Предмети:
- въведение
- Позициониране на сензора и импулсното колело
- Липсващият зъб в импулсното колело
- Работа на датчика за положение на коляновия вал
- Измерване на сигнали с осцилоскоп
Предговор:
Сензорът за положение на коляновия вал (наричан още сензор за TDC или сензор за скорост на двигателя) обикновено се монтира в долната част на блока на двигателя близо до маховика. Когато двигателят работи, сензорът за положение на коляновия вал отчита зъбите на импулсното колело или магнитите, които се движат покрай измервателния елемент на сензора. Сензорът за положение на коляновия вал предизвиква промяна в магнитното поле между сензора и импулсното колело, промяна в сигналното напрежение (индуктивно или Хол). Скоростта, с която тези импулси следват един друг, е показател за скоростта. В даден момент един или два зъба липсват от импулсното колело. Полученият сигнал е за двигателя устройство за управление на двигателя индикация за позицията, в която са разположени буталата. Това позволява на управлението на двигателя да определя, наред с други неща, момента на впръскване и момента на запалване. Оборотите на коляновия вал също се регулират на оборотомер изпратен в арматурното табло.
Позициониране на сензора и импулсното колело:
Импулсното колело (наричано също задействащо колело, референтно колело или редукторно колело) може да бъде разположено на различни места във или върху двигателя:
- външно върху шайбата на коляновия вал: при по-старите двигатели виждаме, че шайбата на коляновия вал, през която се задвижва клиновият или мулти-ремъкът, има зъби. Вече не срещаме тази форма на външни импулсни колела в съвременните двигатели;
- вътрешно чрез шлифовани зъби на коляновия вал: импулсното колело се намира на коляновия вал от вътрешната страна на фланеца на коляновия вал и може да се види, когато масленият картер е демонтиран;
- външно на задното уплътнение на коляновия вал: зъбен пръстен или магнитен пръстен е монтиран от външната страна на блока на двигателя, между външната страна на фланеца на коляновия вал и маховика. Това е достъпно, когато маховикът е разглобен.
Сензорът на коляновия вал е насочен към импулсното колело. В съвременните двигатели сензорът на коляновия вал често се намира отстрани на двигателя близо до маховика. Изображенията по-долу показват три различни места за монтаж на сензора за положение на коляновия вал и импулсното колело: зъби на коляновия вал от вътрешната страна на фланеца и от външната страна на фланеца магнитен пръстен и зъбен пръстен.
Изображенията по-горе показват импулсни колела със сензори за положение на коляновия вал, използвани от VAG и BMW. Версията, която често се използва от VAG, се състои от касета, в която зъбното импулсно колело съдържа и корпуса на уплътнението на коляновия вал. Магнитният пръстен на BMW се плъзга върху фланеца на коляновия вал. Когато сменяте маховика, уверете се, че този магнитен пръстен не изпада. Често се случва след смяна на съединителя, включително маховика, двигателят вече да не иска да запали, защото магнитният пръстен не е монтиран отново.
Липсващият зъб в импулсното колело:
Сензорът за положение на коляновия вал измерва зъбите на еталонното колело, което е монтирано на коляновия вал. Сензорът за положение на коляновия вал "брои" зъбите, които преминават и "забелязва", че зъб липсва при всеки оборот. Въз основа на този липсващ зъб системата за управление на двигателя знае в каква позиция е коляновият вал и следователно също и на каква височина е буталото в цилиндъра по време на такта на компресия.
Липсващият зъб се намира в точката, където буталото на цилиндър 1 е между 90 и 120 градуса преди ГМТ. Следователно името „сензор за ГМТ“ е неправилно: сензорът не измерва точката, когато буталото е в ГМТ, а позицията, в която буталото е готово да се премести в ГМТ.
Много двигатели са оборудвани с импулсно колело 36-1 или 60-2. В този пример ще обсъдим импулсното колело 36-1. Това импулсно колело има 36 зъба, единият от които е шлифован. При всяко завъртане на коляновия вал (360°) преминават 36 (без липсващите) зъба. Това означава, че на всеки 10° един зъб минава покрай сензора.
