感器错误地提供一个混合气偏浓的信号，则控制单元会依据这个控制信号减少供油量，从而造成实际混合气浓度偏稀，这时发动机会出现怠速运转不稳现象；如果检查氧传感器正常，而进气量测量信号出现偏差，比如给控制单元提供一个较高的进气信号，这时控制单元会控制喷油器喷出较多的燃油以匹配进气信号，从而造成混合气过浓引起怠速不稳现象，同时发动机运行油耗增大，这时检查供油时间参数，会发现其值也偏离正常值。
有时进气测量传感器自身有故障时，在怠速时不反映出故障现象，只是在发动机加速时，出现发动机无法高速运转，严重时最高转速仅达3000──4000rpm，造成这种现象的原因是进气量信号太低，控制单元仅能接收到较低进气量信号，从而控制发动机在低负荷、低转速条件下运转。
其它一些修正信号也会造成发动机的故障运转，如进气温度信号和发动机水温信号，这两种温度信号如果出现偏差，比如向控制单元提供较低温度信号，则控制单元会控制发动机按暖机工况运行，这时发动机的怠速会出现忽高忽低现象。
当检查控制系统中的信号参数都正常，而发动机仍然有故障表现时，这时应按发动机的基本检查程序进行，如检查点火系统工作情况（如火花塞状况，缸线的阻值状况）供油压力是否正常，气缸压力是否正常等等。
总之应对电控装置的系统软故障，不仅需要理解控制系统的电路工作原理，利用其工作原理去分析电路中的故障，同时还要结合汽油发动机工作的基本原理去分析除控制电路以外可能产生故障的原因，这些原因不仅包含一部分发动机的电路，还包含发动机油路和进气通道，另外也包括保证发动机能正常工作的机械装置，只有综合分析才能较快地解决系统存在的软故障。
电控系统数据流不正常不一定就是其零部件不正常
电控系统数据流不正常不一定就是其零部件不正常
目前，修理技师在诊断汽车电控系统及相关零部件（如电控发动机、电控自动变速器）时，通常首先看有无故障码；如无故障码，则看与故障征兆相关的数据流；如数据流不正常，则检查与此数据流相关的电控系统零部件。
例如，故障车冷车不好起动，而热车好起动，其他工况都正常，如果怀疑水温传感器不好，那么，检查水温传感器最快捷的方法就是看数据流。
如果冷车气温20℃（从进气温度传感器可读出）时水温读数却达90℃，就可以断定是水温传感器性能不良（或ECU性能不良）。
然而，数据流方便诊断的同时，也使我们不知不觉地陷入了新的“经验主义”框框中。
其具体表现是，当数据流中的某些数据出现不正常时，一味从与电控系统相关的零部件及其线路上找原因。
这种“新经验主义”给我们带来“成功”的同时，也常常给我们带来“失败”。
现将近期我们遭遇的两次典型的失败维修案例向同行汇报，抛砖引玉，以求看到这方面更多的案例和更深刻的分析。
实例一：
东南得利卡动力不足，急加速不良
故障现象
一辆2006款东南得利卡，行驶1000km后突然出现动力不足、急加速不良，在其他修理厂未修好，转至我厂修理（我厂是东南特约维修站）。
故障诊断与排除
驾驶员说此车是新车，为改成运钞车加装了后钢板弹簧和喇叭等机件，当时车况良好，但在改装后第三天出现动力不足、急加速不良现象，其他工况都正常。
其所加的燃油是正规油站加的。
该车采用EQ491i发动机、德尔福控制系统。
读故障码，无码。
按常规检查油压、火花塞、正时皮带，均正常，无故障。
因是新车、怠速稳定、无异响，故未检查缸压力，转而检查数据流，希望能从数据流找到故障原因的线索。
但是看到的数据流，却叫人大惑不解，怠速时数据正常，中速时数据一片混乱。
分析数据流，认为可能是ECU故障、ECU电源或搭铁不良，因为不可能会有那么多传感器或线路同时出故障。
本着由简到繁的原则，首先检查ECU电源电压，但ECU电源端子（1580）无论是在怠速还是中速测量都是14.1V，并且ECU搭铁也正常。
这样一来，在场技术人员一致认为是发动机ECU的故障。
理由是怠速时ECU的数据流正常，而中速和加速时数据流都不正常，而且不正常到难于理解的程度，这决不是任何一个传感器有故障所能造成的。
为了证明不是传感器和改装时加装的元件所造成的数据流混乱，先后分别拔去了数据流中所列的各个传感器插头及拆开加装的喇叭，结果数据流还是怠速正常、中速和加速时混乱。
