Senzor položaja bregastog vratila: rad, vrste, ispitivanje i njegove primjene

Ovih dana, automobilski senzori postali su vrlo značajni tijekom godina koji pomažu u praćenju različitih problema automobila i šalju informacije elektroničkoj upravljačkoj jedinici (ECU) ili vozaču automobila. ECU u određenim situacijama vrši neke prilagodbe na određenoj komponenti ovisno o informacijama dobivenim od automobilskog senzora. Općenito, senzori u automobilima prate različite aspekte poput temperature, stanja motora, sustava rashladne tekućine, tlaka ulja, brzine vozila, razine emisija itd. Postoje različiti vrste senzora koristi se u automobilima kao što su protok zraka, detonacija motora, brzina motora, napon, kisik, položaj leptira za gas, senzor položaja bregastog vratila, MAP, zračni jastuk, parkiranje automobila, senzor položaja radilice itd. Ovaj članak govori o pregledu senzor položaja bregastog vratila , njegov rad i njegove primjene.

Što je senzor položaja bregastog vratila?

Automobilski senzor koji se koristi u automobilskom motoru za mjerenje položaja i rotacije bregastog vratila i šalje informacije u upravljački modul motora vozila poznat je kao senzor položaja bregastog vratila. Ovaj senzor je također poznat kao detektor faze ili senzor za identifikaciju cilindra. To je vrlo mali i vrlo značajan magnetski uređaj u svakom sadašnjem automobilu jer osigurava da motor automobila radi ispravno ili ne.

Ovaj senzor je postavljen blizu motora automobila i može se naći iza glave cilindra ili u dolini podizača vozila. Senzor položaja bregastog vratila obično se nalazi na motorima s osam ventila na kraju glave cilindra, dok je smješten na glavi cilindra motora sa šesnaest ventila. The dijagram senzora položaja bregastog vratila prikazan je u nastavku.

Princip rada

The princip rada senzora položaja bregastog vratila uglavnom ovisi o Senzor Hallovog efekta ili optički senzor za detekciju okretaja bregaste osovine. Senzor Hallovog efekta detektira okretanje pomoću magnetskog polja, dok optički senzor detektira položaj bregastog vratila pomoću svjetlosnog snopa. Senzor položaja bregastog vratila obično je Hallov ili magnetski senzor . Dakle, radi jednostavno otkrivajući put željeznog zupčanika spojenog na bregastu osovinu kada se okreće. Nakon što zupčanik prođe senzor, proizvodi signal i šalje ga u ECU. Nakon toga, ECU koristi te podatke za podešavanje vremena ubrizgavanja goriva i sustava paljenja.

Ako ovaj senzor ne radi ispravno, smanjuje radnu izvedbu motora, smanjuje učinkovitost goriva i povećava emisije. Neispravan osjetnik položaja bregastog vratila može uzrokovati zatajenje motora i ozljede pa može biti vrlo opasno tijekom vožnje.

Funkcije

Njegova primarna funkcija je osigurati upravljačkom modulu motora (ECM) ili upravljačkoj jedinici motora (ECU) točne informacije o položaju i brzini bregastog vratila. Ove informacije su ključne za ispravan rad motora i raznih povezanih sustava. Evo ključnih funkcija senzora položaja bregastog vratila:

Određivanje položaja bregastog vratila:

• Glavna funkcija senzora položaja bregastog vratila je određivanje preciznog položaja bregastog vratila dok se okreće. Ove informacije pomažu upravljačkom modulu motora (ECM) da sinkronizira otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila motora s odgovarajućim položajima klipova. Pravilno podešavanje ventila ključno je za učinkovito izgaranje i rad motora.

Optimiziranje vremena ubrizgavanja goriva:

• Preciznim otkrivanjem položaja bregastog vratila, CMP senzor pomaže ECM-u u određivanju optimalnog vremena za ubrizgavanje goriva. To osigurava da se prava količina goriva ubrizgava u komoru za izgaranje u pravom trenutku, povećavajući učinkovitost goriva i smanjujući emisije.

Usklađivanje vremena paljenja:

• Senzor položaja bregastog vratila također igra ulogu u koordiniranju vremena paljenja. ECM koristi informacije o položaju bregastog vratila kako bi odredio kada aktivirati paljenje svjećicom, osiguravajući da se izgaranje dogodi u pravom trenutku u ciklusu motora.

