Senzor položaja odmične gredi: delovanje, tipi, testiranje in njegove uporabe

Dandanes, avtomobilski senzorji so z leti postali zelo pomembni, saj pomagajo pri spremljanju različnih težav avtomobilov in pošiljajo informacije elektronski krmilni enoti (ECU) ali vozniku avtomobila. ECU v določenih situacijah naredi nekaj prilagoditev določene komponente glede na informacije, pridobljene iz avtomobilskega senzorja. Na splošno senzorji v avtomobilih spremljajo različne vidike, kot so temperatura, stanje motorja, hladilni sistem, tlak olja, hitrost vozila, ravni emisij itd. vrste senzorjev ki se uporablja v avtomobilih, kot so pretok zraka, trkanje motorja, vrtilna frekvenca motorja, napetost, kisik, položaj plina, senzor položaja odmične gredi, MAP, zračna blazina, parkirni senzor, senzor položaja ročične gredi itd. Ta članek obravnava pregled senzor položaja odmične gredi , njegovo delovanje in aplikacije.

Kaj je senzor položaja odmične gredi?

Avtomobilski senzor, ki se uporablja v avtomobilskem motorju za merjenje položaja in vrtenja odmične gredi ter pošilja informacije krmilnemu modulu motorja vozila, je znan kot senzor položaja odmične gredi. Ta senzor je znan tudi kot fazni detektor ali senzor za identifikacijo cilindra. To je zelo majhna in zelo pomembna magnetna naprava v vsakem sedanjem avtomobilu, saj zagotavlja, ali avtomobilski motor deluje pravilno ali ne.

Ta senzor je nameščen v bližini avtomobilskega motorja in ga je mogoče najti za glavo valja ali v dolini dvigala vozila. Senzor položaja odmične gredi je pri motorjih z osmimi ventili običajno nameščen na koncu glave valja, medtem ko je pri motorjih s šestnajstimi ventili nameščen na glavi valja. The diagram senzorja položaja odmične gredi je prikazano spodaj.

Načelo delovanja

The princip delovanja senzorja položaja odmične gredi odvisno predvsem od Senzor Hallovega učinka ali optični senzor za zaznavanje vrtljajev odmične gredi. Senzor Hallovega učinka zazna vrtljaje z uporabo magnetnega polja, medtem ko optični senzor zaznava položaj odmične gredi s svetlobnim žarkom. Senzor položaja odmične gredi je običajno Hallov učinek oz magnetni senzor . Tako deluje preprosto tako, da zazna pot železnega zobnika, ki je povezan z odmično gredjo, ko se vrti. Ko prestava preide senzor, proizvede signal in ga pošlje v ECU. Nato ECU uporabi te podatke za prilagoditev časa vbrizga goriva in sistemov za vžig.

Če ta senzor ne deluje pravilno, zmanjša delovno zmogljivost motorja, zmanjša učinkovitost goriva in poveča emisije. Pokvarjen senzor položaja odmične gredi lahko povzroči napake pri vžigu motorja in povzroči poškodbe, zato je med vožnjo lahko zelo nevaren.

Funkcije

Njegova primarna funkcija je zagotoviti krmilnemu modulu motorja (ECM) ali krmilni enoti motorja (ECU) točne informacije o položaju in hitrosti odmične gredi. Ti podatki so bistveni za pravilno delovanje motorja in različnih povezanih sistemov. Tu so ključne funkcije senzorja položaja odmične gredi:

Določanje položaja odmične gredi:

• Glavna funkcija senzorja položaja odmične gredi je določitev natančnega položaja odmične gredi, ko se vrti. Te informacije pomagajo krmilnemu modulu motorja (ECM) sinhronizirati odpiranje in zapiranje sesalnih in izpušnih ventilov motorja z ustreznimi položaji batov. Pravilno krmiljenje ventilov je ključnega pomena za učinkovito zgorevanje in delovanje motorja.

Optimizacija časa vbrizga goriva:

• Z natančnim zaznavanjem položaja odmične gredi senzor CMP pomaga ECM pri določanju optimalnega časa za vbrizgavanje goriva. To zagotavlja, da se v zgorevalno komoro v pravem trenutku vbrizga prava količina goriva, s čimer se izboljša učinkovitost goriva in zmanjšajo emisije.

