emner:
- introduktion
- Placering af sensor og pulshjul
- Den manglende tand i pulshjulet
- Betjening af krumtapakselpositionssensoren
- Måler signaler med oscilloskopet
Forord:
Krumtapakselpositionssensoren (også kaldet TDC-sensoren eller motorhastighedssensoren) er normalt monteret i bunden af motorblokken nær svinghjulet. Når motoren kører, aflæser krumtapakselpositionssensoren pulshjulets tænder eller magneter, der bevæger sig forbi sensorens måleelement. Krumtapakselpositionssensoren frembringer en ændring i magnetfeltet mellem sensoren og pulshjulet, en ændring i signalspændingen (induktiv eller Hall). Den hastighed, hvormed disse impulser følger hinanden, er en indikation af hastigheden. På et tidspunkt mangler en eller to tænder fra pulshjulet. Det resulterende signal er for motoren motorstyringsanordning en indikation af den position, hvori stemplerne er placeret. Dette gør det muligt for motorstyringen at bestemme blandt andet indsprøjtningstidspunktet og tændingstidspunktet. Krumtapakslens hastighed er også tilpasset omdrejningstæller sendes i instrumentgruppen.
Placering af sensor og pulshjul:
Pulshjulet (også kaldet triggerhjulet, referencehjulet eller reluctorhjulet) kan være placeret forskellige steder i eller på motoren:
- udvendigt på krumtapremskiven: i ældre motorer ser vi, at krumtapremskiven, som kileremmen eller multiremmen drives igennem, har tænder. Vi støder ikke længere på denne form af eksterne pulshjul i moderne motorer;
- indvendigt ved hjælp af slebne tænder på krumtapakslen: impulshjulet er placeret på krumtapakslen på indersiden af krumtapakselflangen og kan ses, når olieskålen demonteres;
- udvendigt ved den bagerste krumtapakseltætning: en tandring eller magnetring er monteret på ydersiden af motorblokken, mellem ydersiden af krumtapakselflangen og svinghjulet. Dette er tilgængeligt, når svinghjulet er blevet adskilt.
Krumtapakselsensoren peger mod pulshjulet. I moderne motorer er krumtapakselsensoren ofte placeret på siden af motoren nær svinghjulet. Billederne nedenfor viser tre forskellige monteringssteder for krumtapakselpositionssensoren og pulshjulet: tænder på krumtapakslen på indersiden af flangen, og på ydersiden af flangen en magnetisk ring og tandring.
Billederne ovenfor viser pulshjul med krumtapakselpositionssensorer brugt af VAG og BMW. Den version, der ofte bruges hos VAG, består af en kassette, hvori det fortandede pulshjul også indeholder huset til krumtapakseltætningen. BMW-magnetringen er skudt over krumtapakselflangen. Når du udskifter svinghjulet, skal du sørge for, at denne magnetiske ring ikke falder ud. Det sker ofte, at efter udskiftning af koblingen inklusive svinghjulet, vil motoren ikke længere starte, fordi den magnetiske ring ikke er blevet geninstalleret.
Den manglende tand i pulshjulet:
Krumtapakselpositionssensoren måler tænderne på referencehjulet, som er monteret på krumtapakslen. Krumtapakselpositionssensoren "tæller" de tænder, der passerer forbi, og "lægger mærke til", at der mangler en tand i hver omdrejning. Ud fra denne manglende tand ved motorstyringssystemet i hvilken position krumtapakslen er, og derfor også i hvilken højde stemplet er i cylinderen under kompressionsslaget.
Den manglende tand er placeret på det punkt, hvor cylinder 1 stempel er mellem 90 og 120 grader før TDC. Navnet "TDC-sensor" er derfor forkert: Sensoren måler ikke det punkt, hvor stemplet er ved TDC, men den position, hvori stemplet er klar til at flytte til TDC.
Mange motorer er udstyret med et 36-1 eller et 60-2 pulshjul. I dette eksempel vil vi diskutere 36-1 pulshjulet. Dette pulshjul har 36 tænder, hvoraf den ene er blevet slebet væk. For hver krumtapakselrotation (360°), passerer 36 (minus de manglende) tænder forbi. Det betyder, at hver 10° en tand passerer forbi sensoren.
