Aiheet:
- esittely
- Anturin ja pulssipyörän sijoitus
- Puuttuva hammas pulssipyörästä
- Kampiakselin asentotunnistimen toiminta
- Signaalien mittaaminen oskilloskoopilla
Esipuhe:
Kampiakselin asentoanturi (kutsutaan myös TDC-anturiksi tai moottorin nopeusanturiksi) asennetaan yleensä moottorilohkon pohjalle vauhtipyörän lähelle. Kun moottori on käynnissä, kampiakselin asentoanturi lukee pulssipyörän hampaat tai magneetit, jotka liikkuvat anturin mittauselementin ohi. Kampiakselin asentoanturi tuottaa muutoksen anturin ja pulssipyörän väliseen magneettikenttään, signaalin jännitteen muutoksen (induktiivinen tai Hall). Nopeus, jolla nämä pulssit seuraavat toisiaan, on osoitus nopeudesta. Jossain vaiheessa pulssipyörästä puuttuu yksi tai kaksi hammasta. Tuloksena oleva signaali on moottorille moottorin ohjauslaite osoitus asennosta, jossa männät sijaitsevat. Näin moottorin hallinta voi määrittää muun muassa ruiskutus- ja sytytysajoituksen. Kampiakselin nopeus on myös säädetty kierroslukumittari lähetetään mittaristossa.
Anturin ja pulssipyörän sijoittaminen:
Pulssipyörä (kutsutaan myös liipaisupyöräksi, referenssipyöräksi tai reluktoripyöräksi) voi sijaita eri paikoissa moottorissa tai sen päällä:
- ulkoisesti kampiakselin hihnapyörällä: vanhemmissa moottoreissa nähdään, että kampiakselin hihnapyörässä, jonka läpi kiilahihna tai monihihna ajetaan, on hampaita. Emme enää kohtaa tämän muotoisia ulkoisia pulssipyöriä nykyaikaisissa moottoreissa;
- sisäisesti kampiakselin hiottujen hampaiden avulla: pulssipyörä sijaitsee kampiakselilla kampiakselin laipan sisäpuolella ja näkyy, kun öljypohja on irrotettu;
- ulkoisesti takakampiakselin tiivisteessä: hammasrengas tai magneettirengas on asennettu moottorilohkon ulkopuolelle, kampiakselin laipan ulkopinnan ja vauhtipyörän väliin. Tämä on käytettävissä, kun vauhtipyörä on purettu.
Kampiakselin anturi on suunnattu pulssipyörää kohti. Nykyaikaisissa moottoreissa kampiakselin anturi sijaitsee usein moottorin sivulla lähellä vauhtipyörää. Alla olevissa kuvissa näkyy kampiakselin asentotunnistimen ja pulssipyörän kolme eri asennuspaikkaa: kampiakselin hampaat laipan sisäpuolella ja laipan ulkopuolella magneettirengas ja hammasrengas.
Yllä olevissa kuvissa näkyy VAG:n ja BMW:n käyttämät pulssipyörät kampiakselin asentoantureilla. VAG:lla usein käytetty versio koostuu kasetista, jossa hammastettu pulssipyörä sisältää myös kampiakselin tiivisteen kotelon. BMW:n magneettirengas on liu'utettu kampiakselin laipan päälle. Kun vaihdat vauhtipyörää, varmista, että tämä magneettirengas ei putoa. Usein käy niin, että kytkimen ja vauhtipyörän vaihdon jälkeen moottori ei enää halua käynnistyä, koska magneettirengasta ei ole asennettu takaisin.
Puuttuva hammas pulssipyörästä:
Kampiakselin asentoanturi mittaa kampiakselille asennetun referenssipyörän hampaita. Kampiakselin asentoanturi "laskee" ohi kulkevat hampaat ja "huomaa", että hammas puuttuu joka kierroksella. Tämän puuttuvan hampaan perusteella moottorinhallintajärjestelmä tietää, missä asennossa kampiakseli on ja siten myös millä korkeudella mäntä on sylinterissä puristustahdin aikana.
Puuttuva hammas sijaitsee kohdassa, jossa sylinterin 1 mäntä on 90-120 astetta ennen TDC:tä. Nimi "TDC sensor" on siksi virheellinen: anturi ei mittaa pistettä, kun mäntä on TDC:ssä, vaan asentoa, jossa mäntä on valmis siirtymään TDC:hen.
Monet moottorit on varustettu 36-1- tai 60-2-pulssipyörällä. Tässä esimerkissä käsittelemme 36-1 pulssipyörää. Tässä pulssipyörässä on 36 hammasta, joista yksi on hiottu pois. Jokaisella kampiakselin kierroksella (360°) menee ohi 36 (miinus puuttuvat) hammasta. Tämä tarkoittaa, että joka 10° yksi hammas kulkee anturin ohi.
