المواضيع:
- مقدمة
- تحديد موضع المستشعر وعجلة النبض
- السن المفقود في عجلة النبض
- تشغيل حساس موضع العمود المرفقي
- قياس الإشارات باستخدام راسم الذبذبات
مقدمة:
عادةً ما يتم تثبيت مستشعر موضع العمود المرفقي (يُسمى أيضًا مستشعر TDC أو مستشعر سرعة المحرك) في الجزء السفلي من كتلة المحرك بالقرب من دولاب الموازنة. عندما يكون المحرك قيد التشغيل، يقوم مستشعر موضع العمود المرفقي بقراءة أسنان عجلة النبض أو المغناطيس الذي يتحرك بعد عنصر قياس المستشعر. ينتج مستشعر موضع العمود المرفقي تغييراً في المجال المغناطيسي بين المستشعر وعجلة النبض، وهو تغيير في جهد الإشارة (الحثي أو القاعة). السرعة التي تتبع بها هذه النبضات بعضها البعض هي مؤشر على السرعة. في مرحلة ما، يكون هناك سن أو سنان مفقودان من عجلة النبض. الإشارة الناتجة هي للمحرك جهاز التحكم في المحرك إشارة إلى الموضع الذي توجد فيه المكابس. يتيح ذلك لإدارة المحرك تحديد توقيت الحقن وتوقيت الإشعال، من بين أمور أخرى. يتم أيضًا ضبط سرعة العمود المرفقي على مقياس سرعة الدوران أرسلت في مجموعة الصك.
وضع المستشعر وعجلة النبض:
يمكن وضع العجلة النبضية (وتسمى أيضًا عجلة الزناد أو العجلة المرجعية أو العجلة المرجعية) في أماكن مختلفة داخل المحرك أو عليه:
- خارجيًا على بكرة العمود المرفقي: في المحركات القديمة نرى أن بكرة العمود المرفقي، التي يتم من خلالها دفع الحزام V أو الحزام المتعدد، لها أسنان. ولم نعد نواجه هذا الشكل من عجلات النبض الخارجية في المحركات الحديثة؛
- داخليًا عن طريق أسنان أرضية على العمود المرفقي: توجد العجلة النبضية على العمود المرفقي داخل شفة العمود المرفقي ويمكن رؤيتها عند تفكيك وعاء الزيت؛
- خارجيًا عند ختم العمود المرفقي الخلفي: يتم تركيب حلقة مسننة أو حلقة مغناطيسية على الجزء الخارجي من كتلة المحرك، بين الجزء الخارجي من شفة العمود المرفقي ودولاب الموازنة. يمكن الوصول إلى هذا عند تفكيك دولاب الموازنة.
يتم توجيه مستشعر العمود المرفقي نحو عجلة النبض. في المحركات الحديثة، غالبًا ما يوجد مستشعر العمود المرفقي على جانب المحرك بالقرب من دولاب الموازنة. تُظهر الصور أدناه ثلاثة مواقع تركيب مختلفة لمستشعر موضع العمود المرفقي وعجلة النبض: أسنان على العمود المرفقي داخل الحافة، وعلى الجزء الخارجي من الحافة حلقة مغناطيسية وحلقة مسننة.
تُظهر الصور أعلاه عجلات نبضية مع مستشعرات موضع العمود المرفقي المستخدمة من قبل VAG وBMW. يتكون الإصدار الذي يتم استخدامه غالبًا في VAG من شريط تحتوي فيه عجلة النبض المسننة أيضًا على غلاف ختم العمود المرفقي. تم وضع الحلقة المغناطيسية لسيارات BMW فوق شفة العمود المرفقي. عند استبدال دولاب الموازنة، تأكد من عدم سقوط هذه الحلقة المغناطيسية. غالبًا ما يحدث أنه بعد استبدال القابض بما في ذلك دولاب الموازنة، لا يرغب المحرك في البدء لأنه لم يتم إعادة تثبيت الحلقة المغناطيسية.
