Предмети:
- Вступ
- Позиціонування датчика та імпульсного колеса
- Відсутній зубець в пульсовому колесі
- Робота датчика положення коленвала
- Вимірювання сигналів за допомогою осцилографа
Вступ:
Датчик положення колінчастого вала (також званий датчиком ВМТ або датчиком частоти обертання двигуна) зазвичай встановлюється в нижній частині блоку двигуна біля маховика. Коли двигун працює, датчик положення колінчастого вала зчитує зубці імпульсного колеса або магніти, які рухаються повз вимірювальний елемент датчика. Датчик положення колінчастого вала виробляє зміну магнітного поля між датчиком і імпульсним колесом, зміну напруги сигналу (індуктивного або Холла). Швидкість, з якою ці імпульси слідують один за одним, є показником швидкості. У певний момент один або два зубці відсутні в пульсовому колесі. Результуючий сигнал для двигуна пристрій керування двигуном вказівка положення, в якому розташовані поршні. Це дозволяє системі керування двигуном визначати, серед іншого, час упорскування та момент запалювання. Частота обертання колінчастого вала також регулюється відповідно до тахометр надіслано в комбінацію приладів.
Розташування датчика та імпульсного колеса:
Імпульсне колесо (також зване пусковим колесом, контрольним колесом або редукторним колесом) може бути розташоване в різних місцях у або на двигуні:
- зовні на шківі колінчастого вала: у старих двигунах ми бачимо, що шків колінчастого вала, через який приводиться в рух клиновий або багатоременний ремінь, має зуби. Ми більше не зустрічаємо таку форму зовнішніх імпульсних коліс у сучасних двигунах;
- всередині за допомогою шліфованих зубів на колінчастому валу: імпульсне колесо розташоване на колінчастому валу з внутрішньої сторони фланця колінчастого вала і його можна побачити, коли піддон масляного масла демонтовано;
- зовні на задньому ущільненні колінчастого вала: зубчасте кільце або магнітне кільце встановлено на зовнішній стороні блоку двигуна, між зовнішньою частиною фланця колінчастого вала та маховиком. Це доступно, коли маховик був розібраний.
Датчик колінчастого вала спрямований у бік імпульсного колеса. У сучасних двигунах датчик колінчастого вала часто розташовується збоку від двигуна біля маховика. На зображеннях нижче показано три різні місця встановлення датчика положення колінчастого вала та імпульсного колеса: зуби на колінчастому валу на внутрішній стороні фланця, а на зовнішній стороні фланця — магнітне кільце та зубчасте кільце.
На зображеннях вище показані імпульсні колеса з датчиками положення колінчастого вала, які використовуються VAG і BMW. Версія, яка часто використовується VAG, складається з касети, в якій зубчасте імпульсне колесо також містить корпус ущільнення колінчастого вала. Магнітне кільце BMW надіте на фланець колінчастого вала. При заміні маховика стежте, щоб це магнітне кільце не випало. Часто буває так, що після заміни зчеплення включно з маховиком двигун більше не хоче запускатися через те, що магнітне кільце не було перевстановлено.
Відсутній зубець у пульсовому колесі:
Датчик положення колінчастого вала вимірює зуби на опорному колесі, яке встановлено на колінчастому валу. Датчик положення колінчастого вала «підраховує» зуби, які проходять повз, і «помічає» відсутність зуба при кожному оберті. На основі цього відсутнього зубця система управління двигуном знає, в якому положенні знаходиться колінчастий вал, а отже, і на якій висоті знаходиться поршень у циліндрі під час такту стиснення.
Відсутній зубець розташований у точці, де поршень циліндра 1 знаходиться між 90 і 120 градусами перед ВМТ. Тому назва «датчик ВМТ» є неправильною: датчик вимірює не точку, коли поршень знаходиться у ВМТ, а положення, в якому поршень готовий рухатися до ВМТ.
Багато двигунів оснащені імпульсним колесом 36-1 або 60-2. У цьому прикладі ми обговоримо імпульсне колесо 36-1. Це імпульсне колесо має 36 зубців, один із яких відточений. При кожному обертанні колінчастого вала (360°) проходить 36 (за мінусом відсутніх) зубів. Це означає, що кожні 10° один зубець проходить повз датчик.
