Předměty:
- Úvod
- Umístění snímače a pulzního kola
- Chybějící zub v pulzním kole
- Činnost snímače polohy klikového hřídele
- Měření signálů osciloskopem
Předmluva:
Snímač polohy klikového hřídele (nazývaný také snímač TDC nebo snímač otáček motoru) je obvykle namontován na spodní části bloku motoru v blízkosti setrvačníku. Když motor běží, snímač polohy klikového hřídele snímá zuby pulzního kola nebo magnety, které se pohybují za měřicím prvkem snímače. Snímač polohy klikového hřídele vytváří změnu magnetického pole mezi snímačem a pulzním kolem, změnu signálového napětí (indukční nebo Hallův). Rychlost, kterou tyto impulsy následují za sebou, je ukazatelem rychlosti. V určitém okamžiku chybí na pulzním kole jeden nebo dva zuby. Výsledný signál je pro motor ovládací zařízení motoru údaj o poloze, ve které se nacházejí písty. To umožňuje řízení motoru určovat mimo jiné časování vstřiku a časování zapalování. Otáčky klikového hřídele jsou také přizpůsobeny tachometr odeslané do sdruženého přístroje.
Umístění snímače a pulzního kola:
Pulzní kolo (také nazývané spouštěcí kolo, referenční kolo nebo reluktorové kolo) může být umístěno na různých místech v motoru nebo na něm:
- externě na řemenici klikového hřídele: u starších motorů vidíme, že řemenice klikového hřídele, přes kterou je poháněn klínový nebo víceřemenový řemen, má zuby. S tímto tvarem vnějších pulzních kol se u moderních motorů již nesetkáváme;
- vnitřně pomocí broušených zubů na klikovém hřídeli: pulzní kolo je umístěno na klikovém hřídeli na vnitřní straně příruby klikového hřídele a je vidět při demontáži olejové vany;
- externě na zadním těsnění klikového hřídele: ozubený kroužek nebo magnetický kroužek je namontován na vnější straně bloku motoru, mezi vnější stranou příruby klikového hřídele a setrvačníkem. Ta je přístupná po demontáži setrvačníku.
Snímač klikového hřídele je nasměrován na pulzní kolo. U moderních motorů je snímač klikového hřídele často umístěn na straně motoru v blízkosti setrvačníku. Obrázky níže ukazují tři různá místa instalace snímače polohy klikového hřídele a pulzního kola: zuby na klikovém hřídeli na vnitřní straně příruby a na vnější straně příruby magnetický kroužek a ozubený kroužek.
Výše uvedené obrázky ukazují pulzní kola se snímači polohy klikového hřídele, které používají VAG a BMW. Verze, kterou VAG často používá, se skládá z kazety, ve které ozubené pulzní kolo obsahuje i pouzdro těsnění klikového hřídele. Magnetický kroužek BMW byl nasunut přes přírubu klikového hřídele. Při výměně setrvačníku dbejte na to, aby tento magnetický kroužek nevypadl. Často se stává, že po výměně spojky včetně setrvačníku už motor nechce nastartovat, protože nebyl přemontován magnetický kroužek.
Chybějící zub v pulzním kole:
Snímač polohy klikového hřídele měří zuby na referenčním kole, které je namontováno na klikovém hřídeli. Snímač polohy klikového hřídele „počítá“ zuby, které projíždějí kolem, a „všimne si“, že zub chybí při každé otáčce. Na základě tohoto chybějícího zubu systém řízení motoru pozná, v jaké poloze je klikový hřídel, a tedy také v jaké výšce je píst ve válci během kompresního zdvihu.
Chybějící zub se nachází v místě, kde je píst válce 1 mezi 90 a 120 stupni před TDC. Název „senzor TDC“ je proto nesprávný: snímač neměří bod, kdy je píst v TDC, ale polohu, ve které je píst připraven k pohybu do TDC.
Mnoho motorů je vybaveno pulzním kolem 36-1 nebo 60-2. V tomto příkladu budeme diskutovat o pulzním kole 36-1. Toto pulzní kolo má 36 zubů, z nichž jeden byl obroušen. Při každém otočení klikového hřídele (360°) projde kolem 36 zubů (bez chybějících). To znamená, že každých 10° projde kolem senzoru jeden zub.
