Сензор за положение на разпределителния вал: работа, типове, тестване и приложенията му

В днешно време, автомобилни сензори станаха много важни през годините, които помагат при наблюдение на различни проблеми на автомобили и изпращат информацията до електронния блок за управление (ECU) или шофьора на автомобила. ECU в определени ситуации прави някои корекции на конкретния компонент в зависимост от информацията, получена от автомобилния сензор. Като цяло сензорите в автомобилите наблюдават различни аспекти като температура, състояние на двигателя, охладителна система, налягане на маслото, скорост на превозното средство, нива на емисии и т.н. Има различни видове сензори използвани в автомобили като въздушен поток, удар на двигателя, скорост на двигателя, напрежение, кислород, положение на дросела, сензор за положение на разпределителния вал, MAP, въздушна възглавница, паркинг на кола, сензор за положение на коляновия вал и т.н. Тази статия разглежда преглед на датчик за положение на разпределителния вал , работата му и приложенията му.

Какво представлява сензорът за положение на разпределителния вал?

Автомобилен сензор, който се използва в автомобилен двигател за измерване на позицията и въртенето на разпределителния вал и изпраща информацията до контролния модул на двигателя на превозното средство, е известен като сензор за положение на разпределителния вал. Този сензор е известен още като фазов детектор или сензор за идентификация на цилиндър. Това е много малко и много важно магнитно устройство във всеки настоящ автомобил, защото гарантира, че двигателят на автомобила работи правилно или не.

Този сензор е разположен близо до двигателя на автомобила и може да се намери зад главата на цилиндъра или в улея на повдигача на автомобила. Сензорът за положение на разпределителния вал обикновено се намира при двигатели с осем клапана в края на главата на цилиндъра, докато той е разположен върху главата на цилиндъра при двигатели с шестнадесет клапана. The диаграма на сензора за положение на разпределителния вал е показано по-долу.

Принцип на работа

The принцип на работа на датчика за положение на разпределителния вал зависи главно от Сензор с ефект на Хол или оптичен сензор за засичане на оборотите на разпределителния вал. Сензорът с ефект на Хол отчита оборотите с помощта на магнитното поле, докато оптичният сензор отчита позицията на разпределителния вал с помощта на светлинен лъч. Сензорът за положение на разпределителния вал обикновено е с ефект на Хол или магнитен сензор . Така че работи просто чрез откриване на пътя на желязно зъбно колело, свързано с разпределителния вал, когато се върти. След като предавката премине сензора, тя произвежда сигнал и го предава на ECU. След това ECU използва тези данни, за да регулира времето за впръскване на гориво и системите за запалване.

Ако този сензор не работи правилно, той намалява работните характеристики на двигателя, намалява горивната ефективност и увеличава емисиите. Дефектният сензор за положение на разпределителния вал може да причини прекъсване на запалването на двигателя и нараняване, така че може да бъде много опасно по време на шофиране.

Функции

Основната му функция е да предостави на модула за управление на двигателя (ECM) или блока за управление на двигателя (ECU) точна информация за позицията и скоростта на разпределителния вал. Тази информация е от съществено значение за правилната работа на двигателя и различните свързани системи. Ето основните функции на сензора за положение на разпределителния вал:

Определяне на позицията на разпределителния вал:

• Основната функция на сензора за положение на разпределителния вал е да определи точното положение на разпределителния вал, докато се върти. Тази информация помага на модула за управление на двигателя (ECM) да синхронизира отварянето и затварянето на всмукателните и изпускателните клапани на двигателя със съответните позиции на буталата. Правилното синхронизиране на клапаните е от решаващо значение за ефективното изгаряне и работата на двигателя.

Оптимизиране на времето за впръскване на гориво:

• Чрез точно откриване на позицията на разпределителния вал, CMP сензорът подпомага ECM при определяне на оптималното време за впръскване на гориво. Това гарантира, че точното количество гориво се впръсква в горивната камера в точния момент, повишавайки горивната ефективност и намалявайки емисиите.