На знімку ми бачимо, що відсутній зуб майже вгорі. У цьому положенні двигун знаходиться у ВМТ. Напрямок обертання – за годинниковою стрілкою, тому на 90° раніше відсутній зуб повернувся повз датчик. Ця позиція є точкою відліку. Під час обертання на 90° поршень циліндра 1 перемістився від ODP до ВМТ.
У той момент, коли відсутній зуб проходив повз датчик, датчик перетворював це на зміну сигналу колінчастого вала, і це було точкою розпізнавання (точкою відліку) для системи керування двигуном, щоб почати вприскування та/або запалювання кількома зубцями пізніше.
Коли оберти двигуна або навантаження на двигун зростають, ми говоримо про «попередній впорскування"Або"випередження запалювання“. Це можливо за допомогою контрольної точки 90 або 120° для ВМТ. Приклад моменту запалювання:
- При низькій швидкості та низькому навантаженні (1000 об/хв при 25 кПа) випередження запалювання становить 15 °. Це відповідає півтора зуба перед БПР;
- При підвищеній частоті обертання і підвищеному навантаженні (3100 об/хв при 60 кПа) випередження запалювання становить приблизно 30 °. Це відповідає три зуба перед БДП.
Коли в останній ситуації потрібно запалити три зубця перед ВМТ, система керування двигуном має час, щоб увімкнути котушку запалювання між 9 зубцями (90°) від базової точки та трьома зубцями (30°) від потрібного запалювання так, щоб запалювання почалося до того, як поршень досягне ВМТ.
Датчик положення колінчастого вала посилає сигнал, за яким система керування двигуном може визначити, що поршень циліндра 1 знаходиться в положенні 90° з 120° перед БДП. Невідомо, чи поршень зайнятий тактом стиснення чи тактом випуску.
- Двигун лише з датчиком положення колінчастого вала оснащений котушкою запалювання DIS, у якій усі свічки запалювання генерують іскри при кожному обертанні колінчастого вала, що призводить до «марної іскри» під час такту випуску;
- Датчик розподільного вала необхідний для індивідуального контролю котушок і форсунок. На основі інформації від датчика розподільного валу система керування двигуном може визначити, що циліндр 1 зайнятий тактом стиснення, а не тактом випуску.
Завдяки поєднанню датчиків колінчастого та розподільного валу досягається швидкість і контроль системи впорскування та запалювання на циліндр.
Робота датчика положення коленвала:
На нижньому лівому зображенні показано лінії магнітного поля, які виникають, коли зуб колінчастого вала рухається повз магніт датчика положення колінчастого вала. Сигнал колінчастого вала можна побачити на нижньому правому зображенні. Для кожного відсутнього зуба на колінчастому валу можна побачити збільшену відстань ширини та збільшену амплітуду сигналу. Система керування двигуном розпізнає збільшену ширину в сигналі як контрольну точку, у якій поршень знаходиться на 90° або 120° перед ВМТ.
Електричні схеми датчика положення коленвала:
Щоб виміряти датчик положення колінчастого вала, спочатку проконсультуйтеся з електричні схеми. На схемах нижче показаний датчик того ж двигуна (VW Golf VI).
- На схемі VAG датчик положення колінчастого вала має код компонента G28, а в даних HGS B56);
- Схеми VAG мають код T60 на ECU з номером контакту штекера за ним (T60/25) і дані HGS буквою B (B25). В іншому місці схеми вказано, що роз’єм B є 60-контактним роз’ємом на ECU).
Напруга живлення 25 вольт надходить від контакту 5 на ECU до датчика положення колінчастого вала, датчика тиску палива, клапана EGR, дросельної заслінки та датчика положення турборегулювання. Не всі компоненти зображені вище. Таким чином, контакт 25 призначений для джерела живлення. Контакт 53 для маси (видно на діаграмі даних HGS) і контакт 52 для сигналу від датчика положення колінчастого вала. Ми можемо вимірювати безпосередньо на контакті 52 у роз’ємі ECU або підключаємо його блок розриву щоб мати можливість безпечно та чітко вимірювати у з’єднанні 52 розподільної коробки.