Otkrivanje zatajenja paljenja:

• Neispravan osjetnik položaja bregastog vratila može dovesti do izostanka paljenja, gdje se gorivo ne zapali ispravno u jednom ili više cilindara. Podaci senzora pomažu ECM-u da identificira i dijagnosticira ta zatajenja paljenja, omogućujući sustavu da poduzme korektivne radnje.

Omogućavanje promjenjivog vremena ventila (VVT):

• U motorima opremljenim sustavima promjenjivog razvoda ventila, senzor položaja bregastog vratila pomaže u kontroli vremena otvaranja i zatvaranja ventila. To može optimizirati performanse motora, snagu i učinkovitost goriva u različitim radnim uvjetima.

Upravljanje performansama motora:

• ECM koristi podatke o položaju bregastog vratila za nadzor i podešavanje različitih parametara motora, uključujući smjesu zraka i goriva, vrijeme ventila i vrijeme paljenja. To osigurava da motor radi učinkovito i zadovoljava standarde emisije.

Potpora sigurnosti motora:

• U nekim slučajevima, neispravan senzor položaja bregastog vratila može pokrenuti upravljački modul motora da uđe u 'siguran način rada' kako bi se spriječila potencijalna šteta. To može uključivati ​​ograničenje snage motora radi zaštite kritičnih komponenti.

Dijagnosticiranje problema s motorom:

• Senzor položaja bregastog vratila pridonosi ugrađenoj dijagnostici (OBD) pružajući vrijedne podatke koji se mogu koristiti za prepoznavanje problema i kvarova u radu motora. Ovi se podaci mogu očitati pomoću dijagnostičkih alata za rješavanje problema.

Vrste senzora položaja bregastog vratila

Postoje tri vrste dostupnih senzora položaja bregastog vratila, magnetski tip, Hall efekt i AC izlaz, o kojima se govori u nastavku.

Senzor magnetskog tipa

Ovaj tip osjetnika položaja bregastog vratila identificira se jednostavno kroz dvije žice. Ovaj senzor generira vlastiti napon, AC sinusni signal. Ovaj senzor može biti postavljen unutar razvodnika ili iznad bregastog vratila. Kada je ovaj osjetnik blizu bregaste osovine na koju je spojen uređaj s trajnim magnetom, svaki put kada magnet prođe kroz osjetnik i generira magnetsko polje, a rezultirajući impuls može se prenijeti na ECM za daljnju obradu.

Senzor bregastog vratila s Hallovim efektom

Ova vrsta senzora bregastog vratila uključuje tri žice gdje se prva žica koristi za napajanje, sljedeća žica je za GND, a posljednja žica je za signal napona koji se šalje na računalo. Ovaj senzor je smješten na bregastom vratilu ili u razdjelniku. Ovaj senzor ima ekran kroz utor i magnet koji se nalazi iznad osovine. Nakon što se zaslon ovog senzora pomakne između senzora i magneta, ovaj senzor će se UKLJUČIVATI i ISKLJUČIVATI. Ako ovaj zaslon ima čvrsto područje ispred senzora, tada povratni napon može biti poremećen jer se magnetsko polje razdvaja.

AC izlazni senzor

AC izlazni senzor je posebna vrsta senzora koji se koristi za proizvodnju signala AC napona poput izlaza. Upravljački modul motora u automobilu proizvodi iznimno visoku frekvenciju za uzbudnu zavojnicu koja je smještena blizu rotacijskog diska.

Ovaj rotirajući disk smješten je na kraju bregastog vratila i uz njega ima prorez. Jednom kada ovaj utor prođe kroz zavojnicu tada će biti pobuđen međusobnom indukcijom i signal koji pokazuje položaj prvog cilindra prenosi se u upravljački modul motora. Ove vrste senzora često se uočavaju u Vauxhall ecoTEC motorima.

Dijagram ožičenja senzora položaja bregastog vratila

Senzor položaja bregastog vratila općenito se koristi za određivanje položaja motora bregastog vratila i njegovu promjenu u elektronički signal nakon što ga pošalje ECU-u automobila. Ovaj položaj senzora dostupan je s različitim dijagramima ožičenja kao što su dvije i tri žice. Dolje je prikazan dijagram ožičenja trožilnog osjetnika položaja bregastog vratila.