السن المفقود في عجلة النبض:
يقوم مستشعر موضع العمود المرفقي بقياس الأسنان الموجودة على العجلة المرجعية المثبتة على العمود المرفقي. يقوم مستشعر موضع العمود المرفقي "بحساب" الأسنان التي تمر و "يلاحظ" أن أحد الأسنان مفقود في كل دورة. واستنادًا إلى هذه السن المفقودة، يعرف نظام إدارة المحرك موضع العمود المرفقي، وبالتالي أيضًا ارتفاع المكبس في الأسطوانة أثناء شوط الانضغاط.
يقع السن المفقود عند النقطة التي يكون فيها مكبس الاسطوانة 1 بين 90 و 120 درجة قبل TDC. وبالتالي فإن اسم "مستشعر TDC" غير صحيح: لا يقيس المستشعر النقطة التي يكون فيها المكبس في TDC، ولكن الموضع الذي يكون فيه المكبس جاهزًا للانتقال إلى TDC.
تم تجهيز العديد من المحركات بعجلة نبض 36-1 أو 60-2. في هذا المثال سنناقش عجلة النبض 36-1. تحتوي عجلة النبض هذه على 36 سنًا، واحدة منها تم طحنها. مع كل دوران للعمود المرفقي (360 درجة)، يمر 36 سنًا (باستثناء الأسنان المفقودة). وهذا يعني أن كل 10 درجات من الأسنان تمر عبر المستشعر.
في الصورة نرى أن السن المفقود موجود في الأعلى تقريباً. في هذا الوضع يكون المحرك في وضع TDC. اتجاه الدوران هو في اتجاه عقارب الساعة، لذا كان السن المفقود يدور قبل المستشعر بمقدار 90 درجة. هذا الموقف هو النقطة المرجعية. أثناء هذا الدوران بمقدار 90 درجة، انتقل مكبس الأسطوانة 1 من ODP إلى TDC.
في اللحظة التي مرت فيها السن المفقودة على المستشعر، قام المستشعر بترجمة ذلك إلى تغيير في إشارة العمود المرفقي، وكانت هذه نقطة التعرف (النقطة المرجعية) لنظام إدارة المحرك لبدء الحقن و/أو الإشعال بعد بضعة أسنان.
عندما تزداد سرعة المحرك أو الحمل على المحرك نتحدث عن "ما قبل الحقن"أو"تقدم الاشتعال". وهذا ممكن باستخدام النقطة المرجعية عند 90 أو 120 درجة لـ TDC. مثال بخصوص توقيت الإشعال:
- عند السرعة المنخفضة والحمل المنخفض (1000 دورة في الدقيقة عند 25 كيلو باسكال) يكون تقدم الإشعال 15 °. هذا يتوافق مع سن ونصف وقبل مكتب السياسات الإنمائية؛
- عند زيادة السرعة وزيادة الحمل (3100 دورة في الدقيقة عند 60 كيلو باسكال)، يكون تقدم الإشعال تقريبًا 30 °. هذا يتوافق مع ثلاثة أسنان قبل مكتب السياسات الإنمائية.
عندما تكون هناك حاجة، في الحالة الأخيرة، إلى إشعال ثلاثة أسنان قبل TDC، يكون لدى نظام إدارة المحرك الوقت الكافي لتشغيل ملف الإشعال بين 9 أسنان (90 درجة) من النقطة المرجعية وثلاثة أسنان (30 درجة) من الإشعال المطلوب الوقت بحيث يتم بدء الإشعال قبل وصول المكبس إلى TDC.
يرسل مستشعر موضع العمود المرفقي إشارة يستطيع نظام إدارة المحرك من خلالها استنتاج أن مكبس الأسطوانة 1 في الموضع 90° من 120° قبل مكتب السياسات الإنمائية. ما لا يُعرف هو ما إذا كان المكبس مشغولاً بشوط الضغط أم بشوط العادم.
- تم تجهيز المحرك الذي يحتوي على مستشعر موضع العمود المرفقي فقط بملف إشعال DIS، حيث تولد جميع شمعات الإشعال شرارات مع كل دورة للعمود المرفقي، مما يؤدي إلى "شرارة ضائعة" أثناء شوط العادم.
- مطلوب مستشعر عمود الحدبات للتحكم الفردي في ملفات الدبوس والحاقن. بناءً على المعلومات الواردة من مستشعر عمود الحدبات، يمكن لنظام إدارة المحرك تحديد أن الأسطوانة 1 مشغولة بشوط الضغط وليس بشوط العادم.