Usklajevanje časa vžiga:

• Senzor položaja odmične gredi ima tudi vlogo pri usklajevanju časa vžiga. ECM uporablja podatke o položaju odmične gredi, da določi, kdaj naj sproži vžig s svečko, s čimer zagotovi, da do izgorevanja pride v pravem trenutku cikla motorja.

Odkrivanje neuspelih vžigov:

• Okvarjen senzor položaja odmične gredi lahko privede do neuspelih vžigov, kjer se gorivo v enem ali več valjih ne vžge pravilno. Podatki senzorja pomagajo ECM prepoznati in diagnosticirati te neuspešne vžige, kar sistemu omogoči korektivni ukrep.

Omogočanje spremenljivega krmiljenja ventilov (VVT):

• Pri motorjih, opremljenih s sistemi spremenljivega krmiljenja ventilov, senzor položaja odmične gredi pomaga nadzorovati čas odpiranja in zapiranja ventilov. To lahko optimizira zmogljivost motorja, moč in učinkovitost porabe goriva v različnih pogojih delovanja.

Upravljanje delovanja motorja:

• ECM uporablja podatke o položaju odmične gredi za spremljanje in prilagajanje različnih parametrov motorja, vključno z mešanico zraka in goriva, krmiljenjem ventilov in časom vžiga. To zagotavlja, da motor deluje učinkovito in izpolnjuje emisijske standarde.

Podpora varnosti motorja:

• V nekaterih primerih lahko pokvarjen senzor položaja odmične gredi sproži krmilni modul motorja, da vstopi v 'varen način', da prepreči morebitno škodo. To lahko vključuje omejitev moči motorja za zaščito kritičnih komponent.

Diagnosticiranje težav z motorjem:

• Senzor položaja odmične gredi prispeva k vgrajeni diagnostiki (OBD) z zagotavljanjem dragocenih podatkov, ki se lahko uporabijo za prepoznavanje težav in okvar pri delovanju motorja. Te podatke je mogoče prebrati z diagnostičnimi orodji za odpravljanje težav.

Vrste senzorjev položaja odmične gredi

Na voljo so trije tipi senzorjev položaja odmične gredi, magnetni tip, Hallov učinek in AC izhod, ki so obravnavani spodaj.

Senzor magnetnega tipa

Ta tip senzorja položaja odmične gredi se preprosto prepozna prek dveh žic. Ta senzor ustvarja lastno napetost, AC sinusni signal. Ta senzor je lahko nameščen znotraj razdelilnika ali nad odmično gredjo. Ko je ta senzor blizu odmične gredi, na katero je priključena naprava s trajnim magnetom, vsakič, ko magnet preide skozi senzor in ustvari magnetno polje, nastali impulz pa se lahko prenese v ECM za nadaljnjo obdelavo.

Senzor odmične gredi s Hallovim učinkom

Ta vrsta senzorja odmične gredi vključuje tri žice, kjer se prva žica uporablja za napajanje, naslednja žica je za GND in zadnja žica je za napetostni signal, ki se pošlje v računalnik. Ta senzor je nameščen na odmični gredi ali v razdelilniku. Ta senzor ima zaslon skozi režo in magnet, nameščen nad gredjo. Ko se zaslon tega senzorja premakne med senzorjem in magnetom, se bo ta senzor VKLOPIL in IZKLOPIL. Če ima ta zaslon trdno območje pred senzorjem, se lahko povratna napetost prekine, ko se magnetno polje razcepi.

AC izhodni senzor

Izhodni senzor AC je posebna vrsta senzorja, ki se uporablja za ustvarjanje signala AC napetosti, kot je izhod. Krmilni modul motorja v avtomobilu proizvaja izjemno visoko frekvenco za vzbujevalno tuljavo, ki je nameščena blizu rotacijskega diska.

Ta vrtljivi disk je nameščen na koncu odmične gredi in ima zraven režo. Ko ta reža preide skozi tuljavo, se vzbuja z medsebojno indukcijo in signal, ki označuje položaj prvega valja, se prenese v krmilni modul motorja. Te vrste senzorjev pogosto opazimo v motorjih Vauxhall ecoTEC.