3-žilni senzor položaja bregastog vratila uključuje tri žice; žica referentnog napona, signalna žica i uzemljenje. Ove tri žice su jednostavno spojene na elektroničku upravljačku jedinicu. Ovaj osjetnik dobiva izvor napajanja iz ECU-a, GND ovog osjetnika uzima se iz elektroničke kontrolne jedinice i na kraju, žica signala napona ide od osjetnika bregastog vratila do elektroničke kontrolne jedinice.

Trožilni senzor bregastog vratila ima magnet i čelični materijal kao što je germanij i tranzistor. Jednom kada se objekt približi vrlo blizu ovog senzora, njegov magnetski tok će se promijeniti tako da se napon generira unutar materijala i pojačava kroz tranzistor i prenosi na ECU.

Sučelje senzora položaja bregastog vratila s mikrokontrolerom (Arduino ili PIC):

Kao što smo vidjeli gore, dostupni su različiti tipovi senzora bregastog vratila. Svaki dolazi sa svojim vrstama izlaza. Prilikom povezivanja senzora bregastog vratila s mikrokontrolerom treba uzeti u obzir sljedeće točke.

1. Razumijevanje izlaza senzora:

Odredite vrstu signala koju proizvodi vaš senzor položaja bregastog vratila. To može biti digitalni signal (ON/OFF), analogni napon ili PWM (Pulse Width Modulation) signal. U slučaju

• Senzori Hallovog efekta:

• • • Vrsta izlaza je: Digitalni
    • Opis: Senzori Hallovog efekta otkrivaju promjene u magnetskom polju. Oni obično daju digitalni signal koji se prebacuje između HIGH i LOW stanja dok se bregasto vratilo okreće, pokazujući položaj bregastog vratila.

• Optički senzori:

• • • Vrsta izlaza je: Digitalno (obično)
    • Opis: Optički senzori koriste svjetlost za otkrivanje položaja bregastog vratila. Često daju digitalni signal s impulsima koji predstavljaju položaj bregastog vratila.
• Magnetski senzori (senzori promjenjive otpornosti):
  • • Vrsta izlaza: Varijabilno (analogno)
    • Opis: Magnetski senzori generiraju signal napona sličan analognom koji se mijenja kako se bregasta osovina okreće. Amplituda signala mijenja se s položajem bregastog vratila.

2. Odaberite ulazne pinove:

Na mikrokontroleru odaberite digitalne ili analogne pinove koje ćete koristiti za spajanje na senzor položaja bregastog vratila. Provjerite jesu li ove igle kompatibilne s izlaznim signalom senzora i     razinama napona.

1. Ožičenje: Spojite izlaz senzora položaja bregastog vratila na odabrane ulazne pinove na mikrokontroleru. Koristite odgovarajuće razdjelnike napona ili mjenjače razine ako je potrebno kako biste osigurali da su razine napona senzora kompatibilne s mikrokontrolerom.

1. Napajanje: Osigurajte potrebno napajanje senzora položaja bregastog vratila. To može uključivati ​​spajanje senzora na odgovarajući izvor napona (npr. 5 V) i spajanje njegovog uzemljenja (GND) na uzemljenje mikrokontrolera.

1. Pročitajte podatke senzora: Napišite kod u programskom jeziku koji podržava vaš mikrokontroler (npr. C/C++, Python, itd.) za čitanje signala sa senzora. Prema potrebi koristite funkcije digitalRead() ili analogRead().

6. Obrada podataka: Ovisno o vrsti senzora, možda ćete morati dodatno obraditi podatke senzora. Na primjer, ako koristite digitalni senzor, možete izravno koristiti njegovo stanje za svoju            aplikaciju. Ako koristite analogni senzor, možda ćete morati pretvoriti analogni napon u smislenu vrijednost.