Вимірювання сигналів за допомогою осцилографа:
Сигнал колінчастого вала можна відобразити за допомогою двоканального вимірювання по відношенню до сигналу розподільного вала. Ці сигнали можна використовувати для визначення того, чи синхронізація розподілу все ще в порядку, чи, наприклад, сигнал розподільного валу відстає від сигналу колінчастого валу через розтягнутий ланцюг синхронізації. На зображенні нижче показано вимірювання сигналу колінчастого вала (канал A, синій) у порівнянні з сигналом розподільного вала (канал B, червоний).
У сигналах датчиків коленвала і распредвала можна розпізнати наступні моменти:
- При кожному обертанні розподільного вала (точки ідентифікації: два вузьких блоки) пройшли чотири відсутні зуби колінчастого вала;
- Колінчастий вал обертається на два оберти, коли розподільний вал обертається на один (співвідношення 2:1), що означає, що за кожний півоберт колінчастого вала один відсутній зуб обертається повз датчик.
Двигун у цьому прикладі (VW Golf VI) оснащений зубчастим імпульсним колесом із відсутнім зубом кожні 180 градусів (півобороту). Це імпульсне колесо показано на зображенні в розділі «Розташування датчика та імпульсного колеса». Якщо придивитися уважніше, то можна помітити на цьому зображенні відсутні зуби. Коли швидкість двигуна збільшується, частота сигналу також збільшується. Тоді імпульси стають ближче один до одного. Амплітуда (висота напруги) залишається незмінною. Вимірювання на тому ж двигуні зі збільшеною швидкістю можна побачити на зображенні приладу нижче:
Якщо є підозри на проблеми з синхронізацією, опорні точки в сигналі колінчастого та розподільного валу можна без проблем порівняти із зразком сигналу або з іншим двигуном.
Позначивши дві точки, різницю в кількості зубців у виміряному сигналі можна порівняти з сигналом зразка. Якщо сигнал колінчастого вала випереджає сигнал розподільного вала у виміряному сигналі (точка відліку колінчастого вала зміщується вліво), можливо, ланцюг ГРМ розтягнувся.
Наведений вище сигнал колінчастого вала надходить від датчика Холла. Також можливий мотоцикл його оснащений індуктивним датчиком. Приклад цього можна побачити на наведеному нижче вимірюванні. З індуктивним датчиком не тільки частота збільшується зі збільшенням швидкості (імпульси стають ближче один до одного), але також збільшується амплітуда. Частота важлива для ECU для визначення швидкості. У цьому сигналі також чітко видно відсутній зуб. Жовта лінія (від датчика розподільного вала) передає імпульс після кожного другого сигналу коленвала. Ці сигнали також можна порівнювати між собою.
Для індуктивного сигналу колінчастого вала також можна вибрати контрольну точку, наприклад:
- сигнал розподільного валу падає до 0 вольт;
- це відбувається через два (колінчастого) зуба після відсутнього зуба.
За прикладом сигналу перевіряється, чи є також два зуби між ними. Якщо між ними є три зуби, то це знову аномалія.
Можливі несправності в сигналі датчика коленвала:
Можливо, датчик колінчастого вала несправний і не подає сигнал. Система керування двигуном не отримує сигнал про швидкість двигуна, що означає, що двигун не запускається під час запуску. Сигнал розподільного вала може бути вловлений, і двигун - після перезапуску протягом тривалого часу - може працювати лише на сигналі розподільного вала.
Якщо імпульсне колесо пошкоджено, система керування двигуном може неправильно розпізнати пошкодження як відсутність зуба. Пошкодження викликає відхилення в амплітуді змінної напруги, що видається датчиком колінчастого вала. Ми бачимо приклад на зображеннях нижче.
На зображенні об’єкта ми двічі бачимо характерний хід відсутнього зуба (ліворуч відносно імпульсу розподільного вала). Праворуч від імпульсу розподільного вала ми бачимо збурення на зображенні. Керівництво двигуном зчитує збої і тому може впорскувати та запалювати в невідповідний момент. Коли MMS порівнює сигнал колінчастого вала з сигналом розподільного вала, можна розпізнати помилку та зберегти DTC (код помилки) стосовно сигналу колінчастого вала. В цьому випадку датчик положення коленвала може бути замінений неправильно.
Пошкодження зуба на імпульсному колесі могло бути викликано роботами на двигуні, під час яких викруткою намагалися заблокувати колінчастий вал між зубцями імпульсного колеса, а не кільце стартера на маховику.