为了稳妥起见，我们还用示波器检查了曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，所看到两传感器的波形在怠速和中速、加速时均十分标准。
于是，我们就调来一个新的ECU，换上去后故障却一切照旧：
怠速正常、无高速、加速不良，数据流也是怠速正常、中速和加速一片混乱。
这就怪了，ECU正常，难道是怠速时输入的信号都不正常？
而一部新车中速、加速时这么多数据流都同时不正常是不可能的。
然而现实就是现实，故障摆着那里，等着我们去解决。
我们转换了思路，决定检查一下三元催化转化器有无堵塞，因为怠速正常、无高速和急加速不良的原因也可能是催化转化器堵塞。
把三元催化转化器拆下，发现三元催化转化器已严重破碎，造成排气堵塞。
果然，拆换后再发动车，高速和急加速都有了，并且数据流也正常了。
完工之后，我们不禁反思：
为什么这么简单的故障，却走了这么大的弯路？
那就是“新经验主义”约束了我们的思想。
一开始在讨论故障原因时，有人提到是否三元催化转化器堵塞了，当即有人说：
哪有新车堵三元催化转化器的。
此前我们确实不仅未碰到过1000km就堵催化器的车，也没有听说过，但是，现实说明并非不存在这种可能性。
而当数据流大乱时，我们又只怀疑直接和数据流有关的电控元件，如传感器和ECU，走进了“新经验主义”的误区。
事实上，本车数据流不正常正是由三元催化器堵塞造成的。
由于本车三元催化转化器堵塞是因芯子碎导致的，堵得不严重废气来得及排出，因此怠速稳定。
当中速和急加速时，废气量大来不及通过催化器排出，这样，由于排气系统中背压过大，各气缸在排气行程时排气不畅，造成进气行程时从进气室和进气歧管中吸气减少，进气歧管压力变化和ECU预期应输入的急加速或中、高速时的进气管压力信号不相同——即输入的进气歧管压力信号不正常。
但是这不正常的进气歧管压力信号又不会产生故障码，这是因为，一是未达到产生故障码的极限值，因此不会产生进气歧管压力传感器断路短路故障码；二是由于德尔福系统中无“进气歧管压力传感器性能不可靠信号”这样的故障码生成程序。
我们知道在进气歧管压力型空气流量电控系统中，进气歧管压力信号是发动机电控系统最主要输入信号之一。
由于此时ECU不断收到错误的进气歧管传感器信号，而ECU又把它当作正常的，就导致ECU内判定程序混乱，于是就出现了前述数据流全面混乱的情况。
实例二：
桑塔纳怠速不稳、油耗大
故障现象
一辆桑塔纳故障车，怠速相当不稳，有时会熄火。
在1200～1500rmin时发动机工作较稳定，但在2000rmin时用1、2、3挡起步车辆会发抖。
怠速时排气有油味，油耗在不断加大。
故障诊断和排除
驾驶员说了很多情况，包括半年前曾换过2、3缸进气门挺柱，但似乎都和这些故障现象无关。
用故障诊断仪读故障码，无码。
检查有无缺缸，各缸都工作正常，正时皮带记号正常。
接着读数据流，不正常的数据流如下：
怠速转速700～850rmin间时无规律变化，空气流量在4.5～5.2gs间无规律变化，喷油脉宽在4.5～5.1ms间波动，氧传感器电压在0.10～0.50V间变化，在08-11-4区中燃油消耗为1.68L、2000款Cirrus、Stratus、2001款Stratus、Sebring轿车以及2000－2001年生产的SebringConvertible汽车上装有改变拆锁步骤的点火开关锁芯。
这种改变是因新近生产的点火开关锁芯锁紧销上缺少倒角引起的。
这种设计变动使得在拆下点火开关锁芯时，锁紧销挂在方向盘柱塑料装饰环上。
如果出现这种现象，需在拆卸点火开关锁芯之前，拆下装饰环。
拆下装饰环上的锁舌，就拆下了装饰环，接着拆卸点火开关锁芯就没有任何障碍。
戴姆勒－克莱斯勒已承诺对相关零件的设计进行改进，以省去上述拆卸装饰环的步骤。
大众
节气门响应迟缓或无响应
所有装有节气门电子控制（ETC）装置和自动变速器的2000款大众汽车在停车后踩下油门踏板时，常常出现节气门响应迟缓或汽车无法行驶的故障。