Sučelje senzora bregastog vratila i kod mikrokontrolera:

#include< Arduino.h>

const int senzorPin = 2; // Zamijenite stvarnim brojem pina

int SensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(senzorPin, ULAZ);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

SensorValue = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

kašnjenje (1000); // Odgoda za 1 sekundu

}

Simptomi senzora položaja bregastog vratila

Kad osjetnik klipa bregastog vratila ne radi, mogu se pojaviti brojni problemi. Dakle, postoje neki simptomi upozorenja koji se javljaju prije nego što ovaj senzor potpuno otkaže i motor automobila se ugasi.

Provjerite je li svjetlo motora UKLJUČENO

Svjetlo motora se pali ako senzor položaja bregastog vratila prestane raditi. Nakon što se ovo svjetlo upali, trebate zaustaviti vozilo bez odlaganja. Ako na to ne obratite pozornost, to će ozbiljno oštetiti motor automobila.

Problemi s paljenjem

Kad se pojavi bilo kakav problem sa senzorom, tada signal koji se prenosi na motor automobila također ne radi. Dakle, odaslani signal je vrlo slab i neće dopustiti automobilu da se pokrene jer neće biti treperenja iz sustava paljenja.

Učinkovitost goriva je loša

Ako vozilo ne osigurava dovoljno goriva za motor automobila, senzor može dati pogrešne informacije ECM-u, inače bi se mlaznice za gorivo mogle otvoriti jako dugo. Zbog toga motor neće raditi vrlo učinkovito, izazvati lupanje motora i može uzrokovati vrlo ozbiljne ozljede.

Mjenjač je loš

Ako senzor položaja bregastog vratila nije u redu, automobili s automatskim mjenjačem će se suočiti s problemima pri mijenjanju brzina. Stoga morate ugasiti motor automobila, ostati malo i ponovno pokrenuti motor. Osim toga, podaci dobiveni putem ECM-a od lošeg senzora sprječavaju rad solenoida za mjenjač i mijenjanje brzina automobila što je poznato kao Limp Mode i pomaže u zaštiti motora automobila od oštećenja smanjenjem brzine motora.

Zaustavljanje motora

Nakon što se motor automobila ugasi ili zaustavi tijekom vožnje zbog neopskrbe motora dovoljnom količinom goriva pomoću mlaznica za gorivo, motor se može zaustaviti i automobil se može oštetiti.

Potrošnja goriva je velika

Neispravan senzor može negativno utjecati na potrošnju goriva, što znači da motor vozila troši više goriva. Ovaj problem je vrlo rijedak iako ga ne možemo zanemariti i potrebna je trenutna zamjena ili popravak senzora.

Loše ubrzanje

Do lošeg ubrzanja dolazi zbog lošeg senzora položaja bregastog vratila. Nakon što ovaj senzor prestane raditi, vozilo neće ubrzavati jako brzo. Nakon što se dogodi loše ubrzanje, to uzrokuje prskanje automobila, nedostatak snage, malu brzinu, zaustavljanje ili čak zastoj.

Zatajenje motora

Signal senzora je neophodan za rad mlaznica za gorivo i motora. Ako ovaj senzor pokvari, to može uzrokovati zatajenje motora i stvara vibracije kada ubrzava.

Miris plina

Neispravan senzor može izbaciti neizgoreno gorivo neizravno u ispušni sustav vozila. Dakle, to ne samo da utječe na ekonomičnost goriva, već također uzrokuje nešto crnog dima i uzrokuje jasan miris koji je krajnje nesiguran za ljude.

Grub prazan hod

Kvar senzora može uzrokovati grubi prazan hod motora vozila. Jednom kada se senzor pokvari, to se događa zbog asinkronog izgaranja unutar cilindra.

Kako testirati senzor položaja bregastog vratila pomoću multimetra

Ispitivanje senzora položaja bregastog vratila vrlo je važno za provjeru njegovog ispravnog rada. Na ove senzore mogu utjecati mnogi kvarovi koji mogu utjecati na kvar senzora ili njegov neravnomjeran rad. Stoga je točna dijagnoza senzora vrlo važno ispitivanje. Ispitivanje senzora položaja bregastog vratila moguće je pomoću multimetra ili osciloskopa. Dakle, testiranje senzora položaja bregastog vratila multimetrom je vrlo jednostavno i brže.