Kuvassa näemme, että puuttuva hammas on melkein ylhäällä. Tässä asennossa moottori on TDC:ssä. Pyörimissuunta on myötäpäivään, joten 90° aiemmin puuttuva hammas oli kiertynyt anturin ohi. Tämä asema on vertailupiste. Tämän 90° pyörimisen aikana sylinterin 1 mäntä on siirtynyt ODP:stä TDC:hen.
Sillä hetkellä, kun puuttuva hammas ohitti anturin, anturi muutti tämän muutokseksi kampiakselin signaalissa, ja tämä oli tunnistuspiste (vertailupiste), jonka moottorin hallintajärjestelmä aloitti ruiskutuksen ja/tai sytytyksen muutaman hampaan myöhemmin.
Kun moottorin nopeus tai moottorin kuormitus kasvaa, puhumme "esiinjektio"Tai"sytytysennakko". Tämä on mahdollista käyttämällä vertailupistettä 90 tai 120° TDC:lle. Esimerkki sytytyksen ajoituksesta:
- Pienellä nopeudella ja pienellä kuormituksella (1000 rpm 25 kPa:lla) sytytyksen eteneminen on 15 °. Tämä vastaa puolitoista hammasta ennen BDP:tä;
- Suuremmalla nopeudella ja suuremmalla kuormalla (3100 rpm 60 kPa:lla) sytytyksen eteneminen on noin 30 °. Tämä vastaa kolme hammasta ennen BDP:tä.
Kun jälkimmäisessä tilanteessa kolme hammasta ennen TDC:tä on sytytettävä, moottorin ohjausjärjestelmällä on aikaa kytkeä sytytyspuola päälle 9 hampaasta (90°) vertailupisteestä ja kolmen hampaan (30°) välillä halutusta sytytyskohdasta. niin, että sytytys käynnistyy ennen kuin mäntä saavuttaa TDC:n.
Kampiakselin asentotunnistin lähettää signaalin, josta moottorin ohjausjärjestelmä voi päätellä, että sylinterin 1 mäntä on asennossa 90° ja 120° ennen BDP:tä. Ei tiedetä, onko mäntä varattu puristustahdilla vai pakotahdilla.
- Moottori, jossa on vain kampiakselin asentoanturi, on varustettu DIS-sytytyspuolalla, jossa kaikki sytytystulpat synnyttävät kipinöitä jokaisella kampiakselin kierroksella, mikä johtaa "hukkaan kipinään" pakotahdin aikana;
- Nokka-akselin anturi tarvitaan tappikäämien ja injektorien yksilölliseen ohjaukseen. Nokka-akselin anturin tietojen perusteella moottorin ohjausjärjestelmä voi määrittää, että sylinteri 1 on varattu puristustahdilla eikä pakotahdilla.
Kampiakselin ja nokka-akselin anturin yhdistelmällä saavutetaan ruiskutus- ja sytytysjärjestelmän nopeus ja ohjaus sylinterikohtaisesti.
Kampiakselin asentoanturin toiminta:
Vasemmassa alakulmassa näkyvät magneettikenttäviivat, jotka syntyvät, kun kampiakselin hammas liikkuu kampiakselin asentotunnistimen magneetin ohi. Kampiakselin signaali näkyy oikeassa alakulmassa. Jokaisen kampiakselin puuttuvan hampaan kohdalla voidaan nähdä leveämpi etäisyys ja lisääntynyt signaalin amplitudi. Moottorinohjausjärjestelmä tunnistaa signaalin leveyden viitepisteeksi, jossa mäntä on 90° tai 120° kulmassa ennen TDC:tä.
Kampiakselin asentoanturin sähkökaaviot:
Kampiakselin asentoanturin mittaamiseksi otamme ensin yhteyttä sähkökaaviot. Alla olevat kaaviot ovat saman moottorin (VW Golf VI) anturista.
- VAG-kaaviossa kampiakselin asentotunnistimen komponenttikoodi on G28 ja HGS-tiedoissa B56);
- VAG-kaavioissa ECU:ssa on koodi T60 ja sen takana olevan pistokkeen PIN-numero (T60/25) ja HGS-tiedot kirjaimella B (B25). Muualla kaaviossa todetaan, että liitin B on ECU:n 60-nastainen liitin).
ECU:n nastasta 25 lähetetään 5 voltin syöttöjännite kampiakselin asentoanturiin, polttoaineen paineanturiin, EGR-venttiiliin, kaasuventtiiliin ja turbon säätöasentoanturiin. Kaikki komponentit eivät ole yllä olevassa kuvassa. Pin 25 on siis tarkoitettu virtalähteelle. Nasta 53 maadoitukseen (näkyy HGS-tietokaaviossa) ja nasta 52 kampiakselin asentoanturin signaalille. Voimme mitata suoraan ECU-liittimen nastasta 52 tai kytkemme sellaisen purkautumislaatikko pystyä mittaamaan turvallisesti ja selkeästi irrotuslaatikon liitännässä 52.