Shema ožičenja senzorja položaja odmične gredi

Senzor položaja odmične gredi se na splošno uporablja za določitev položaja motorja odmične gredi in ga spremeni v elektronski signal, ki ga pošlje v ECU avtomobila. Ta položaj senzorja je na voljo z različnimi diagrami ožičenja, kot sta dve in tri žice. Shema ožičenja trižilnega senzorja položaja odmične gredi je prikazana spodaj.

3-žilni senzor položaja odmične gredi vključuje tri žice; referenčno napetostno žico, signalno žico in ozemljitev. Te tri žice so preprosto povezane z elektronsko krmilno enoto. Ta senzor dobi vir energije iz ECU, GND tega senzorja je vzet iz elektronske krmilne enote in končno, signalna žica napetosti gre od senzorja odmične gredi do elektronske krmilne enote.

Trižilni senzor odmične gredi ima magnet in jekleni material, kot sta germanij in tranzistor. Ko se predmet približa zelo blizu tega senzorja, se njegov magnetni tok spremeni, tako da se v materialu ustvari napetost, ki se ojača skozi tranzistor in prenese v ECU.

Vmesnik senzorja položaja odmične gredi z mikrokrmilnikom (Arduino ali PIC):

Kot smo videli zgoraj, so na voljo različne vrste senzorjev odmične gredi. Vsak ima svoje vrste izhoda. Pri povezovanju senzorja odmične gredi z mikrokrmilnikom je treba upoštevati naslednje točke.

1. Razumevanje izhoda senzorja:

Določite vrsto signala, ki ga proizvaja vaš senzor položaja odmične gredi. Lahko je digitalni signal (VKLOP/IZKLOP), analogna napetost ali signal PWM (širinsko impulzna modulacija). V primeru

• Hallovi senzorji:

• • • Vrsta izhoda je: Digitalno
    • Opis: Senzorji Hallovega učinka zaznajo spremembe v magnetnem polju. Običajno zagotavljajo digitalni signal, ki preklaplja med stanjem HIGH in LOW, ko se odmična gred vrti, kar označuje položaj odmične gredi.

• Optični senzorji:

• • • Vrsta izhoda je: Digitalno (običajno)
    • Opis: Optični senzorji uporabljajo svetlobo za zaznavanje položaja odmične gredi. Pogosto zagotavljajo digitalni signal s impulzi, ki predstavljajo položaj odmične gredi.
• Magnetni senzorji (senzorji spremenljivega upora):
  • • Vrsta izhoda: Spremenljivka (analogna)
    • Opis: Magnetni senzorji ustvarjajo analogni napetostni signal, ki se spreminja z vrtenjem odmične gredi. Amplituda signala se spreminja s položajem odmične gredi.

2. Izberite vhodne zatiče:

Na mikrokrmilniku izberite digitalne ali analogne zatiče, ki jih boste uporabili za povezavo s senzorjem položaja odmične gredi. Prepričajte se, da so ti zatiči združljivi z izhodnim signalom senzorja in nivoji napetosti.

1. Ožičenje: Povežite izhod senzorja položaja odmične gredi z izbranimi vhodnimi zatiči na mikrokrmilniku. Če je potrebno, uporabite ustrezne delilnike napetosti ali menjalnike ravni, da zagotovite, da so nivoji napetosti senzorja združljivi z mikrokrmilnikom.

1. Napajanje: Zagotovite potrebno napajanje za senzor položaja odmične gredi. To lahko vključuje priključitev senzorja na ustrezen vir napetosti (npr. 5 V) in povezavo njegove ozemljitve (GND) z ozemljitvijo mikrokrmilnika.

1. Preberite podatke senzorja: Napišite kodo v programskem jeziku, ki ga podpira vaš mikrokrmilnik (npr. C/C++, Python itd.), da preberete signal s senzorja. Po potrebi uporabite funkciji digitalRead() ali analogRead().

6. Obdelava podatkov: Glede na vrsto senzorja boste morda morali dodatno obdelati podatke senzorja. Na primer, če uporabljate digitalni senzor, lahko neposredno uporabite njegovo stanje za svojo            aplikacijo. Če uporabljate analogni senzor, boste morda morali analogno napetost pretvoriti v smiselno vrednost.