Za testiranje ovog senzora pomoću multimetra, bitno je izmjeriti napon senzora koji se proizvodi na njegovoj signalnoj žici. Ovdje podaci koji se dobivaju uglavnom ovise o vrsti senzora i vozilu. Osim toga, ovisno o vrsti senzora, imaju različite pinove jer induktivni ili magnetski tip senzora bregastog vratila uključuje dvije žice, dok senzor Hallovog tipa uključuje tri žice.

Prije nego što započnete testiranje senzora pomoću multimetra, morate postaviti kutiju u neutralni položaj ili u parkiranju, locirati automobil na parkirnoj kočnici i odvojiti sustav goriva jednostavnim povlačenjem kratkospojnika pumpe za gorivo iz bloka osigurača kako biste izbjegli motor polazeći.

Ispitivanje senzora položaja bregastog vratila s 3 žice

Za testiranje trožilnih senzora položaja bregastog vratila, trebate postaviti način rada istosmjernih napona na multimetru i odvojiti konektor senzora.

• Prvo, crvenu sondu multimetra treba spojiti na kabel napajanja, a crnu sondu na minus baterije;
• Nakon toga na nekoliko sekundi pokušajte pokrenuti motor automobila.
• Sada očitanje napona mora biti oko 5 volti na multimetru.
• Kako biste vidjeli je li minus konektor senzora netaknut i u kratkom spoju, pričvrstite crvenu mjernu šipku na nju i držite crnu iznad negativnog pola akumulatora.
• Sada morate ponovno pokrenuti motor automobila, očitanje napona mora biti 0,1 ili 0,2 V na zaslonu multimetra.
• Isti postupak mora biti ispitan samo signalnom žicom, sada bi se napon na zaslonu multimetra trebao promijeniti od 0 – 5 volti ako je senzor dobar.
• Sada bez pokretanja motora automobila i samo s uključenim kontaktom, izmjerite napon između plus i signalnih kontakata, trebao bi biti najmanje 90% napona napajanja.

Kako zamijeniti senzor bregastog vratila?

Za zamjenu ovog senzora potrebno je slijediti sljedeće korake.

• Najprije moramo odvojiti negativni kabel baterije.
• Trebate postaviti ovaj senzor obično na prednju, stražnju ili gornju stranu motora automobila i vjerojatno će imati spojen konektor od 2 do 3 žice.
• Kad ga otkrijete, morate isprazniti jezičak iznad senzora kako biste odvojili žice od senzora bregastog vratila.
• Bez ikakvog odgađanja skinite montažni vijak koji je spojen na senzor bregastog vratila na motor automobila.
• Izvucite istrošeni senzor kroz mali zakret.
• Nakon što je spojen novi senzor, morate nanijeti malo motornog ulja na O-prsten senzora.
• Postavite novi senzor i zaštitite ga montažnim vijcima.
• Ponovno ispravno spojite konektor žice na osjetnik bregastog vratila.
• Na kraju ponovno spojite negativni pol baterije.
• Zatim krenite na probnu vožnju kako biste saznali radi li senzor položaja bregastog vratila ili ne.

Prijave

The koristi senzor položaja bregastog vratila uključuju sljedeće.

• Senzor bregastog vratila omogućuje kontroli motora da odluči o točnom položaju pogona radilice.
• Ovaj senzor prati rotaciju bregaste osovine fokusirajući se na to jesu li ventili otvoreni ili zatvoreni.
• Ovaj se senzor koristi u motoru automobila za mjerenje položaja i okretaja bregastog vratila,
• Oni se koriste unutar BLDC motori ili se koristi u automobilima.
• Ovaj senzor se koristi u nekim Vauxhall ECOTEC motorima.

Dakle, ovo je pregled senzora položaja bregastog vratila , njegov rad i njegove primjene. Ovo je elektronička komponenta koja se koristi za prikupljanje informacija o brzini rotacije i položaju bregastog vratila. On prenosi podatke elektroničkoj upravljačkoj jedinici vozila tako da postavlja vrijeme za sustave paljenja i ubrizgavanje goriva. Postoje mnogi razlozi za kvar senzora bregastog vratila kao što su unutarnji kratki spojevi, mehanička oštećenja, lom kotača kodera i prekid veze s CU (kontrolnom jedinicom). Evo pitanja za vas, što je senzor položaja radilice?