Координиране на времето за запалване:

• Сензорът за положение на разпределителния вал също играе роля в координирането на момента на запалване. ECM използва информацията за позицията на разпределителния вал, за да определи кога да задейства запалването на свещта, като гарантира, че горенето се случва в правилния момент от цикъла на двигателя.

Откриване на прекъсвания на запалването:

• Неправилно функциониращ сензор за положение на разпределителния вал може да доведе до прекъсване на запалването, при което горивото не се запалва правилно в един или повече цилиндри. Данните от сензора помагат на ECM да идентифицира и диагностицира тези прекъсвания на запалването, което позволява на системата да предприеме коригиращи действия.

Активиране на променлива синхронизация на клапаните (VVT):

• В двигатели, оборудвани със системи за променливо синхронизиране на клапаните, сензорът за положение на разпределителния вал помага да се контролира времето на отваряне и затваряне на клапаните. Това може да оптимизира работата на двигателя, мощността и горивната ефективност при различни работни условия.

Управление на производителността на двигателя:

• ECM използва данните за позицията на разпределителния вал, за да наблюдава и регулира различни параметри на двигателя, включително въздушно-горивната смес, времето на клапана и момента на запалване. Това гарантира, че двигателят работи ефективно и отговаря на стандартите за емисии.

Поддържаща безопасност на двигателя:

• В някои случаи дефектен сензор за положение на разпределителния вал може да задейства контролния модул на двигателя да влезе в „безопасен режим“, за да предотврати потенциална повреда. Това може да включва ограничаване на мощността на двигателя за защита на критичните компоненти.

Диагностика на проблеми с двигателя:

• Сензорът за положение на разпределителния вал допринася за бордовата диагностика (OBD), като предоставя ценни данни, които могат да се използват за идентифициране на проблеми и неизправности в работата на двигателя. Тези данни могат да бъдат прочетени с помощта на диагностични инструменти за отстраняване на проблеми.

Видове сензори за положение на разпределителния вал

Има три вида налични сензори за положение на разпределителния вал, магнитен тип, ефект на Хол и AC изход, които са обсъдени по-долу.

Сензор от магнитен тип

Този тип сензор за положение на разпределителния вал се идентифицира просто чрез двата проводника. Този сензор генерира собствено напрежение, променливотоков синусоидален сигнал. Този сензор може да бъде разположен в разпределителя или над разпределителния вал. Когато този сензор е близо до разпределителния вал, към който е свързано устройство с постоянен магнит, тогава всеки път, когато магнитът преминава през сензора и генерира магнитно поле и полученият импулс може да бъде предаден към ECM за по-нататъшна обработка.

Сензор за разпределителен вал с ефект на Хол

Този вид сензор на разпределителния вал включва три проводника, като първият проводник се използва за захранване, следващият проводник е за GND и последният проводник е за сигнала за напрежение, който се изпраща към компютъра. Този сензор е разположен на разпределителния вал или в разпределителя. Този сензор има екран през слот и магнит, поставен над вала. След като екранът на този сензор се премести между сензора и магнита, тогава този сензор ще бъде включен и изключен. Ако този екран има плътна зона пред сензора, тогава напрежението на обратната връзка може да бъде прекъснато, тъй като магнитното поле се разделя.

AC изходен сензор

AC изходен сензор е специален вид сензор, използван за генериране на сигнал за AC напрежение като изход. Модулът за управление на двигателя в автомобила произвежда изключително висока честота за възбудителната бобина и която е разположена близо до въртящия се диск.

Този въртящ се диск е разположен в края на разпределителния вал и има прорез с него. След като този процеп премине през бобината, тогава той ще бъде възбуден чрез взаимна индукция и сигнал, показващ позицията на първия цилиндър, се предава към контролния модул на двигателя. Този тип сензори често се наблюдават в двигателите на Vauxhall ecoTEC.