Vmesnik senzorja odmične gredi in koda mikrokrmilnika:

#include< Arduino.h>

const int senzorPin = 2; // Zamenjaj z dejansko številko pin

int SensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(senzorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

SensorValue = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

zamuda (1000); // Zakasnitev za 1 sekundo

}

Simptomi senzorja položaja odmične gredi

Ko senzor bata odmične gredi ne deluje pravilno, se lahko pojavijo številne težave. Torej obstaja nekaj opozorilnih simptomov, ki se pojavijo, preden ta senzor popolnoma odpove in se motor avtomobila ugasne.

Prepričajte se, da lučka motorja gori

Lučka motorja se prižge, če senzor položaja odmične gredi preneha delovati. Ko se ta lučka prižge, je treba vozilo brez odlašanja ustaviti. Če na to ne boste pozorni, bo povzročilo resno škodo motorju avtomobila.

Težave z vžigom

Ko se začne kakršna koli težava s senzorjem, tudi signal, ki se prenaša na motor avtomobila, ne deluje. Tako je oddani signal zelo šibek in ne bo pustil avtomobila zagnati, saj ne bo utripanja iz sistema za vžig.

Učinkovitost goriva je slaba

Če vozilo ne zagotavlja dovolj goriva za avtomobilski motor, lahko senzor posreduje napačne informacije ECM-ju, sicer se lahko injektorji za gorivo odpirajo zelo dolgo. Zaradi tega motor ne bo deloval zelo učinkovito, povzročil bo trkanje motorja in lahko povzroči zelo resne poškodbe.

Prestavljanje menjalnika je slabo

Če je senzor položaja odmične gredi napačen, se bodo avtomobili z avtomatskimi menjalniki soočili z nekaterimi težavami pri menjavi prestav. Zato morate ugasniti motor avtomobila, ostati malo in znova zagnati motor. Poleg tega podatki, pridobljeni prek ECM iz slabega senzorja, preprečujejo, da bi elektromagnet prestavljanja deloval in prestavljal avtomobilske prestave, kar je znano kot Limp Mode, in pomaga pri zaščiti avtomobilskega motorja pred poškodbami z zmanjšanjem hitrosti motorja.

Zastoj motorja

Ko se motor avtomobila ugasne ali ustavi med vožnjo, ker vbrizgalniki goriva ne dovajajo dovolj goriva, se lahko motor ugasne in avto se lahko poškoduje.

Poraba goriva je visoka

Pokvarjen senzor lahko negativno vpliva na porabo goriva, kar pomeni, da motor vozila porabi več goriva. Ta težava je zelo redka, čeprav je ne moremo zanemariti in potrebuje takojšnjo zamenjavo ali popravilo senzorja.

Slab pospešek

Slab pospešek nastane zaradi slabega senzorja položaja odmične gredi. Ko ta senzor preneha delovati, vozilo ne bo pospeševalo zelo hitro. Ko pride do slabega pospeševanja, to povzroči škropljenje vašega avtomobila, pomanjkanje moči, nizko hitrost, zaustavitev ali celo zastoj.

Neuspešen vžig motorja

Signal senzorja je potreben za delovanje injektorjev goriva in motorjev. Če ta senzor odpove, lahko povzroči napake pri vžigu motorja in povzroča tresljaje, ko pospešuje.

Vonj po plinu

Pokvarjen senzor lahko neizgorelo gorivo posredno vrže v izpušni sistem vozila. To torej ne vpliva samo na ekonomičnost goriva, ampak povzroča tudi nekaj črnega dima in povzroča jasen vonj, ki je izjemno nevaren za ljudi.

Močan prosti tek

Okvara senzorja lahko povzroči grobo delovanje motorja v prostem teku. Ko se senzor pokvari, se to zgodi zaradi asinhronega zgorevanja v cilindru.

Kako preizkusiti senzor položaja odmične gredi z uporabo multimetra

Testiranje senzorja položaja odmične gredi je zelo pomembno za preverjanje njegovega pravilnega delovanja. Na te senzorje lahko vplivajo številne okvare, ki lahko vplivajo na okvaro senzorja ali njegovo neenakomerno delovanje. Zato je natančna diagnoza senzorja zelo pomembno testiranje. Testiranje senzorja položaja odmične gredi je možno z uporabo multimetra ali osciloskopa. Tako je testiranje senzorja položaja odmične gredi z multimetrom zelo enostavno in hitrejše.

