Jaką funkcję pełni czujnik wału korbowego pojazdu?
Czujnik wału korbowego (znany również jako czujnik prędkości obrotowej silnika) jest kluczowym czujnikiem elektronicznego układu sterowania silnikiem. Służy głównie do pomiaru położenia wału korbowego, sygnału z górnego martwego punktu tłoka oraz prędkości obrotowej silnika, a także przesyła sygnały do sterownika silnika (ECU) w celu sterowania zapłonem i czasem wtrysku paliwa. Czujnik ten jest zazwyczaj montowany na przednim końcu wału korbowego, na przednim końcu wałka rozrządu, na kole zamachowym lub na rozdzielaczu. Musi on współpracować z czujnikiem położenia wałka rozrządu.
Ze względu na zasadę działania, można je podzielić na trzy typy: impuls magnetyczny, sygnał Halla i fotoelektryczny: Impuls magnetyczny generuje sygnał sinusoidalny poprzez wyzwolenie zmiany pola magnetycznego za pomocą dysku sygnałowego. Sygnał Halla generuje sygnał prostokątny za pomocą ostrza wyzwalającego. Sygnał fotoelektryczny generuje napięcie impulsowe za pomocą transmisji przez otwór świetlny. Sygnał Halla wymaga zewnętrznego zasilania 5 V, a sygnał fotoelektryczny jest podatny na pogorszenie dokładności sygnału z powodu zanieczyszczenia olejem. Typowe usterki obejmują zakłócenia sygnału spowodowane starzeniem się okablowania oraz trudności z uruchomieniem z powodu zabrudzonego czujnika. Nietypowe sytuacje mogą spowodować zapalenie się kontrolki usterki silnika i spowodować niewystarczającą moc lub brak możliwości uruchomienia. Współczesna technologia wykazuje tendencję ewolucyjną od sygnałów analogowych do detekcji cyfrowej.
Zasada wykrywania czujnika położenia wału korbowego typu impulsu magnetycznego
Czujnik położenia wału korbowego typu impuls magnetyczny firmy Nissan
Ten czujnik położenia wału korbowego jest zainstalowany za kołem pasowym na przednim końcu wału korbowego. Na tylnym końcu koła pasowego znajduje się cienka okrągła tarcza z drobnymi zębami (służąca do generowania sygnałów, zwana tarczą sygnałową), która jest zainstalowana razem z kołem pasowym wału korbowego na wale korbowym i obraca się wraz z wałem korbowym. Na zewnętrznej krawędzi tarczy sygnałowej znajduje się ząb co 4° wzdłuż obwodu. Jest w sumie 90 zębów, a 3 występy są rozmieszczone co 120°, co daje łącznie 3. Skrzynka czujnika zainstalowana na krawędzi tarczy sygnałowej jest generatorem sygnału, który wytwarza sygnał elektryczny. Generator sygnału ma 3 głowice magnetyczne nawinięte wokół magnesu trwałego na cewce indukcyjnej, gdzie głowica magnetyczna ② generuje sygnał 120°, a głowice magnetyczne ① i ③ wspólnie generują sygnał kąta wału korbowego 1°. Głowica magnetyczna ② jest skierowana w stronę występu 120° tarczy sygnałowej, głowice magnetyczne ① i ③ są skierowane w stronę pierścienia zębatego tarczy sygnałowej, z przesunięciem fazowym w stosunku do kąta położenia wału korbowego. Generator sygnału posiada obwody wzmacniania i kształtowania sygnału oraz zewnętrzne złącze czterootworowe, przy czym otwór „1” to linia wyjściowa sygnału 120°, otwór „2” to linia zasilająca dla obwodu wzmacniania i kształtowania sygnału, otwór „3” to linia wyjściowa sygnału 1°, a otwór „4” to linia masy. Poprzez to złącze sygnał generowany przez czujnik położenia wału korbowego jest przesyłany do sterownika silnika (ECU).
Gdy silnik się obraca, zęby i występy tarczy sygnałowej powodują zmianę pola magnetycznego przechodzącego przez cewkę indukcyjną, generując w ten sposób zmienną siłę elektromotoryczną w cewce indukcyjnej. Po przefiltrowaniu i ukształtowaniu staje się ona sygnałem impulsowym. Po jednym obrocie silnika głowica magnetyczna ② generuje 3 sygnały impulsowe 120°, a głowice magnetyczne ① i ③ generują po 90 sygnałów impulsowych (naprzemiennie). Ponieważ głowice magnetyczne ① i ③ są zainstalowane w odstępie kąta wału korbowego wynoszącym 3° i każda generuje sygnał impulsowy co 4°, różnica faz między sygnałami impulsowymi generowanymi przez głowice magnetyczne ① i ③ wynosi dokładnie 90°. Te dwa sygnały impulsowe są przesyłane do układu wzmacniającego i kształtującego sygnał w celu syntezy, a następnie generowany jest sygnał kąta wału korbowego wynoszący 1°.