Схема на свързване на сензора за положение на разпределителния вал

Сензорът за положение на разпределителния вал обикновено се използва за определяне на позицията на двигателя на разпределителния вал и промяната му в електронен сигнал, след което той изпраща до ECU на автомобила. Тази позиция на сензора се предлага с различни схеми на свързване като двужилни и трижилни. Схемата на свързване на трипроводния сензор за положение на разпределителния вал е показана по-долу.

3-проводният сензор за положение на разпределителния вал включва три проводника; проводник за референтно напрежение, сигнален проводник и заземяване. Тези три проводника са просто свързани към електронния контролен блок. Този сензор получава източник на захранване от ECU, GND на този сензор се взема от електронния блок за управление и накрая кабелът за сигнал за напрежение преминава от сензора на разпределителния вал към електронния блок за управление.

Трипроводен сензор за разпределителен вал има магнит и стоманен материал като германий и транзистор. След като обект се приближи много близо до този сензор, неговият магнитен поток ще се промени, като по този начин напрежението се генерира в материала и се усилва през транзистора и се предава на ECU.

Интерфейс на сензора за положение на разпределителния вал с микроконтролер (Arduino или PIC):

Има различни видове сензори за разпределителен вал, както видяхме по-горе. Всеки идва със свои собствени типове изход. При свързването на сензор на разпределителен вал с микроконтролера трябва да се имат предвид следните точки.

1. Разберете изхода на сензора:

Определете вида на сигнала, който произвежда вашият сензор за положение на разпределителния вал. Може да е цифров сигнал (ВКЛ./ИЗКЛ.), аналогово напрежение или PWM (широчинно-импулсна модулация) сигнал. В случай на

• Сензори за ефект на Хол:

• • • Изходен тип е: Дигитален
    • Описание: Сензорите с ефект на Хол откриват промени в магнитното поле. Те обикновено предоставят цифров сигнал, който превключва между ВИСОКО и НИСКО състояние, докато разпределителният вал се върти, показвайки позицията на разпределителния вал.

• Оптични сензори:

• • • Типът на изхода е: Цифрови (обикновено)
    • Описание: Оптичните сензори използват светлина, за да открият позицията на разпределителния вал. Те често предоставят цифров сигнал с импулси, които представят позицията на разпределителния вал.
• Магнитни сензори (сензори с променливо съпротивление):
  • • Изходен тип: Променлива (аналогова)
    • Описание: Магнитните сензори генерират подобен на аналогов сигнал за напрежение, който варира при въртенето на разпределителния вал. Амплитудата на сигнала се променя с позицията на разпределителния вал.

2. Изберете входни щифтове:

На микроконтролера изберете цифровите или аналоговите щифтове, които ще използвате за свързване към сензора за положение на разпределителния вал. Уверете се, че тези щифтове са съвместими с изходния сигнал на сензора и     нивата на напрежение.

1. Електрически инсталации: Свържете изхода на сензора за положение на разпределителния вал към избраните входни щифтове на микроконтролера. Използвайте подходящи делители на напрежение или превключватели на ниво, ако е необходимо, за да гарантирате, че нивата на напрежение на сензора са съвместими с микроконтролера.

1. Захранване: Осигурете необходимото захранване на сензора за положение на разпределителния вал. Това може да включва свързване на сензора към подходящ източник на напрежение (напр. 5V) и свързване на неговата маса (GND) към масата на микроконтролера.

1. Прочетете данните от сензора: Напишете код на езика за програмиране, поддържан от вашия микроконтролер (напр. C/C++, Python и др.), за да прочетете сигнала от сензора. Използвайте функциите digitalRead() или analogRead(), ако е необходимо.

6. Обработка на данните: В зависимост от типа на сензора може да се наложи допълнителна обработка на данните от сензора. Например, ако използвате цифров сензор, можете директно да използвате състоянието му за вашето            приложение. Ако използвате аналогов сензор, може да се наложи да преобразувате аналоговото напрежение в значима стойност.