Za testiranje tega senzorja z multimetrom je nujno treba izmeriti napetost senzorja, ki se proizvaja na njegovi signalni žici. Pri tem so podatki, ki jih dobimo, odvisni predvsem od vrste senzorja in vozila. Poleg tega imajo glede na vrsto senzorja različne zatiče, ker induktivni ali magnetni senzor odmične gredi vključuje dve žici, medtem ko senzor Hallovega tipa vključuje tri žice.

Preden začnete s preskusom senzorja z multimetrom, morate menjalnik nastaviti v nevtralni položaj ali v parkirni položaj, poiskati avto na parkirni zavori in odklopiti sistem za gorivo tako, da preprosto povlečete mostiček črpalke za gorivo iz bloka varovalk, da preprečite motor zagon.

Preskušanje 3-žilnega senzorja položaja odmične gredi

Če želite preizkusiti tri žične senzorje položaja odmične gredi, morate na multimetru nastaviti način enosmernih voltov in ločiti konektor senzorja.

• Najprej je treba rdečo barvno sondo multimetra priključiti na napajalni kabel, črno barvno sondo pa na minus baterije;
• Po tem za nekaj sekund poskusite zagnati motor avtomobila.
• Zdaj mora biti napetost na multimetru približno 5 voltov.
• Če želite opaziti, ali je minusna žica konektorja senzorja nepoškodovana in v kratkem stiku, nanjo pritrdite rdečo merilno palico in držite črno nad negativnim polom akumulatorja.
• Zdaj morate ponovno zagnati motor avtomobila, odčitek napetosti mora biti 0,1 ali 0,2 V na zaslonu multimetra.
• Isti postopek je treba preizkusiti samo s signalno žico, zdaj se mora napetost na zaslonu multimetra spremeniti od 0 do 5 voltov, če je senzor dober.
• Sedaj brez zagona avtomobilskega motorja in le pri vključenem kontaktu izmerite napetost med plus in signalnimi kontakti, mora biti najmanj 90 % napajalne napetosti.

Kako zamenjati senzor odmične gredi?

Če želite zamenjati ta senzor, morate slediti naslednjim korakom.

• Najprej moramo ločiti negativni kabel akumulatorja.
• Ta senzor morate običajno namestiti na sprednji, zadnji ali zgornji del avtomobilskega motorja in verjetno bo imel povezan 2- do 3-žilni konektor.
• Ko ga odkrijete, morate izprazniti jeziček nad senzorjem, da ločite žice od senzorja odmične gredi.
• Brez odlašanja odvijte pritrdilni vijak, ki je povezan s senzorjem odmične gredi na avtomobilski motor.
• Izčrpani senzor izvlecite z majhnim zasukom.
• Ko priključite nov senzor, morate na O-tesnilo senzorja nanesti nekaj motornega olja.
• Nastavite nov senzor in ga zaščitite z pritrdilnimi vijaki.
• Znova pravilno priključite žični konektor na senzor odmične gredi.
• Nazadnje ponovno priključite negativni pol akumulatorja.
• Nato opravite testno vožnjo, da ugotovite, ali senzor položaja odmične gredi deluje ali ne.

Aplikacije

The uporablja senzor položaja odmične gredi vključujejo naslednje.

• Senzor odmične gredi omogoča nadzoru motorja, da določi natančno lokacijo pogona motorne gredi.
• Ta senzor spremlja vrtenje odmične gredi tako, da se osredotoči na to, ali so ventili odprti ali zaprti.
• Ta senzor se uporablja v avtomobilskem motorju za merjenje položaja in vrtljajev odmične gredi,
• Ti se uporabljajo znotraj BLDC motorji ali se uporablja v avtomobilih.
• Ta senzor se uporablja v nekaterih motorjih Vauxhall ECOTEC.

Torej, to je pregled senzorja položaja odmične gredi , njegovo delovanje in aplikacije. To je elektronska komponenta, ki se uporablja za zbiranje informacij o hitrosti vrtenja in položaju odmične gredi. Podatke posreduje elektronski krmilni enoti vozila, tako da nastavi čas za sisteme za vžig in vbrizgavanje goriva. Obstaja veliko razlogov za okvaro senzorja odmične gredi, kot so notranji kratki stiki, mehanske poškodbe, zlom v kolescu kodirnika in prekinitev povezave s CU (kontrolno enoto). Tukaj je vprašanje za vas, kaj je senzor položaja ročične gredi?