من خلال الجمع بين مستشعر العمود المرفقي وعمود الحدبات، يتم تحقيق السرعة والتحكم في نظام الحقن والإشعال لكل أسطوانة.
تشغيل حساس موضع العمود المرفقي:
تُظهر الصورة السفلية اليسرى خطوط المجال المغناطيسي التي يتم إنشاؤها عندما تتحرك سن العمود المرفقي عبر مغناطيس مستشعر موضع العمود المرفقي. يمكن رؤية إشارة العمود المرفقي في الصورة اليمنى السفلية. لكل سن مفقود في العمود المرفقي، يمكن رؤية مسافة عرض متزايدة وزيادة في سعة الإشارة. يتعرف نظام إدارة المحرك على العرض المتزايد في الإشارة كنقطة مرجعية، حيث يكون المكبس عند 90 درجة أو 120 درجة قبل TDC.
المخططات الكهربائية لمستشعر موضع العمود المرفقي:
لقياس مستشعر موضع العمود المرفقي، نقوم أولاً باستشارة المخططات الكهربائية. الرسوم البيانية أدناه هي لمستشعر نفس المحرك (VW Golf VI).
- في مخطط VAG، يحتوي مستشعر موضع العمود المرفقي على رمز المكون G28 وفي بيانات HGS B56)؛
- تحتوي مخططات VAG على الرمز T60 على وحدة التحكم الإلكترونية مع رقم التعريف الشخصي للقابس الموجود خلفه (T60/25) وبيانات HGS بالحرف B (B25). في مكان آخر من الرسم التخطيطي يُذكر أن الموصل B هو الموصل ذو 60 سنًا في وحدة التحكم الإلكترونية).
يتم إرسال جهد إمداد قدره 25 فولت من السن 5 الموجود على وحدة التحكم الإلكترونية إلى مستشعر موضع العمود المرفقي ومستشعر ضغط الوقود وصمام EGR وصمام الخانق ومستشعر موضع ضبط التوربو. ليست كل المكونات في الصورة أعلاه. وبالتالي فإن الدبوس 25 مخصص لإمدادات الطاقة. الدبوس 53 للأرض (كما هو موضح في مخطط بيانات HGS) والدبوس 52 للإشارة من مستشعر موضع العمود المرفقي. يمكننا القياس مباشرة على الدبوس 52 في موصل ECU، أو نقوم بتوصيل واحد صندوق الاختراق لتتمكن من القياس بشكل آمن وواضح فيما يتعلق بـ 52 من صندوق الاختراق.
قياس الإشارات باستخدام راسم الذبذبات:
يمكن عرض إشارة العمود المرفقي بقياس ثنائي القناة بالنسبة لإشارة عمود الكامات. يمكن استخدام هذه الإشارات لتحديد ما إذا كان توقيت التوزيع لا يزال منظمًا، أو ما إذا كانت إشارة عمود الحدبات، على سبيل المثال، تتأخر عن إشارة العمود المرفقي بسبب سلسلة التوقيت الممتدة. توضح الصورة أدناه قياس إشارة العمود المرفقي (القناة أ، الأزرق) مقابل إشارة عمود الحدبات (القناة ب، الأحمر).
يمكننا التعرف على النقاط التالية في الإشارات الصادرة من حساسات العمود المرفقي وعمود الكامات:
- في كل دورة لعمود الكامات (نقاط التحديد: الكتلتان الضيقتان) مرت أربعة أسنان مفقودة من العمود المرفقي؛
- يدور العمود المرفقي دورتين بينما يدور عمود الكامات دورة واحدة (بنسبة 2: 1)، مما يعني أن كل نصف دورة للعمود المرفقي، هناك سن مفقود يمر عبر المستشعر.
