Emner:
- introduksjon
- Plassering av sensor og pulshjul
- Den manglende tannen i pulshjulet
- Betjening av veivakselposisjonssensoren
- Måle signaler med oscilloskopet
Forord:
Veivakselposisjonssensoren (også kalt TDC-sensoren eller motorhastighetssensoren) er vanligvis montert på bunnen av motorblokken nær svinghjulet. Når motoren går, leser veivakselposisjonssensoren av pulshjultennene eller magnetene som beveger seg forbi sensorens måleelement. Veivakselposisjonssensoren produserer en endring i magnetfeltet mellom sensoren og pulshjulet, en endring i signalspenningen (induktiv eller Hall). Hastigheten som disse pulsene følger hverandre med er en indikasjon på hastigheten. På et tidspunkt mangler en eller to tenner fra pulshjulet. Det resulterende signalet er for motoren motorkontrollanordning en indikasjon på posisjonen som stemplene er plassert i. Dette gjør at motorstyringen kan bestemme blant annet innsprøytningstidspunktet og tenningstidspunktet. Veivakselhastigheten er også justert til turteller sendes i instrumentgruppen.
Plassering av sensor og pulshjul:
Pulshjulet (også kalt triggerhjulet, referansehjulet eller reluctorhjulet) kan være plassert på forskjellige steder i eller på motoren:
- utvendig på veivakselskiven: i eldre motorer ser vi at veivakselskiven, som kileremmen eller multiremmen drives gjennom, har tenner. Vi møter ikke lenger denne formen på eksterne pulshjul i moderne motorer;
- innvendig ved hjelp av slipte tenner på veivakselen: pulshjulet er plassert på veivakselen på innsiden av veivakselflensen og kan sees når oljepannen er demontert;
- utvendig ved bakre veivakselpakning: en tannring eller magnetring er montert på utsiden av motorblokken, mellom utsiden av veivakselflensen og svinghjulet. Denne er tilgjengelig når svinghjulet er demontert.
Veivakselsensoren peker mot pulshjulet. I moderne motorer er veivakselsensoren ofte plassert på siden av motoren nær svinghjulet. Bildene nedenfor viser tre forskjellige installasjonsplasseringer av veivakselposisjonssensoren og pulshjulet: tenner på veivakselen på innsiden av flensen, og på utsiden av flensen en magnetisk ring og tannring.
Bildene over viser pulshjul med veivakselposisjonssensorer brukt av VAG og BMW. Versjonen som ofte brukes av VAG består av en kassett der det tannede pulshjulet også inneholder huset til veivakseltetningen. BMW-magnetringen er sklidd over veivakselflensen. Når du bytter svinghjul, pass på at denne magnetringen ikke faller ut. Det skjer ofte at etter å ha byttet ut clutchen inkludert svinghjulet, vil ikke motoren lenger starte fordi den magnetiske ringen ikke er montert på nytt.
Den manglende tannen i pulshjulet:
Veivakselposisjonssensoren måler tennene på referansehjulet, som er montert på veivakselen. Veivakselposisjonssensoren "teller" tennene som passerer og "merker" at en tann mangler i hver omdreining. Basert på denne manglende tannen vet motorstyringssystemet i hvilken posisjon veivakselen er, og derfor også i hvilken høyde stempelet er i sylinderen under kompresjonsslaget.
Den manglende tannen er plassert på punktet der sylinder 1-stempelet er mellom 90 og 120 grader før TDC. Navnet "TDC-sensor" er derfor feil: sensoren måler ikke punktet når stempelet er på TDC, men posisjonen som stempelet er klart til å flytte til TDC.
Mange motorer er utstyrt med et 36-1 eller et 60-2 pulshjul. I dette eksemplet vil vi diskutere 36-1 pulshjulet. Dette pulshjulet har 36 tenner, hvorav en er slipt vekk. For hver veivakselrotasjon (360°), går 36 (minus de manglende) tenner forbi. Dette betyr at hver 10° passerer én tann forbi sensoren.
På bildet ser vi at den manglende tannen er nesten øverst. I denne posisjonen er motoren hos TDC. Rotasjonsretningen er med klokken, så 90° tidligere hadde den manglende tannen rotert forbi sensoren. Denne posisjonen er referansepunktet. Under denne 90° rotasjonen har stempelet til sylinder 1 flyttet seg fra ODP til TDC.
I det øyeblikket den manglende tannen passerte sensoren, oversatte sensoren dette til en endring i veivakselsignalet, og dette var gjenkjenningspunktet (referansepunktet) for motorstyringssystemet for å starte innsprøyting og/eller tenning noen tenner senere.
Når motorhastigheten eller belastningen på motoren øker, snakker vi om "pre-injeksjon"Eller"fremdrift av tenningen". Dette er mulig ved å bruke referansepunktet ved 90 eller 120° for TDC. Eksempel på tenningstidspunkt:
- Ved lav hastighet og lav belastning (1000 rpm ved 25 kPa) er tenningsfremgangen 15 °. Dette tilsvarer en og en halv tenner før BDP;
- Ved økt hastighet og økt belastning (3100 rpm ved 60 kPa), er tenningsfremgangen ca. 30 °. Dette tilsvarer tre tenner før BDP.
Når det i sistnevnte situasjon må tennes tre tenner før TDC, har motorstyringssystemet tid til å slå på tennspolen mellom 9 tenner (90°) fra referansepunktet og tre tenner (30°) fra ønsket tenning tid slik at tenning settes i gang før stempelet når TDC.
En veivakselposisjonssensor sender et signal hvorfra motorstyringssystemet kan utlede at stempelet til sylinder 1 er i posisjon 90° eller 120° før BDP. Det man ikke vet er om stempelet er opptatt med kompresjonsslaget eller eksosslaget.
- En motor med kun en veivakselposisjonssensor er utstyrt med en DIS-tenningsspole, der alle tennplugger genererer gnister ved hver veivakselrotasjon, noe som resulterer i en "bortkastet gnist" under eksosslaget;
- En kamakselsensor er nødvendig for individuell kontroll av stiftspoler og injektorer. Basert på informasjonen fra kamakselsensoren kan motorstyringssystemet fastslå at sylinder 1 er opptatt med kompresjonsslaget og ikke med eksosslaget.
Med kombinasjonen av veivaksel- og kamakselsensor oppnås hastighet og kontroll av innsprøytnings- og tenningssystemet per sylinder.
Betjening av veivakselposisjonssensoren:
Bildet nederst til venstre viser magnetfeltlinjene som skapes når en veivakseltann beveger seg forbi veivakselposisjonssensormagneten. Veivakselsignalet kan sees i bildet nederst til høyre. For hver manglende tann på veivakselen kan man se en økt breddeavstand og en økt amplitude på signalet. Motorstyringssystemet gjenkjenner den økte bredden i signalet som et referansepunkt, hvor stempelet er 90° eller 120° før TDC.
Elektriske diagrammer for veivakselposisjonssensor:
For å måle veivakselposisjonssensoren, konsulterer vi først elektriske diagrammer. Diagrammene nedenfor viser sensoren til samme motor (VW Golf VI).
- I VAG-diagrammet har veivakselposisjonssensoren komponentkoden G28 og i HGS-data B56);
- VAG-diagrammene har koden T60 på ECU med pin-nummeret til pluggen bak (T60/25) og HGS viser bokstaven B (B25). Et annet sted i diagrammet står det at kontakt B er 60 pins kontakten på ECU).
En forsyningsspenning på 25 volt sendes fra pinne 5 på ECU til veivakselposisjonssensor, drivstofftrykksensor, EGR-ventil, gassventil og turbojusteringsposisjonssensor. Ikke alle komponentene er avbildet ovenfor. Pin 25 er derfor for strømforsyningen. Pinne 53 for jord (sett i HGS-datadiagrammet) og pinne 52 for signalet fra veivakselposisjonssensoren. Vi kan måle direkte på pinne 52 i ECU-kontakten, eller vi kobler til en breakout boks for å kunne måle sikkert og oversiktlig i kobling 52 på bryterboksen.
Måle signaler med oscilloskopet:
Veivakselsignalet kan vises med en to-kanals måling i forhold til kamakselsignalet. Disse signalene kan brukes til å bestemme om timingen av fordelingen fortsatt er i orden, eller om for eksempel kamakselsignalet henger etter veivakselsignalet på grunn av en strukket timingkjede. Bildet nedenfor viser en måling av et veivakselsignal (kanal A, blått) versus et kamakselsignal (kanal B, rød).
Vi kan gjenkjenne følgende punkter i signalene fra veivaksel- og kamakselsensorene:
- Hver kamakselrotasjon (identifikasjonspunkter: de to smale blokkene) har fire manglende tenner på veivakselen passert;
- Veivakselen går to omdreininger mens kamakselen går én (forhold 2:1), noe som betyr at hver halve rotasjon av veivakselen går en manglende tann forbi sensoren.
Motoren i dette eksemplet (VW Golf VI) er utstyrt med et tannet pulshjul med en manglende tann hver 180 grader (en halv omdreining). Dette pulshjulet er vist på bildet i avsnittet "Plassering av sensor og pulshjul". Hvis du ser nøye etter, kan du se de manglende tennene på dette bildet. Når hastigheten på motoren økes, øker også frekvensen til signalet. Pulsene blir da nærmere hverandre. Amplituden (høyden på spenningen) forblir den samme. En måling på samme motor med økt hastighet kan sees i scope-bildet nedenfor:
Ved mistanke om tidsproblemer kan referansepunkter i veiv- og kamakselsignalet sammenlignes med et prøvesignal eller med en annen motor uten problemer.
Ved å markere to punkter kan forskjellen i antall tenner i det målte signalet sammenlignes med prøvesignalet. Hvis veivakselsignalet er foran kamakselsignalet i det målte signalet (referansepunktet til veivakselen skifter til venstre), kan timingkjeden ha blitt strukket.
Veivakselsignalet ovenfor er fra en hallsensor. En motorsykkel er også mulig zijn utstyrt med en induktiv sensor. Et eksempel på dette kan sees i målingen nedenfor. Med en induktiv sensor øker ikke bare frekvensen med økt hastighet (pulsene blir nærmere hverandre), men amplituden øker også. Frekvensen er viktig for ECU for å bestemme hastigheten. Den manglende tannen er også godt synlig i dette signalet. Den gule linjen (som kommer fra kamakselsensoren) sender en puls etter hvert andre veivakselsignal. Disse signalene kan også sammenlignes med hverandre.
Et referansepunkt kan også velges for det induktive veivakselsignalet, f.eks.
- kamakselsignalet faller til 0 volt;
- dette skjer to (veivaksel) tenner etter den manglende tannen.
Med et eksempelsignal sjekker man om det også er to tenner i mellom. Hvis det er tre tenner i mellom, er det igjen en abnormitet.
Mulige feil i veivakselsensorsignalet:
Veivakselsensoren kan være defekt og ikke avgi et signal. Motorstyringssystemet mottar ikke et motorturtallssignal, noe som betyr at motoren ikke vil starte ved start. Kamakselsignalet kan bli fanget opp og motoren - etter langvarig omstart - kan kjøre på kamakselsignalet alene.
Hvis pulshjulet er skadet, kan motorstyringssystemet feilaktig gjenkjenne skaden som en manglende tann. Skaden forårsaker et avvik i amplituden til vekselspenningen levert av veivakselsensoren. Vi ser et eksempel på bildene nedenfor.
På skopbildet ser vi det karakteristiske forløpet til den manglende tannen to ganger (venstre i forhold til kamakselpulsen). Til høyre for kamakselpulsen ser vi en forstyrrelse i bildet. Motorstyringen leser av forstyrrelsen og kan derfor injisere og antennes til feil tid. Når MMS-en sammenligner veivakselsignalet med kamakselsignalet, kan en feil gjenkjennes og en DTC (feilkode) kan lagres i forhold til veivakselsignalet. I dette tilfellet kan veivakselposisjonssensoren være feil skiftet.
Den skadede tannen på pulshjulet kan ha vært forårsaket av arbeid på motoren, hvor det ble forsøkt å blokkere veivakselen mellom tennene på pulshjulet med en skrutrekker, i stedet for startringen på svinghjulet.