这种故障可能是因驾驶员同时踩下制动和油门踏板引起的。
当驾驶员驾驶时将左脚放在制动踏板上时，容易发生这种故障。
大众汽车公司称，由于安装了ETC装置，发动机转速控制功能将受到电子控制系统软件的影响。
其结果是，同时踩下制动器和油门踏板将使制动功能超越了节气门功能。
在这种模式下，虽然踩下了油门，但发动机仍回到怠速运行模式。
大众公司称，上述故障不会激活故障诊断码。
当驾驶员松开制动器时，发动机转速控制功能就会立即恢复作用。
要确定这种故障是否是因驾驶员引起的，可进行路试检查，并记录驾驶员的油门和制动动作。
检查有无故障代码。
如果发现有踩双踏板现象，而没有激活任何故障码，应告诉驾驶员ETC的工作原理，并告诫他（她）改变驾驶习惯。
如果存在故障代码，则应按规定程序进行维修。
绅宝
ECM（电子控制模块）被召回
据绅宝汽车公司的技术人员介绍，1999－2000年生产的、出厂编号为X3000001～X3046304的9-5汽车以及1999年12月6日以前生产的ECM已实行召回维修。
这些ECM电路板上的橡胶支撑有缺陷，它含有促进氧化的物质，最终能导致电路开路。
电路开路有可能导致发动机启动故障和运行不稳。
此外，发动机出现故障时，“发动机检测灯”会点亮，汽车将进入缓慢行驶模式。
受此故障影响的车型是装有下述ECM的绅宝汽车：
出厂编号截止到X3020000，ECM为5380712T7的1999款B235E；
出厂编号大于X3020001，ECM为5380704T7的1999款B235E；
ECM为5381199T7的2000款B235E；ECM为5381165T7的2000款B235R；
出厂编号截止到X3020000，ECM为5380720T7的1999款B308E；
1999－2000年生产的出厂编号为X3020001～X3039999，ECM为5380688T7的B308E以及出厂编号为Y3040000～Y3046304，ECM为5381025T7的2000款B308E。
绅宝公司将通知上述车型的车主。
按照召回条款，2000年3月1日以后更换过ECM的9-5型车也在召回范围之内。
马自达
车速表故障，故障指示器灯点亮
部分1994－1998年生产的装有自动变速器的马自达626汽车（1997年11月7日以前生产）有时会出现车速表不工作和或PCM（动力控制模块）存储器出现诊断故障码P0500的故障。
此外，其自动变速器还可能会锁定在3挡非安全模式，汽车甚至可能失去动力。
上述故障特征是因车速表齿轮组中的被动齿轮和差速器驱动齿轮之间间隙不足造成的。
间隙不足是由于被动齿轮轴施加外力的原因，导致齿轮组磁铁与轴本身产生接触（参见插图）。
针对这种故障，马自达汽车公司目前推出了一种强度更好的新型车速表齿轮组，其零件号为FW50-17-400C。
更换齿轮组之前，首先应在道路上试车，验证上述故障现象。
如果观测到上述故障特征，则应拆下车速表齿轮组，检查差速器驱动齿轮有无丢失、毛刺或严重毁齿现象。
如果轮齿没有问题，则应换装齿轮组。
如果驱动齿轮的轮齿已损坏，传动轴一定会毁坏，则必须拆下更换，以免影响驱动齿轮。
宝马
氙气灯故障
一些2000年生产的装有氙气灯的宝马7系列和5系列汽车（分别为E38和E39车型），即使点火开关和大灯开关拧至ON位置时，大灯也有时不能点亮。
这种现象常常是在启动发动机时驾驶员接通大灯的造成的。
如果发动机已经启动后再点亮大灯，这种现象就不会发生。
宝马汽车公司称，如果将大灯熄灭2秒钟左右，然后在发动机启动后重新点亮，上述现象就会自动修复。
这种现象是因发动机启动时电气系统提供的脉冲电压偏低引起的。
为了排除这种故障，大灯控制模块必须使用DISCD22.0或更高的版本。
重新编程操作会导致大灯多次接收脉冲电压，而最终恢复正常工作。
克莱斯勒
TCM（变速器控制模块）常规检测工具的响应
部分2000款Cirrus、Stratus、Breeze、SebringConvertible、Town&Country、Caravan、Voyager（北美型和欧洲型）以及Prowler汽车（均装有41TEAE或42LE自动变速驱动桥），可能出现对一些诊断检测仪发出的询问没有响应的现象。