Код на интерфейса на сензора на разпределителния вал към микроконтролера:

#include< Arduino.h>

const int sensorPin = 2; // Заменете с действителния пин номер

int сензорна стойност = 0;

void setup() {

pinMode(sensorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

сензорна стойност = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

забавяне (1000); // Забавяне за 1 секунда

}

Симптоми на сензора за положение на разпределителния вал

Когато сензорът на буталото на разпределителния вал не работи, могат да възникнат редица проблеми. Така че има някои предупредителни симптоми, които се появяват, преди този сензор да се повреди напълно и двигателят на автомобила да се изключи.

Уверете се, че светлината на двигателя свети

Лампата на двигателя светва, ако сензорът за положение на разпределителния вал спре да работи. След като тази лампа светне, трябва незабавно да спрете автомобила. Ако не му обърнете внимание, това ще причини сериозни щети на двигателя на автомобила.

Проблеми със запалването

След като започне някакъв проблем със сензора, тогава сигналът, който се предава към двигателя на колата, също не работи. Така че предаваният сигнал е много слаб и няма да позволи на колата да запали, тъй като няма да има трептене от системата за запалване.

Горивната ефективност е лоша

Ако превозното средство не осигурява достатъчно гориво за двигателя на автомобила, тогава сензорът може да предостави грешна информация на ECM, в противен случай горивните инжектори могат да се отворят за много дълго време. Така че това ще накара двигателя да не работи много ефективно, ще причини почукване на двигателя и може да причини много сериозни наранявания.

Превключването на трансмисията е лошо

Ако сензорът за положение на разпределителния вал е грешен, тогава автомобилите с автоматични трансмисии ще се сблъскат с някои проблеми при смяна на скоростите на автомобила. Така че трябва да изключите двигателя на колата си, да останете малко и да стартирате отново двигателя. В допълнение, данните, получени чрез ECM от лош сензор, избягват работата на соленоида за превключване и превключването на скоростите на автомобила, което е известно като Limp Mode и помага за защита на двигателя на автомобила от повреда чрез намаляване на скоростта на двигателя.

Заглушаване на двигателя

След като двигателят на автомобила спре или спре по време на шофиране поради недостатъчно подаване на гориво към двигателя от горивните инжектори, двигателят може да спре и колата да се повреди.

Разходът на гориво е висок

Дефектният сензор може да повлияе негативно на икономията на гориво, което означава, че двигателят на автомобила консумира повече гориво. Този проблем е много рядък, въпреки че не можем да го пренебрегнем и се нуждае от незабавна подмяна или ремонт на сензора.

Лошо ускорение

Лошото ускорение се дължи на лош сензор за положение на разпределителния вал. След като този сензор спре да работи, автомобилът няма да ускори много бързо. След като се появи лошо ускорение, това води до пръскане на колата ви, липса на мощност, ниска скорост, спиране или дори спиране.

Прекъсване на запалването на двигателя

Сигналът от сензора е необходим за работа на горивните инжектори и двигатели. Ако този сензор се повреди, това може да доведе до прекъсване на запалването на двигателя и да предизвика вибрации, когато ускорява.

Миризма на газ

Дефектен сензор може да изхвърли неизгоряло гориво индиректно в изпускателната система на автомобила. Така че това не само засяга икономията на гориво, но също така причинява черен дим и причинява ясна миризма, която е изключително опасна за хората.

Груб празен ход

Повредата на сензора може да причини груба работа на празен ход на двигателя на автомобила. След като сензорът се повреди, това се случва поради асинхронно горене в цилиндъра.

Как да тествате сензор за положение на разпределителния вал с помощта на мултицет

Тестването на сензора за положение на разпределителния вал е много важно за проверка на правилното му функциониране. Тези сензори могат да бъдат засегнати от много неизправности, които могат да повлияят на повредата на сензора или неговата неравномерна работа. Така че точната диагностика на сензора е много важен тест. Тестването на сензора за положение на разпределителния вал е възможно с помощта на мултиметър или осцилоскоп. Така че тестването на сензор за положение на разпределителния вал с мултицет е много лесно и по-бързо.

За да тествате този сензор с помощта на мултицет, е важно да измерите напрежението на сензора, което се произвежда на неговия сигнален проводник. Тук данните, които се получават, зависят главно от вида на сензора и превозното средство. Освен това, в зависимост от типа на сензора, те имат различни щифтове, тъй като индуктивен или магнитен тип сензор на разпределителния вал включва два проводника, докато сензор тип ефект на Хол включва три проводника.

Преди да започнете теста на сензора с помощта на мултиметър, трябва да поставите кутията в неутрално положение или в паркинг, да намерите колата на ръчната спирачка и да отделите горивната система, като просто издърпате джъмпера на горивната помпа от блока с предпазители, за да избегнете двигателя стартиране.

Тестване на 3-проводен сензор за положение на разпределителния вал

За да тествате трижични сензори за положение на разпределителния вал, трябва да зададете режим DC волт на мултиметъра и да отделите конектора на сензора.

• Първо, червената цветна сонда на мултиметъра трябва да бъде свързана към захранващия кабел, а черната цветна сонда към минуса на батерията;
• След това за няколко секунди опитайте да стартирате двигателя на автомобила.
• Сега отчитането на напрежението трябва да бъде около 5 волта на мултиметъра.
• За да видите дали минусовият проводник на конектора на сензора е непокътнат и дали е накъсо, прикрепете червената пръчка към него и дръжте черната над отрицателния извод на батерията.
• Сега трябва да стартирате двигателя на автомобила отново, отчитането на напрежението трябва да бъде 0,1 или 0,2 V на екрана на мултиметъра.
• Същият процес трябва да бъде тестван само от сигналния проводник, сега напрежението на екрана на мултиметъра трябва да се промени от 0 – 5 волта, ако сензорът е добър.
• Сега, без да стартирате двигателя на автомобила и само при включено запалване, измерете напрежението между плюсовите и сигналните контакти, то трябва да е минимум 90% от захранващото напрежение.

Как да сменим сензора на разпределителния вал?

За да смените този сензор, трябва да следвате следните стъпки.

• Първо трябва да отделим отрицателния кабел на батерията.
• Трябва да поставите този сензор обикновено отпред, отзад или отгоре на двигателя на автомобила и той вероятно ще има свързан 2 до 3-жилен конектор.
• След като го откриете, тогава трябва да освободите езичето над сензора, за да отделите проводниците от сензора на разпределителния вал.
• Без никакво забавяне свалете монтажния болт, който е свързан към сензора на разпределителния вал към двигателя на автомобила.
• Издърпайте изтощения сензор чрез леко завъртане.
• След като бъде свързан нов сензор, трябва да нанесете малко двигателно масло върху О-пръстена на сензора.
• Настройте новия сензор и го защитете чрез монтажните болтове.
• Отново свържете правилно съединителя на проводника към сензора на разпределителния вал.
• Най-накрая свържете отново отрицателния извод на батерията.
• След това направете пробно шофиране, за да разберете дали сензорът за положение на разпределителния вал работи или не.

Приложения

The използва сензор за положение на разпределителния вал включват следното.

• Сензорът на разпределителния вал позволява на управлението на двигателя да реши точното местоположение на задвижването на коляновия вал.
• Този сензор проследява въртенето на разпределителния вал, като се фокусира върху това дали клапаните са отворени или затворени.
• Този сензор се използва в автомобилен двигател за измерване на позицията и оборотите на разпределителния вал,
• Те се използват в рамките на BLDC двигатели или използвани в автомобилите.
• Този сензор се използва в някои двигатели Vauxhall ECOTEC.

По този начин, това е преглед на сензора за положение на разпределителния вал , работата му и приложенията му. Това е електронен компонент, използван за събиране на информация за скоростта на въртене и позиционирането на разпределителния вал. Той предава данните към електронния блок за управление на автомобила, така че да задава времето за системите за запалване и впръскване на гориво. Има много причини за повреда на сензора на разпределителния вал, като вътрешно късо съединение, механична повреда, счупване в колелото на енкодера и прекъсване на връзката с CU (контролен блок). Ето един въпрос към вас, какво е датчик за положение на коляновия вал?