Głowica magnetyczna ② generująca sygnał 120° jest zamontowana 70° przed górnym martwym punktem, więc jej sygnał można również nazywać sygnałem 70° przed górnym martwym punktem, co oznacza, że podczas pracy silnika głowica magnetyczna ② generuje sygnał impulsowy w górnym martwym punkcie każdego cylindra.
Czujnik położenia wału korbowego typu impuls magnetyczny firmy Toyota
System TCCS firmy Toyota instaluje w rozdzielaczu zapłonu czujnik położenia wału korbowego z impulsem magnetycznym. Czujnik jest podzielony na część górną i dolną. Część górna generuje sygnał G, a część dolna sygnał Ne. Obie te części wykorzystują wirnik z obracającymi się zębami, aby wywołać zmianę strumienia magnetycznego cewki indukcyjnej generatora sygnału, generując w ten sposób przemienną indukowaną siłę elektromotoryczną w cewce indukcyjnej, która jest następnie wzmacniana i przesyłana do sterownika silnika (ECU).
Sygnał Ne to sygnał do wykrywania kąta wału korbowego i prędkości obrotowej silnika, równoważny sygnałowi 1° z magnetycznego czujnika położenia wału korbowego firmy Nissan. Sygnał ten jest generowany przez wirnik (rotor rozrządu N0,2) zamocowany w dolnej części z 24 równomiernie rozstawionymi zębami i sąsiadującą cewką czujnikową.
Gdy wirnik obraca się, szczelina powietrzna między zębami a częścią kołnierzową (głowicą magnetyczną) cewki czujnikowej ulega zmianie, powodując zmianę pola magnetycznego przechodzącego przez cewkę czujnikową i generując indukowaną siłę elektromotoryczną. Gdy zęby zbliżają się do głowicy magnetycznej i oddalają od niej, następuje zmiana wzrostu i spadku strumienia magnetycznego, tak że każdy ząb generuje pełny sygnał napięcia przemiennego w cewce czujnikowej podczas przechodzenia przez głowicę magnetyczną. Wirnik rozrządu N0.2 ma 24 zęby, więc gdy wirnik wykonuje jeden pełny obrót (tj. wał korbowy obraca się o 720°), cewka czujnikowa generuje 24 sygnały napięcia przemiennego. Jeden impuls sygnału Ne w cyklu odpowiada 30° obrotu wału korbowego (720° ÷ 24 = 30°). Bardziej precyzyjne wykrywanie kąta uzyskuje się poprzez podzielenie 30° czasu obrotu przez ECU na 30 równych części, generując w ten sposób sygnał obrotu wału korbowego o 1°. Podobnie, prędkość obrotowa silnika jest mierzona przez sterownik silnika (ECU) na podstawie czasu upływającego między dwoma impulsami sygnału Ne (obrót wału korbowego o 60°). Sygnał G służy do identyfikacji cylindrów i wykrywania górnego martwego punktu tłoka, co odpowiada sygnałowi 120° z magnetycznego czujnika położenia wału korbowego Nissana. Sygnał G jest generowany przez wirnik kołnierzowy (wirnik rozrządu nr 1) umieszczony nad generatorem Ne i jego dwiema symetrycznymi cewkami pomiarowymi (cewką pomiarową G1 i cewką pomiarową G2). Zasada generowania sygnału jest taka sama jak w przypadku sygnału Ne. Sygnał G jest również wykorzystywany jako sygnał odniesienia do obliczania kąta obrotu wału korbowego.
Sygnały G1 i G2 odpowiednio wykrywają górny martwy punkt 6. i 1. cylindra. Ze względu na położenie generatora sygnałów G1 i G2, w momencie generowania sygnałów G1 i G2 tłok nie znajduje się dokładnie w górnym martwym punkcie (BTDC), lecz 10° przed nim.
Wykrywanie impulsu magnetycznego czujnika położenia wału korbowego
Aby zilustrować metodę wykrywania, weźmy na przykład czujnik położenia wału korbowego wykorzystujący impuls magnetyczny, stosowany w elektronicznym układzie sterowania silnikiem 2JZ-GE w sedanie Crown 3.0.
Sprawdzenie rezystancji czujnika położenia wału korbowego
Wyłącz zapłon, odłącz złącze czujnika położenia wału korbowego i zmierz wartości rezystancji między zaciskami czujnika położenia wału korbowego za pomocą multimetru o odpowiednim ustawieniu rezystancji (Tabela 1). Jeśli wartości rezystancji nie mieszczą się w podanym zakresie, należy wymienić czujnik położenia wału korbowego.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, czytaj dalej inne artykuły na tej stronie!
Jeśli potrzebujesz takich produktów, skontaktuj się z nami.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. jest zobowiązana do sprzedaży MG&MAXUSczęści samochodowe mile widziane kupić.