这些诊断工具检测时可能会显示：
变速器控制模块（TCM）没有响应。
这种信息会误导维修人员进行其它不必要的诊断程序。
在上述情况下，维修人员会发现，DRBⅢ和MDS2结合在一起能够执行正常诊断。
因此，应使用MDS2和DRBⅢ来进行故障检测，但MDS2必须在CISCD2063或更高版本的条件下运行。
如果没有这些诊断工具，应到拥有这些工具的特约经销商或维修站对TCM进行诊断检查。
一旦将MDS2、DRBⅢ与汽车相连，MDS2显示的“无法从DRBⅢ中读出出厂代码”信息就会被汽车的出厂代码所代替。
出厂代码出现后，按下MDS2上的OK键，就会发出该出厂编码的MDS2诊断请求。
接着，在要求开始诊断时按下OK键，然后按下MDS2上的FLASH键。
如果信息显示系统无需升级，则说明你使用的仪器是最新版本的，否则会出现其它问题。
接着，用光笔选择软件的文件号，并点击“更新控制器软件”菜单。
这时，MDS2和DRBⅢ做出响应，提示你诊断过程的完成情况。
注意，如果已更换TCM，那么控制器软件必须保证为最新版本。
如果需要，可采用flash步骤升级新TCM控制器的程序。
凯迪拉克
牵引控制及ABS故障
1997款Seville、1997－1999年生产的Deville和1997－2000年生产的Eldorado汽车从静止起加速时，其ABS泵有时会发出噪音。
此外，“牵引功能启动”信息会显示在驾驶员信息中心上，还可能点亮ABS灯，车身计算机内还会存储诊断故障码C1225。
据凯迪拉克汽车公司介绍，上述三种故障现象是因左前轮车速传感器周边导线的电气活动，导致电气噪音传入左前轮车速传感器线束中引起的。
如果常规诊断方法不能奏效，则应换装隔音效果更好的传感器线束，它的零件号为12167672。
福特
加热器芯反复出现故障
福特汽车公司提示，几乎所有1985－2002年生产的福特轿车和卡车均易多次出现加热器芯故障。
福特公司称，故障原因是电解作用，这是指冷却系统的铝制部件和冷却液之间发生离子互换，它能引起冷却系统中的电压偏高。
这种偏高电压就是导致加热器芯重复出现故障的故障源。
检查有无电解现象，应取来DVOM（数字式电压电阻计）设置到DC模式。
接着，将DVOM的负极接地，将正极浸入散热器的冷却液中，保证接线柱头不与散热器颈部发生接触。
这时，启动发动机，用节气门保持工具使发动机转速固定在2000rmin，观察DVOM显示屏上的电压读数。
如果电压读数大于0.4V，说明存在电解作用。
诊断时，首先应排空系统，灌注干净的冷却液，然后用DVOM重新进行检测。
如果电压降至0.4V以下，则大功告成。
否则，应检查发动机、蓄电池和车身处的内部地线。
尤其要注意已安装的售后电气设备。
清理干净所有电压过高的地线，然后重新检测冷却液。
现有地线检修后，如果电压读数仍高于极限值，应为发动机和加热器芯添装冗余的地线。
福特汽车公司建议，在加热器芯处，16规格的铜导线是用软管卡箍和内管相连的，另一端则固定在车身面板上的现有固定装置。
发动机的额外地线也应固定在现有的固定装置上。
检查所有添装地线有无开路故障，然后再次检查电压值。
如果仍很高，福特公司建议给加热器芯的内软管添装零件号为F1UZ-18D406-A的限制装置。
安装限制装置时，一定要尽可能靠近发动机，而且其箭头应指向加热器芯。
通用
雨刷器停在垂直位置
由于雨刷器电机支架上的停止舌弯曲，部分2002款别克Century、Regal、ChevyImpala、MonteCarlo、OldsIntrigue和PontiacGrandPrix汽车上的雨刷器有时会卡在垂直位置。
对于这种故障，应安装新型风挡雨刷电机连杆（零件号为12494832）和雨刷电机支架组件（零件号为88958149）。
对加拿大的GM汽车，该组件的零件号为88958260。
以下是具体的安装步骤：
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