المحرك في هذا المثال (VW Golf VI) مزود بعجلة نبضية مسننة مع سن مفقود كل 180 درجة (نصف دورة). تظهر عجلة النبض هذه في صورة قسم "وضع المستشعر وعجلة النبض". إذا نظرت عن كثب، يمكنك اكتشاف الأسنان المفقودة في هذه الصورة. عند زيادة سرعة المحرك، يزيد تردد الإشارة أيضًا. ثم تقترب النبضات من بعضها البعض. تظل السعة (ارتفاع الجهد) كما هي. يمكن رؤية القياس على نفس المحرك مع زيادة السرعة في صورة النطاق أدناه:
في حالة الاشتباه في وجود مشاكل في التوقيت، يمكن مقارنة النقاط المرجعية في إشارة الكرنك وعمود الكامات بإشارة عينة أو بمحرك آخر دون أي مشاكل.
ومن خلال وضع علامة على نقطتين، يمكن مقارنة الفرق في عدد الأسنان في الإشارة المقاسة مع إشارة العينة. إذا كانت إشارة العمود المرفقي متقدمة على إشارة عمود الحدبات في الإشارة المقاسة (تنتقل النقطة المرجعية للعمود المرفقي إلى اليسار)، فقد تكون سلسلة التوقيت ممتدة.
إشارة العمود المرفقي أعلاه تأتي من مستشعر القاعة. من الممكن أيضًا استخدام دراجة نارية له مجهزة بجهاز استشعار حثي. ويمكن رؤية مثال على ذلك في القياس أدناه. باستخدام المستشعر الحثي، لا يزداد التردد مع زيادة السرعة فحسب (تصبح النبضات أقرب لبعضها البعض)، بل تزداد السعة أيضًا. التردد مهم لوحدة التحكم الإلكترونية لتحديد السرعة. كما تظهر السن المفقودة بوضوح في هذه الإشارة. ينقل الخط الأصفر (القادم من مستشعر عمود الحدبات) نبضة بعد كل إشارة ثانية للعمود المرفقي. ويمكن أيضًا مقارنة هذه الإشارات مع بعضها البعض.
يمكن أيضًا تحديد نقطة مرجعية لإشارة العمود المرفقي الحثية، على سبيل المثال:
- تنخفض إشارة عمود الحدبات إلى 0 فولت.
- ويحدث هذا بعد اثنين من الأسنان (العمود المرفقي) بعد السن المفقود.
باستخدام إشارة مثال، يتحقق المرء مما إذا كان هناك أيضًا سنان بينهما. إذا كان هناك ثلاثة أسنان بينهما، فهذا يعني وجود خلل مرة أخرى.
الأخطاء المحتملة في إشارة مستشعر العمود المرفقي:
قد يكون مستشعر العمود المرفقي معيبًا ولا يصدر إشارة. لا يتلقى نظام إدارة المحرك إشارة لسرعة المحرك، مما يعني أن المحرك لن يعمل عند بدء التشغيل. وقد يتم التقاط إشارة عمود الكامات وقد يعمل المحرك - بعد إعادة تشغيله لفترة طويلة - على إشارة عمود الكامات وحدها.
في حالة تلف عجلة النبض، قد يتعرف نظام إدارة المحرك بشكل غير صحيح على الضرر باعتباره سنًا مفقودة. يتسبب الضرر في انحراف في سعة الجهد المتردد الذي يرسله مستشعر العمود المرفقي. نرى مثالا في الصور أدناه.
في صورة المنظار نرى المسار المميز للسن المفقود مرتين (يسارًا نسبة إلى نبض عمود الكامات). على يمين نبض عمود الكامات نرى اضطرابا في الصورة. تقوم إدارة المحرك بقراءة الاضطراب وبالتالي يمكنها الحقن والإشعال في الوقت الخطأ. عندما يقوم نظام MMS بمقارنة إشارة العمود المرفقي مع إشارة عمود الحدبات، يمكن التعرف على الخطأ ويمكن تخزين رمز الخطأ (DTC) فيما يتعلق بإشارة العمود المرفقي. في هذه الحالة، قد يتم استبدال مستشعر موضع العمود المرفقي بشكل غير صحيح.
قد يكون سبب السن التالف في عجلة النبض هو العمل على المحرك، حيث جرت محاولة لسد العمود المرفقي بين أسنان عجلة النبض باستخدام مفك البراغي، بدلاً من حلقة البدء الموجودة على دولاب الموازنة.
الصفحات ذات الصلة:
