Tópicos:
- Introdução
- Posicionamento do sensor e da roda de pulso
- O dente perdido na roda de pulso
- Funcionamento do sensor de posição do virabrequim
- Medindo sinais com o osciloscópio
Introdução:
O sensor de posição do virabrequim (também chamado de sensor TDC ou sensor de rotação do motor) geralmente é montado na parte inferior do bloco do motor, próximo ao volante. Quando o motor está funcionando, o sensor de posição do virabrequim lê os dentes da roda de pulso ou ímãs que passam pelo elemento de medição do sensor. O sensor de posição do virabrequim produz uma mudança no campo magnético entre o sensor e a roda de pulso, uma mudança na tensão do sinal (indutivo ou Hall). A velocidade com que esses pulsos se sucedem é uma indicação da velocidade. Em algum momento, um ou dois dentes faltam na roda de pulso. O sinal resultante é para o motor dispositivo de controle do motor uma indicação da posição em que os pistões estão localizados. Isto permite que a gestão do motor determine, entre outras coisas, o ponto de injeção e o ponto de ignição. A velocidade do virabrequim também é ajustada para tacômetro enviado no painel de instrumentos.
Posicionando o sensor e a roda de pulso:
A roda de pulso (também chamada de roda de gatilho, roda de referência ou roda relutora) pode estar localizada em vários locais dentro ou sobre o motor:
- externamente na polia do virabrequim: nos motores mais antigos vemos que a polia do virabrequim, através da qual é acionada a correia em V ou multicorreia, possui dentes. Não encontramos mais esse formato de rodas de pulso externas em motores modernos;
- internamente por meio de dentes retificados no virabrequim: a roda de pulso está localizada no virabrequim na parte interna do flange do virabrequim e pode ser vista quando o cárter é desmontado;
- externamente na vedação traseira do virabrequim: um anel dentado ou anel magnético é montado na parte externa do bloco do motor, entre a parte externa do flange do virabrequim e o volante. Isto está acessível quando o volante foi desmontado.
O sensor do virabrequim está apontado para a roda de pulso. Nos motores modernos, o sensor do virabrequim geralmente está localizado na lateral do motor, próximo ao volante. As imagens abaixo mostram três locais diferentes de instalação do sensor de posição do virabrequim e da roda de pulso: dentes no virabrequim na parte interna do flange, e na parte externa do flange um anel magnético e um anel dentado.
As imagens acima mostram rodas de pulso com sensores de posição do virabrequim usados pela VAG e BMW. A versão frequentemente utilizada na VAG consiste em um cassete no qual a roda pulsante dentada também contém o alojamento da vedação do virabrequim. O anel magnético BMW foi deslizado sobre o flange do virabrequim. Ao substituir o volante, certifique-se de que este anel magnético não caia. Muitas vezes acontece que após a troca da embreagem inclusive do volante, o motor não quer mais dar partida porque o anel magnético não foi reinstalado.
O dente perdido na roda de pulso:
O sensor de posição do virabrequim mede os dentes da roda de referência, que está montada no virabrequim. O sensor de posição do virabrequim “conta” os dentes que passam e “percebe” que falta um dente a cada rotação. Com base neste dente faltante, o sistema de gerenciamento do motor sabe em que posição está o virabrequim e, portanto, também em que altura o pistão está no cilindro durante o curso de compressão.
O dente perdido está localizado no ponto onde o pistão do cilindro 1 está entre 90 e 120 graus antes do PMS. O nome “sensor TDC” está, portanto, incorreto: o sensor não mede o ponto quando o pistão está no TDC, mas a posição em que o pistão está pronto para se mover para o TDC.
Muitos motores estão equipados com uma roda de pulso 36-1 ou 60-2. Neste exemplo discutiremos a roda de pulso 36-1. Esta roda de pulso tem 36 dentes, um dos quais foi retificado. A cada rotação do virabrequim (360°), passam 36 dentes (menos os faltantes). Isto significa que a cada 10° um dente passa pelo sensor.
Na imagem vemos que o dente perdido está quase no topo. Nesta posição o motor está no PMS. O sentido de rotação é no sentido horário, portanto, 90° antes, o dente perdido havia girado além do sensor. Esta posição é o ponto de referência. Durante esta rotação de 90°, o pistão do cilindro 1 passou do PDO para o PMS.
No momento em que o dente perdido passou pelo sensor, o sensor traduziu isso em uma alteração no sinal do virabrequim, e este foi o ponto de reconhecimento (ponto de referência) para o sistema de gerenciamento do motor iniciar a injeção e/ou ignição alguns dentes depois.
Quando a rotação do motor ou a carga do motor aumenta, falamos de “pré-injeção"Ou"avanço de ignição“. Isto é possível usando o ponto de referência em 90 ou 120° para TDC. Exemplo sobre tempo de ignição:
- Em baixa velocidade e baixa carga (1000 rpm a 25 kPa) o avanço de ignição é 15°. Isto corresponde a um dente e meio antes do BDP;
- Em velocidade e carga aumentadas (3100 rpm a 60 kPa), o avanço de ignição é de aproximadamente 30°. Isto corresponde a três dentes antes do BDP.
Quando, nesta última situação, é necessário acender três dentes antes do PMS, o sistema de gestão do motor tem tempo para ligar a bobina de ignição entre 9 dentes (90°) do ponto de referência e três dentes (30°) da ignição desejada. tempo. para que a ignição seja iniciada antes que o pistão atinja o PMS.
Um sensor de posição do virabrequim envia um sinal a partir do qual o sistema de gerenciamento do motor pode deduzir que o pistão do cilindro 1 está na posição 90° de 120° antes do BDP. O que não se sabe é se o pistão está ocupado com o curso de compressão ou com o curso de exaustão.
- Um motor com apenas sensor de posição do virabrequim é equipado com bobina de ignição DIS, na qual todas as velas geram faíscas a cada rotação do virabrequim, resultando em uma "faísca desperdiçada" durante o curso do escapamento;
- Um sensor da árvore de cames é necessário para o controle individual das bobinas dos pinos e dos injetores. Com base nas informações do sensor da árvore de cames, o sistema de gestão do motor pode determinar que o cilindro 1 está ocupado com o curso de compressão e não com o curso de escape.
Com a combinação do virabrequim e do sensor do eixo de comando, são alcançados a velocidade e o controle do sistema de injeção e ignição por cilindro.
Funcionamento do sensor de posição do virabrequim:
A imagem inferior esquerda mostra as linhas do campo magnético que são criadas quando um dente do virabrequim passa pelo ímã do sensor de posição do virabrequim. O sinal do virabrequim pode ser visto na imagem inferior direita. Para cada dente perdido no virabrequim, uma distância de largura aumentada e uma amplitude de sinal aumentada podem ser observadas. O sistema de gerenciamento do motor reconhece o aumento da largura do sinal como ponto de referência, no qual o pistão está a 90° ou 120° antes do PMS.
Diagramas elétricos do sensor de posição do virabrequim:
Para medir o sensor de posição do virabrequim, primeiro consultamos o diagramas elétricos. Os diagramas abaixo são do sensor do mesmo motor (VW Golf VI).
- No diagrama VAG o sensor de posição do virabrequim possui o código de componente G28 e nos dados HGS B56);
- Os diagramas VAG possuem o código T60 na ECU com o número do pino do plugue atrás dele (T60/25) e os dados HGS a letra B (B25). Em outra parte do diagrama é indicado que o conector B é o conector de 60 pinos da ECU).
Uma tensão de alimentação de 25 volts é enviada do pino 5 da ECU para o sensor de posição do virabrequim, sensor de pressão de combustível, válvula EGR, válvula borboleta e sensor de posição de ajuste do turbo. Nem todos os componentes estão ilustrados acima. O pino 25 é, portanto, para a fonte de alimentação. Pino 53 para terra (visto no diagrama de dados HGS) e pino 52 para sinal do sensor de posição do virabrequim. Podemos medir diretamente no pino 52 do conector da ECU, ou conectamos um caixa de fuga ser capaz de medir com segurança e clareza na conexão 52 da caixa de distribuição.
Medindo sinais com o osciloscópio:
O sinal do virabrequim pode ser exibido com uma medição de dois canais em relação ao sinal do eixo de comando. Esses sinais podem ser usados para determinar se o tempo da distribuição ainda está em ordem ou se, por exemplo, o sinal do eixo de comando está atrasado em relação ao sinal do virabrequim devido a uma corrente de distribuição esticada. A imagem abaixo mostra uma medição de um sinal do virabrequim (canal A, azul) versus um sinal do eixo de comando (canal B, vermelho).
Podemos reconhecer os seguintes pontos nos sinais dos sensores do virabrequim e do eixo de comando:
- A cada rotação da árvore de cames (pontos de identificação: os dois blocos estreitos), quatro dentes faltantes da cambota passaram;
- O virabrequim gira duas rotações enquanto o eixo de comando gira uma (proporção 2:1), o que significa que a cada meia rotação do virabrequim, um dente faltante gira além do sensor.
O motor neste exemplo (VW Golf VI) está equipado com uma roda de impulso dentada com um dente faltando a cada 180 graus (meia volta). Esta roda de pulso é mostrada na imagem da seção “Posicionamento do sensor e da roda de pulso”. Se você olhar de perto, poderá identificar os dentes perdidos nesta imagem. Quando a velocidade do motor aumenta, a frequência do sinal também aumenta. Os pulsos então ficam mais próximos. A amplitude (a altura da tensão) permanece a mesma. Uma medição no mesmo motor com velocidade aumentada pode ser vista na imagem do osciloscópio abaixo:
Se houver suspeita de problemas de sincronização, os pontos de referência no sinal da manivela e do eixo de comando podem ser comparados com um sinal de amostra ou com outro motor sem problemas.
Ao marcar dois pontos, a diferença no número de dentes no sinal medido pode ser comparada com o sinal da amostra. Se o sinal do virabrequim estiver à frente do sinal do eixo de comando no sinal medido (o ponto de referência do virabrequim se desloca para a esquerda), a corrente de distribuição pode ter sido esticada.
O sinal do virabrequim acima vem de um sensor Hall. Uma moto também é possível sua equipado com um sensor indutivo. Um exemplo disso pode ser visto na medição abaixo. Com um sensor indutivo, não apenas a frequência aumenta com o aumento da velocidade (os pulsos ficam mais próximos), mas a amplitude também aumenta. A frequência é importante para a ECU determinar a velocidade. O dente perdido também é claramente visível neste sinal. A linha amarela (vindo do sensor da árvore de cames) transmite um pulso após cada segundo sinal do virabrequim. Esses sinais também podem ser comparados entre si.
Um ponto de referência também pode ser selecionado para o sinal indutivo do virabrequim, por exemplo:
- o sinal da árvore de cames cai para 0 volts;
- isso acontece dois dentes (do virabrequim) após o dente perdido.
Com um sinal de exemplo, verifica-se se também existem dois dentes entre eles. Se houver três dentes entre eles, há novamente uma anormalidade.
Possíveis falhas no sinal do sensor do virabrequim:
O sensor do virabrequim pode estar com defeito e não emitir sinal. O sistema de gerenciamento do motor não recebe um sinal de rotação do motor, o que significa que o motor não dará partida na partida. O sinal da árvore de cames pode ser captado e o motor - depois de ter reiniciado durante um longo período de tempo - pode funcionar apenas com o sinal da árvore de cames.
Se a roda de impulso estiver danificada, o sistema de gerenciamento do motor poderá reconhecer incorretamente o dano como um dente faltando. O dano provoca um desvio na amplitude da tensão alternada fornecida pelo sensor do virabrequim. Vemos um exemplo nas imagens abaixo.
Na imagem do osciloscópio vemos o curso característico do dente perdido duas vezes (à esquerda em relação ao pulso da árvore de cames). À direita do pulso da árvore de cames vemos uma perturbação na imagem. A gestão do motor lê a perturbação e pode, portanto, injetar e acender na hora errada. Quando o MMS compara o sinal da cambota com o sinal da árvore de cames, um erro pode ser reconhecido e um DTC (código de erro) pode ser armazenado em relação ao sinal da cambota. Neste caso, o sensor de posição do virabrequim pode ter sido substituído incorretamente.
O dente danificado da roda de impulso pode ter sido causado por trabalhos no motor, durante os quais foi feita uma tentativa de bloquear o virabrequim entre os dentes da roda de impulso com uma chave de fenda, em vez do anel de partida no volante.