På billedet ser vi, at den manglende tand er næsten øverst. I denne position er motoren hos TDC. Rotationsretningen er med uret, så 90° tidligere havde den manglende tand roteret forbi sensoren. Denne position er referencepunktet. Under denne 90° rotation er cylinder 1's stempel flyttet fra ODP til TDC.
I det øjeblik den manglende tand passerede sensoren, oversatte sensoren dette til en ændring i krumtapakselsignalet, og dette var genkendelsespunktet (referencepunktet) for motorstyringssystemet til at starte indsprøjtning og/eller tænding et par tænder senere.
Når motorhastigheden eller belastningen på motoren stiger, taler vi om "præ-injektion"Eller"tænding fremrykning“. Dette er muligt ved brug af referencepunktet ved 90 eller 120° for TDC. Eksempel på tændingstidspunkt:
- Ved lav hastighed og lav belastning (1000 rpm ved 25 kPa) er tændingens fremrykning 15 °. Dette svarer til halvanden tænder før BDP;
- Ved øget hastighed og øget belastning (3100 rpm ved 60 kPa) er tændingen ca. 30 °. Dette svarer til tre tænder før BDP.
Når der i sidstnævnte situation skal tændes tre tænder før TDC, har motorstyringssystemet tid til at tænde for tændspolen mellem 9 tænder (90°) fra referencepunktet og tre tænder (30°) fra den ønskede tænding tid, således at tændingen påbegyndes inden stemplet når TDC.
En krumtapakselpositionssensor sender et signal, hvorfra motorstyringssystemet kan udlede, at cylinder 1's stempel er i position 90° af 120° før BDP. Hvad der ikke vides er, om stemplet er optaget af kompressionsslaget eller udstødningsslaget.
- En motor med kun en krumtapakselpositionssensor er udstyret med en DIS tændspole, hvor alle tændrør genererer gnister ved hver krumtapakselrotation, hvilket resulterer i en "spildt gnist" under udstødningsslaget;
- En knastakselsensor er påkrævet til individuel styring af stiftspoler og injektorer. Ud fra informationen fra knastakselsensoren kan motorstyringssystemet bestemme, at cylinder 1 er optaget af kompressionsslaget og ikke med udstødningsslaget.
Med kombinationen af krumtapakslen og knastakselsensoren opnås hastigheden og styringen af indsprøjtnings- og tændingssystemet pr. cylinder.
Betjening af krumtapakselpositionssensoren:
Det nederste venstre billede viser de magnetiske feltlinjer, der dannes, når en krumtapakseltand bevæger sig forbi krumtapakselpositionssensorens magnet. Krumtapakselsignalet kan ses i nederste højre billede. For hver manglende tand på krumtapakslen ses en øget breddeafstand og en øget amplitude af signalet. Motorstyringssystemet genkender den øgede bredde i signalet som et referencepunkt, hvor stemplet er 90° eller 120° før TDC.
Krumtapakselpositionssensor elektriske diagrammer:
For at måle krumtapakselpositionssensoren konsulterer vi først elektriske diagrammer. Nedenstående diagrammer viser sensoren på samme motor (VW Golf VI).
- I VAG-diagrammet har krumtapakselpositionssensoren komponentkoden G28 og i HGS-data B56);
- VAG-diagrammerne har koden T60 på ECU'en med stikkets pinnummer bagved (T60/25) og HGS angiver bogstavet B (B25). Et andet sted i diagrammet er det angivet, at stik B er 60 pin stikket på ECU'en).
En forsyningsspænding på 25 volt sendes fra ben 5 på ECU'en til krumtapakslens positionssensor, brændstoftryksensor, EGR-ventil, gasspjældsventil og turbojusteringspositionssensor. Ikke alle komponenter er vist ovenfor. Ben 25 er derfor til strømforsyningen. Ben 53 til jord (set i HGS-datadiagrammet) og ben 52 til signalet fra krumtapakselpositionssensoren. Vi kan måle direkte på ben 52 i ECU-stikket, eller vi tilslutter en breakout boks for at kunne måle sikkert og overskueligt i tilslutning 52 på udbryderboksen.