Na obrázku vidíme, že chybějící zub je téměř nahoře. V této poloze je motor v TDC. Směr otáčení je ve směru hodinových ručiček, takže o 90° dříve se chybějící zub otočil za senzor. Tato poloha je referenčním bodem. Během této rotace o 90° se píst válce 1 posunul z ODP do TDC.
V okamžiku, kdy chybějící zub prošel kolem senzoru, senzor to převedl na změnu signálu klikového hřídele, a to byl rozpoznávací bod (referenční bod) pro systém řízení motoru, aby o několik zubů později zahájil vstřikování a/nebo zapalování.
Když se zvýší otáčky motoru nebo zatížení motoru, mluvíme o „předvstřik"Nebo"předstih zapalování“. To je možné pomocí referenčního bodu 90 nebo 120° pro TDC. Příklad ohledně časování zapalování:
- Při nízkých otáčkách a nízkém zatížení (1000 ot./min při 25 kPa) je předstih zážehu 15°. Tomu odpovídá jeden a půl zubu před BDP;
- Při zvýšených otáčkách a zvýšené zátěži (3100 ot./min při 60 kPa) je předstih zážehu přibližně 30°. Tomu odpovídá tři zuby před BDP.
Když je v této poslední situaci potřeba zapálit tři zuby před TDC, má systém řízení motoru čas zapnout zapalovací cívku mezi 9 zuby (90°) od referenčního bodu a třemi zuby (30°) od požadovaného zapalování. tak, aby zapalování bylo zahájeno dříve, než píst dosáhne TDC.
Snímač polohy klikového hřídele vysílá signál, ze kterého může řídicí systém motoru odvodit, že píst válce 1 je v poloze 90° z 120° před BDP. Není známo, zda je píst zaneprázdněn kompresním zdvihem nebo výfukovým zdvihem.
- Motor pouze se snímačem polohy klikového hřídele je vybaven zapalovací cívkou DIS, ve které všechny zapalovací svíčky generují jiskry při každém otočení klikového hřídele, což má za následek „zbytečnou jiskru“ během výfukového zdvihu;
- Pro individuální ovládání cívek kolíků a vstřikovačů je nutný snímač vačkového hřídele. Na základě informací ze snímače vačkového hřídele může systém řízení motoru určit, že válec 1 je zaneprázdněn kompresním zdvihem a nikoli výfukovým zdvihem.
Kombinací snímače klikového a vačkového hřídele je dosaženo rychlosti a ovládání vstřikovacího a zapalovacího systému na válec.
Činnost snímače polohy klikového hřídele:
Obrázek vlevo dole ukazuje magnetické siločáry, které se vytvářejí, když se zub klikového hřídele pohybuje za magnetem snímače polohy klikového hřídele. Signál klikového hřídele je vidět na obrázku vpravo dole. U každého chybějícího zubu na klikové hřídeli je vidět zvětšená šířková vzdálenost a zvětšená amplituda signálu. Systém řízení motoru rozpozná zvýšenou šířku v signálu jako referenční bod, ve kterém je píst v 90° nebo 120° před TDC.
Elektrické schéma snímače polohy klikového hřídele:
Pro měření snímače polohy klikového hřídele nejprve konzultujeme elektrická schémata. Níže uvedená schémata jsou snímače stejného motoru (VW Golf VI).
- V diagramu VAG má snímač polohy klikového hřídele kód součásti G28 a v HGS údaj B56);
- Diagramy VAG mají na ECU kód T60 s číslem kolíku zástrčky za ním (T60/25) a údaje HGS písmeno B (B25). Na jiném místě ve schématu je uvedeno, že konektor B je 60pinový konektor na ECU).
Napájecí napětí 25 voltů je posíláno z kolíku 5 na ECU do snímače polohy klikového hřídele, snímače tlaku paliva, ventilu EGR, škrticí klapky a snímače polohy seřízení turba. Na obrázku výše nejsou všechny komponenty. Pin 25 je tedy pro napájení. Pin 53 pro kostru (viz datový diagram HGS) a pin 52 pro signál ze snímače polohy klikového hřídele. Můžeme měřit přímo na pinu 52 v konektoru ECU, nebo jeden připojíme vylamovací krabice aby bylo možné bezpečně a jasně měřit v přípojce 52 vylamovací skříňky.