На изображението виждаме, че липсващият зъб е почти на върха. В това положение двигателят е в ГМТ. Посоката на въртене е по часовниковата стрелка, така че 90° по-рано липсващият зъб се е завъртял покрай сензора. Тази позиция е отправна точка. По време на това завъртане на 90° буталото на цилиндър 1 се е преместило от ODP към TDC.
В момента, в който липсващият зъб премине сензора, сензорът преведе това в промяна в сигнала на коляновия вал и това беше точката на разпознаване (референтна точка) за системата за управление на двигателя, за да започне инжектиране и/или запалване няколко зъба по-късно.
Когато оборотите на двигателя или натоварването на двигателя се увеличават, говорим за „предварително инжектиране"Или"аванс на запалване“. Това е възможно, като се използва референтната точка при 90 или 120° за ГМТ. Пример относно момента на запалване:
- При ниска скорост и ниско натоварване (1000 rpm при 25 kPa) изпреварването на запалването е 15 °. Това съответства на зъб и половина преди БДП;
- При повишена скорост и повишено натоварване (3100 об./мин. при 60 kPa), изпреварването на запалването е приблизително 30 °. Това съответства на три зъба преди БДП.
Когато в последната ситуация трябва да се запалят три зъба преди TDC, системата за управление на двигателя има време да включи запалителната бобина между 9 зъба (90°) от референтната точка и три зъба (30°) от желаното запалване време, така че запалването да започне преди буталото да достигне TDC.
Сензор за положение на коляновия вал изпраща сигнал, от който системата за управление на двигателя може да заключи, че буталото на цилиндър 1 е в позиция 90° на 120° преди БДП. Това, което не се знае, е дали буталото е заето с такта на компресия или с такта на изпускане.
- Двигател само със сензор за положение на коляновия вал е оборудван с бобина за запалване DIS, в която всички свещи генерират искри при всяко завъртане на коляновия вал, което води до "загубена искра" по време на изпускателния ход;
- Необходим е сензор на разпределителния вал за индивидуален контрол на бобините и инжекторите. Въз основа на информацията от сензора на разпределителния вал, системата за управление на двигателя може да определи, че цилиндър 1 е зает с такта на компресия, а не с такта на изпускане.
С комбинацията от сензора на коляновия и разпределителния вал се постигат скоростта и управлението на системата за впръскване и запалване на цилиндър.
Работа на датчика за положение на коляновия вал:
Долното ляво изображение показва линиите на магнитното поле, които се създават, когато зъб на коляновия вал се движи покрай магнита на сензора за положение на коляновия вал. Сигналът на коляновия вал може да се види в долното дясно изображение. За всеки липсващ зъб на коляновия вал се вижда увеличено разстояние по ширина и увеличена амплитуда на сигнала. Системата за управление на двигателя разпознава увеличената ширина в сигнала като референтна точка, при която буталото е на 90° или 120° преди ГМТ.
Електрически схеми на датчика за положение на коляновия вал:
За да измерим сензора за положение на коляновия вал, първо се консултираме с електрически схеми. Схемите по-долу са на датчика на същия двигател (VW Golf VI).
- В диаграмата на VAG сензорът за положение на коляновия вал има код на компонента G28, а в данните на HGS B56);
- VAG диаграмите имат код T60 на ECU с номера на щифта на щепсела зад него (T60/25) и HGS данни буквата B (B25). На друго място в диаграмата е посочено, че конектор B е 60-пинов конектор на ECU).
Захранващо напрежение от 25 волта се изпраща от щифт 5 на ECU към сензора за положение на коляновия вал, сензора за налягане на горивото, EGR клапана, дроселната клапа и сензора за положение на турборегулатора. Не всички компоненти са показани по-горе. Пин 25 следователно е за захранването. Щифт 53 за маса (вижда се в диаграмата с данни на HGS) и щифт 52 за сигнала от сензора за положение на коляновия вал. Можем да измерваме директно на пин 52 в конектора на ECU или да свържем такъв пробивна кутия за да можете да измервате безопасно и ясно във връзка 52 на разпределителната кутия.
Измерване на сигнали с осцилоскоп:
Сигналът на коляновия вал може да се покаже с двуканално измерване по отношение на сигнала на разпределителния вал. Тези сигнали могат да се използват, за да се определи дали времето на разпределението все още е в ред или дали, например, сигналът на разпределителния вал изостава от сигнала на коляновия вал поради разтегната верига за синхронизиране. Изображението по-долу показва измерване на сигнал на коляновия вал (канал A, син) спрямо сигнал на разпределителен вал (канал B, червен).
Можем да разпознаем следните точки в сигналите от сензорите на коляновия и разпределителния вал:
- При всяко завъртане на разпределителния вал (точки за идентификация: двата тесни блока) са преминали четири липсващи зъба на коляновия вал;
- Коляновият вал завърта две обороти, докато разпределителният върти едно (съотношение 2:1), което означава, че на всеки половин оборот на коляновия вал един липсващ зъб се върти покрай сензора.
Двигателят в този пример (VW Golf VI) е оборудван със зъбно импулсно колело с липсващ зъб на всеки 180 градуса (половин оборот). Това импулсно колело е показано на изображението в раздела „Позициониране на сензора и импулсното колело“. Ако се вгледате внимателно, можете да забележите липсващите зъби на това изображение. Когато скоростта на двигателя се увеличи, честотата на сигнала също се увеличава. След това импулсите стават по-близо един до друг. Амплитудата (височината на напрежението) остава същата. Измерване на същия двигател с повишена скорост може да се види на изображението на обхвата по-долу:
Ако се подозират проблеми с синхронизирането, референтните точки в сигнала на коляновия и разпределителния вал могат да бъдат сравнени с примерен сигнал или с друг двигател без никакви проблеми.
Чрез маркиране на две точки разликата в броя на зъбите в измерения сигнал може да се сравни с примерния сигнал. Ако сигналът на коляновия вал е пред сигнала на разпределителния вал в измерения сигнал (референтната точка на коляновия вал се измества наляво), веригата за синхронизиране може да е разтегната.
Горният сигнал на коляновия вал е от датчик на Хол. Мотор също е възможно zijn оборудван с индуктивен сензор. Пример за това може да се види в измерването по-долу. С индуктивен сензор не само честотата се увеличава с увеличаване на скоростта (импулсите стават по-близо един до друг), но и амплитудата също се увеличава. Честотата е важна за ECU за определяне на скоростта. Липсващият зъб също се вижда ясно в този сигнал. Жълтата линия (идва от сензора на разпределителния вал) предава импулс след всеки втори сигнал на коляновия вал. Тези сигнали също могат да се сравняват един с друг.
Референтна точка може да бъде избрана и за индуктивния сигнал на коляновия вал, напр.:
- сигналът на разпределителния вал пада до 0 волта;
- това се случва два зъба (на коляновия вал) след липсващия зъб.
С примерен сигнал се проверява дали има и два зъба между тях. Ако има три зъба между тях, отново има аномалия.
Възможни неизправности в сигнала на датчика на коляновия вал:
Сензорът на коляновия вал може да е дефектен и да не излъчва сигнал. Системата за управление на двигателя не получава сигнал за скоростта на двигателя, което означава, че двигателят няма да стартира при стартиране. Сигналът на разпределителния вал може да бъде прихванат и двигателят - след рестартиране за дълго време - може да работи само на сигнала на разпределителния вал.
Ако импулсното колело е повредено, системата за управление на двигателя може неправилно да разпознае повредата като липсващ зъб. Повредата причинява отклонение в амплитудата на променливото напрежение, подадено от сензора на коляновия вал. Виждаме пример в изображенията по-долу.
В изображението на обхвата виждаме характерния ход на липсващия зъб два пъти (вляво спрямо импулса на разпределителния вал). Вдясно от импулса на разпределителния вал виждаме смущение в изображението. Управлението на двигателя отчита смущението и следователно може да инжектира и запали в неподходящ момент. Когато MMS сравнява сигнала на коляновия вал със сигнала на разпределителния вал, може да бъде разпозната грешка и DTC (код на грешка) може да бъде съхранен във връзка със сигнала на коляновия вал. В този случай сензорът за положение на коляновия вал може да бъде неправилно сменен.
Повреденият зъб на импулсното колело може да е от работа по двигателя, при която е направен опит с отверка да се блокира коляновия вал между зъбите на импулсното колело, вместо пръстена на стартера на маховика.