Måling af signaler med oscilloskopet:
Krumtapakselsignalet kan vises med en to-kanals måling i forhold til knastakselsignalet. Disse signaler kan bruges til at bestemme, om timingen af fordelingen stadig er i orden, eller om for eksempel knastakselsignalet halter bagud krumtapakselsignalet på grund af en strakt timingkæde. Billedet nedenfor viser en måling af et krumtapakselsignal (kanal A, blå) versus et knastakselsignal (kanal B, rød).
Vi kan genkende følgende punkter i signalerne fra krumtapakslen og knastakselsensorerne:
- Hver knastakselrotation (identifikationspunkter: de to smalle blokke) har fire manglende tænder på krumtapakslen passeret;
- Krumtapakslen drejer to omdrejninger, mens knastakslen drejer én (forhold 2:1), hvilket betyder, at hver halve omdrejning af krumtapakslen en manglende tand roterer forbi sensoren.
Motoren i dette eksempel (VW Golf VI) er udstyret med et fortandet pulshjul med en manglende tand hver 180 grader (en halv omdrejning). Dette pulshjul er vist på billedet i afsnittet "Placering af sensor og pulshjul". Hvis du ser godt efter, kan du se de manglende tænder på dette billede. Når motorens hastighed øges, øges signalets frekvens også. Pulserne bliver så tættere på hinanden. Amplituden (højden af spændingen) forbliver den samme. En måling på samme motor med øget hastighed kan ses på scope-billedet nedenfor:
Hvis der er mistanke om timingproblemer, kan referencepunkter i krumtap- og knastakselsignalet uden problemer sammenlignes med et prøvesignal eller med en anden motor.
Ved at markere to punkter kan forskellen i antallet af tænder i det målte signal sammenlignes med prøvesignalet. Hvis krumtapakselsignalet er foran knastakselsignalet i det målte signal (krumtapakslens referencepunkt skifter til venstre), kan timingkæden være blevet strakt.
Ovenstående krumtapakselsignal er fra en hallsensor. En motorcykel er også muligt zijn udstyret med en induktiv sensor. Et eksempel på dette kan ses i nedenstående måling. Med en induktiv sensor øges ikke kun frekvensen med øget hastighed (impulserne bliver tættere på hinanden), men amplituden øges også. Frekvensen er vigtig for ECU'en til at bestemme hastigheden. Den manglende tand er også tydeligt synlig i dette signal. Den gule linje (kommer fra knastakselsensoren) sender en puls efter hvert andet krumtapakselsignal. Disse signaler kan også sammenlignes med hinanden.
Der kan også vælges et referencepunkt for det induktive krumtapakselsignal, f.eks.:
- knastakselsignalet falder til 0 volt;
- dette sker to (krumtap) tænder efter den manglende tand.
Med et eksempelsignal tjekker man, om der også er to tænder imellem. Hvis der er tre tænder imellem, er der igen en abnormitet.
Mulige fejl i krumtapakselsensorsignalet:
Krumtapakselsensoren kan være defekt og ikke udsende et signal. Motorstyringssystemet modtager ikke et motorhastighedssignal, hvilket betyder, at motoren ikke starter ved start. Knastakselsignalet kan blive opfanget, og motoren - efter genstart i længere tid - kan køre på knastakselsignalet alene.
Hvis pulshjulet er beskadiget, kan motorstyringssystemet fejlagtigt genkende skaden som en manglende tand. Skaden forårsager en afvigelse i amplituden af vekselspændingen leveret af krumtapakselsensoren. Vi ser et eksempel på billederne nedenfor.
På skopbilledet ser vi det karakteristiske forløb af den manglende tand to gange (venstre i forhold til knastakselimpulsen). Til højre for knastakselimpulsen ser vi en forstyrrelse i billedet. Motorstyringen aflæser forstyrrelsen og kan derfor sprøjte ind og antænde på det forkerte tidspunkt. Når MMS'en sammenligner krumtapakselsignalet med knastakselsignalet, kan en fejl genkendes og en DTC (fejlkode) kan lagres i forhold til krumtapakselsignalet. I dette tilfælde kan krumtapakslens positionssensor være udskiftet forkert.
Den beskadigede tand på pulshjulet kan være forårsaget af arbejde på motoren, hvor man forsøgte at blokere krumtapakslen mellem pulshjulets tænder med en skruetrækker i stedet for startringen på svinghjulet.