Měření signálů osciloskopem:
Signál klikového hřídele lze zobrazit pomocí dvoukanálového měření ve vztahu k signálu vačkového hřídele. Pomocí těchto signálů lze zjistit, zda je časování rozvodu stále v pořádku, nebo se například signál vačkového hřídele za signálem klikového hřídele opožďuje kvůli nataženému rozvodovému řetězu. Obrázek níže ukazuje měření signálu klikového hřídele (kanál A, modrý) oproti signálu vačkového hřídele (kanál B, červený).
V signálech ze snímačů klikového a vačkového hřídele můžeme rozpoznat následující body:
- Při každém otočení vačkového hřídele (identifikační body: dva úzké bloky) prošly čtyři chybějící zuby klikového hřídele;
- Klikový hřídel se otočí o dvě otáčky, zatímco vačkový hřídel otočí jednu (poměr 2:1), což znamená, že každou poloviční otáčkou klikového hřídele se otočí jeden chybějící zub za snímač.
Motor v tomto příkladu (VW Golf VI) je vybaven ozubeným pulzním kolem s chybějícím zubem každých 180 stupňů (půl otáčky). Toto pulzní kolo je znázorněno na obrázku v části „Umístění snímače a pulzního kola“. Pokud se podíváte pozorně, můžete na tomto obrázku zahlédnout chybějící zuby. Když se zvýší otáčky motoru, zvýší se také frekvence signálu. Pulsy se pak přiblíží k sobě. Amplituda (výška napětí) zůstává stejná. Měření na stejném motoru se zvýšenou rychlostí lze vidět na obrázku dalekohledu níže:
Při podezření na problémy s rozvodem lze referenční body v signálu kliky a vačkového hřídele bez problémů porovnat se vzorovým signálem nebo s jiným motorem.
Označením dvou bodů lze porovnat rozdíl v počtu zubů v měřeném signálu se signálem vzorku. Pokud je signál klikového hřídele v měřeném signálu před signálem vačkového hřídele (referenční bod klikového hřídele se posune doleva), rozvodový řetěz může být natažený.
Výše uvedený signál klikového hřídele pochází z Hallova snímače. Je možná i motorka zijn vybavena indukčním senzorem. Příklad toho lze vidět na měření níže. U indukčního snímače se se zvýšenou rychlostí nejen zvyšuje frekvence (pulzy se přibližují), ale zvyšuje se i amplituda. Frekvence je důležitá pro ECU pro určení rychlosti. V tomto signálu je také jasně vidět chybějící zub. Žlutá čára (pocházející ze snímače vačkového hřídele) vysílá impuls po každém druhém signálu klikového hřídele. Tyto signály lze také vzájemně porovnávat.
Pro indukční signál klikového hřídele lze také zvolit referenční bod, např.:
- signál vačkového hřídele klesne na 0 voltů;
- to se děje dva (klikové hřídele) zuby po chybějícím zubu.
Pomocí příkladu signálu se kontroluje, zda jsou mezi nimi také dva zuby. Pokud jsou mezi nimi tři zuby, jedná se opět o abnormalitu.
Možné závady v signálu snímače klikového hřídele:
Snímač klikového hřídele může být vadný a nevydává signál. Systém řízení motoru nepřijímá signál otáček motoru, což znamená, že motor při startování nenaskočí. Signál vačkového hřídele může být zachycen a motor - po dlouhém restartování - může běžet pouze na signál vačkového hřídele.
Pokud je pulzní kolo poškozeno, může systém řízení motoru nesprávně rozpoznat poškození jako chybějící zub. Poškození způsobuje odchylku v amplitudě střídavého napětí dodávaného snímačem klikového hřídele. Příklad vidíme na obrázcích níže.
Na snímku dalekohledu vidíme charakteristický průběh chybějícího zubu dvakrát (vlevo vzhledem k pulzu vačkového hřídele). Napravo od pulzu vačkového hřídele vidíme na snímku poruchu. Řízení motoru čte poruchu, a proto může vstříknout a zapálit v nesprávnou dobu. Když MMS porovná signál klikového hřídele se signálem vačkového hřídele, může být rozpoznána chyba a ve vztahu k signálu klikového hřídele může být uložen DTC (chybový kód). V tomto případě může být snímač polohy klikového hřídele nesprávně vyměněn.
Poškozený zub na pulsním kole mohl být způsoben prací na motoru, při které došlo k pokusu zablokovat šroubovákem klikový hřídel mezi zuby pulsního kola, místo kroužku startéru na setrvačníku.