Signaalien mittaaminen oskilloskoopilla:
Kampiakselin signaali voidaan näyttää kaksikanavaisella mittauksella suhteessa nokka-akselin signaaliin. Näillä signaaleilla voidaan määrittää, onko jaon ajoitus edelleen kunnossa, vai onko esimerkiksi nokka-akselin signaali jäljessä kampiakselin signaalista venyneen ajoitusketjun vuoksi. Alla oleva kuva näyttää kampiakselin signaalin (kanava A, sininen) ja nokka-akselin signaalin (kanava B, punainen) mittauksen.
Voimme tunnistaa seuraavat kohdat kampiakselin ja nokka-akselin antureiden signaaleista:
- Jokainen nokka-akselin kierros (tunnistepisteet: kaksi kapeaa lohkoa) on ohitettu neljä kampiakselin puuttuvaa hammasta;
- Kampiakseli pyörii kaksi kierrosta nokka-akselin pyöriessä yhden (suhde 2:1), mikä tarkoittaa, että jokaisella kampiakselin puolikierroksella yksi puuttuva hammas kääntyy anturin ohi.
Tämän esimerkin moottori (VW Golf VI) on varustettu hammastetulla pulssipyörällä, josta puuttuu hammas 180 asteen välein (puoli kierrosta). Tämä pulssipyörä näkyy kuvassa osiossa "Anturin ja pulssipyörän sijoittaminen". Jos katsot tarkasti, voit havaita puuttuvat hampaat tästä kuvasta. Kun moottorin nopeutta nostetaan, myös signaalin taajuus kasvaa. Sitten pulssit lähentyvät toisiaan. Amplitudi (jännitteen korkeus) pysyy samana. Saman moottorin mittaus suuremmalla nopeudella näkyy alla olevassa kuvassa:
Jos epäillään ajoitusongelmia, kampi- ja nokka-akselisignaalin vertailupisteitä voidaan verrata ilman ongelmia näytesignaaliin tai toiseen moottoriin.
Merkitsemällä kaksi pistettä voidaan mitatun signaalin hampaiden lukumäärän eroa verrata näytesignaaliin. Jos kampiakselin signaali on mitatussa signaalissa nokka-akselin signaalia edellä (kampiakselin vertailupiste siirtyy vasemmalle), jakoketju on voinut olla venynyt.
Yllä oleva kampiakselin signaali on Hall-anturista. Myös moottoripyörä on mahdollista zijn varustettu induktiivisella anturilla. Esimerkki tästä näkyy alla olevasta mittauksesta. Induktiivisen anturin avulla taajuus ei vain kasva nopeuden kasvaessa (pulssit lähentyvät toisiaan), vaan myös amplitudi kasvaa. Taajuus on tärkeä ECU:lle nopeuden määrittämisessä. Myös puuttuva hammas näkyy selvästi tässä signaalissa. Keltainen viiva (tulee nokka-akselin anturista) lähettää pulssin jokaisen toisen kampiakselisignaalin jälkeen. Näitä signaaleja voidaan myös verrata keskenään.
Induktiivisen kampiakselin signaalille voidaan myös valita vertailupiste, esim.
- nokka-akselin signaali putoaa 0 volttiin;
- tämä tapahtuu kaksi (kampiakselin) hammasta puuttuvan hampaan jälkeen.
Esimerkkisignaalilla tarkistetaan, onko välissä myös kaksi hammasta. Jos välissä on kolme hammasta, kyseessä on jälleen poikkeavuus.
Mahdolliset viat kampiakselin anturin signaalissa:
Kampiakselin anturi saattaa olla viallinen eikä anna signaalia. Moottorinohjausjärjestelmä ei vastaanota moottorin nopeussignaalia, mikä tarkoittaa, että moottori ei käynnisty käynnistyksen yhteydessä. Nokka-akselin signaali voidaan poimia ja moottori - pitkän uudelleenkäynnistyksen jälkeen - voi toimia pelkällä nokka-akselisignaalilla.
Jos pulssipyörä on vaurioitunut, moottorin ohjausjärjestelmä voi virheellisesti tunnistaa vaurion puuttuvana hampana. Vahinko aiheuttaa poikkeaman kampiakselin anturin tuottaman vaihtojännitteen amplitudissa. Näemme esimerkin alla olevissa kuvissa.
Skooppikuvassa näemme puuttuvan hampaan ominaiskulkua kahdesti (vasemmalla suhteessa nokka-akselin pulssiin). Nokka-akselin pulssin oikealla puolella näemme kuvassa häiriön. Moottorin hallinta lukee häiriön ja voi siksi ruiskuttaa ja syttyä väärään aikaan. Kun MMS vertaa kampiakselin signaalia nokka-akselin signaaliin, virhe voidaan tunnistaa ja DTC (virhekoodi) voidaan tallentaa suhteessa kampiakselin signaaliin. Tässä tapauksessa kampiakselin asentotunnistin voi olla vaihdettu väärin.
Pulssipyörän vaurioitunut hammas on saattanut johtua moottorityöstä, jonka aikana kampiakselia yritettiin tukkia pulssipyörän hampaiden väliin ruuvimeisselillä vauhtipyörän käynnistysrenkaan sijaan.
Aiheeseen liittyvät sivut:
