Thiết bị và nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí trục khuỷu
nội dung
Để nâng cao hiệu quả, tính kinh tế và thân thiện với môi trường của phương tiện giao thông hiện đại, các nhà sản xuất ô tô đang trang bị cho ô tô số lượng ngày càng nhiều các thiết bị điện tử. Nguyên nhân là do các bộ phận cơ khí chịu trách nhiệm hình thành tia lửa điện trong xi lanh, vốn được trang bị trên những chiếc xe cũ, đáng chú ý là không ổn định. Ngay cả một sự ôxy hóa nhẹ của các điểm tiếp xúc cũng có thể dẫn đến việc chiếc xe chỉ đơn giản là dừng khởi động, thậm chí không có lý do rõ ràng.
Ngoài nhược điểm này, các thiết bị cơ khí không cho phép tinh chỉnh bộ nguồn. Một ví dụ về điều này là hệ thống đánh lửa tiếp xúc, được mô tả chi tiết. đây... Yếu tố quan trọng trong đó là một bộ ngắt phân phối cơ khí (đọc về thiết bị phân phối trong một bài đánh giá khác). Mặc dù với sự bảo dưỡng thích hợp và thời điểm đánh lửa chính xác, cơ chế này đã cung cấp tia lửa điện kịp thời cho bugi, với sự ra đời của bộ tăng áp, nó không còn hoạt động hiệu quả nữa.
Là một phiên bản cải tiến, các kỹ sư đã phát triển hệ thống đánh lửa không tiếp xúc, trong cùng một nhà phân phối đã được sử dụng, chỉ có một cảm biến cảm ứng được lắp đặt trong đó thay vì một cầu dao cơ học. Nhờ đó, có thể đạt được độ ổn định cao hơn khi hình thành xung điện áp cao, nhưng những nhược điểm còn lại của SZ vẫn chưa được loại bỏ, vì một bộ phân phối cơ khí vẫn được sử dụng trong đó.
Để loại bỏ tất cả các nhược điểm liên quan đến hoạt động của các phần tử cơ khí, một hệ thống đánh lửa hiện đại hơn đã được phát triển - điện tử (nó được mô tả về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó đây). Yếu tố quan trọng trong một hệ thống như vậy là cảm biến vị trí trục khuỷu.
Hãy xem xét nó là gì, nguyên lý hoạt động của nó là gì, nó chịu trách nhiệm gì, cách xác định sự cố của nó và sự cố của nó là gì.
DPKV là gì
Cảm biến vị trí trục khuỷu được lắp trong bất kỳ động cơ phun nào chạy bằng xăng hoặc khí. Các động cơ diesel hiện đại cũng được trang bị phần tử tương tự. Chỉ trong trường hợp này, trên cơ sở các chỉ số của nó, thời điểm phun nhiên liệu diesel được xác định, chứ không phải nguồn cung cấp tia lửa, vì động cơ diesel hoạt động theo một nguyên lý khác (so sánh hai loại động cơ này là đây).
Cảm biến này ghi lại thời điểm các piston của xi lanh thứ nhất và thứ tư sẽ ở vị trí mong muốn (tâm chết trên và dưới). Nó tạo ra các xung đi đến bộ phận điều khiển điện tử. Từ các tín hiệu này, bộ vi xử lý xác định trục khuỷu quay ở tốc độ nào.
Thông tin này được ECU cần để hiệu chỉnh SPL. Như đã biết, tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của động cơ mà yêu cầu đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu hòa khí vào các thời điểm khác nhau. Trong hệ thống đánh lửa tiếp xúc và không tiếp xúc, công việc này được thực hiện bởi bộ điều chỉnh ly tâm và chân không. Trong hệ thống điện tử, quá trình này được thực hiện bởi các thuật toán của khối điều khiển điện tử phù hợp với phần sụn do nhà sản xuất cài đặt.
Đối với động cơ diesel, tín hiệu từ DPKV giúp ECU điều khiển việc phun nhiên liệu diesel vào từng xi lanh riêng lẻ. Nếu cơ cấu phân phối khí được trang bị bộ dịch pha, thì trên cơ sở xung từ cảm biến, điện tử sẽ thay đổi góc quay của cơ cấu. thay đổi thời gian van... Những tín hiệu này cũng cần thiết để điều chỉnh hoạt động của chất hấp phụ (chi tiết về hệ thống này được mô tả đây).
Tùy thuộc vào kiểu xe và loại hệ thống trên xe, các thiết bị điện tử có thể điều chỉnh thành phần của hỗn hợp nhiên liệu không khí. Điều này cho phép động cơ chạy hiệu quả hơn trong khi sử dụng ít nhiên liệu hơn.
Bất kỳ động cơ đốt trong hiện đại nào sẽ không hoạt động, vì DPKV chịu trách nhiệm về các chỉ số, nếu không có thiết bị điện tử sẽ không thể xác định thời điểm cung cấp tia lửa điện hoặc phun nhiên liệu diesel. Còn bộ nguồn bộ chế hòa khí thì không cần cảm biến này. Lý do là quá trình hình thành VTS được điều chỉnh bởi chính bộ chế hòa khí (đọc về sự khác biệt giữa động cơ phun và bộ chế hòa khí riêng). Hơn nữa, thành phần của MTC không phụ thuộc vào các chế độ hoạt động của thiết bị. Điện tử cho phép bạn thay đổi mức độ làm giàu của hỗn hợp tùy thuộc vào tải trên động cơ đốt trong.
Một số người lái xe tin rằng DPKV và cảm biến đặt gần trục cam là hai thiết bị giống hệt nhau. Trong thực tế, điều này là xa trường hợp. Thiết bị đầu tiên cố định vị trí của trục khuỷu, và thiết bị thứ hai - trục cam. Trong trường hợp thứ hai, cảm biến phát hiện vị trí góc của trục cam để các thiết bị điện tử cung cấp hoạt động chính xác hơn của hệ thống phun nhiên liệu và đánh lửa. Cả hai cảm biến hoạt động cùng nhau, nhưng nếu không có cảm biến trục khuỷu, động cơ sẽ không khởi động.
Thiết bị cảm biến vị trí trục khuỷu
Thiết kế cảm biến có thể khác nhau giữa các loại xe, nhưng các yếu tố chính là giống nhau. DPKV bao gồm:
- Nam châm vĩnh cửu;
- Nhà ở;
- Lõi từ tính;
- Dây quấn điện từ.
Để phần tiếp xúc giữa dây và các phần tử cảm biến không biến mất, tất cả chúng đều nằm bên trong vỏ, được làm đầy bằng một loại nhựa hợp chất. Thiết bị được kết nối với hệ thống trên bo mạch thông qua đầu nối nam / nữ tiêu chuẩn. Trong thân thiết bị có các vấu để cố định ở nơi làm việc.
Cảm biến luôn hoạt động song song với một yếu tố nữa, mặc dù yếu tố đó không được bao gồm trong thiết kế của nó. Đây là một ròng rọc có răng. Giữa lõi từ và các răng của puli có một khe hở nhỏ.
Cảm biến trục khuỷu ở đâu
Vì cảm biến này phát hiện vị trí của trục khuỷu, nên nó phải ở gần bộ phận này của động cơ. Ròng rọc có răng được lắp trên chính trục hoặc bánh đà (ngoài ra, về lý do tại sao cần có bánh đà và những sửa đổi nào có, nó được mô tả riêng).
Cảm biến được cố định bất động trên khối xi lanh bằng cách sử dụng một giá đỡ đặc biệt. Không có vị trí nào khác cho cảm biến này. Nếu không, nó sẽ không thể đối phó với chức năng của nó. Bây giờ chúng ta hãy xem xét các chức năng chính của cảm biến.
Chức năng của cảm biến trục khuỷu là gì?
Như đã đề cập, về mặt cấu trúc, các cảm biến vị trí trục khuỷu có thể khác nhau, nhưng chức năng chính của tất cả chúng là giống nhau - để xác định thời điểm mà hệ thống đánh lửa và phun nên được kích hoạt.
Nguyên tắc hoạt động sẽ khác nhau một chút tùy thuộc vào loại cảm biến. Cách sửa đổi phổ biến nhất là cảm ứng hoặc từ tính. Thiết bị hoạt động như sau.
Đĩa tham chiếu (hay còn gọi là ròng rọc có răng) được trang bị 60 răng. Tuy nhiên, trong một phần của bộ phận, thiếu hai yếu tố. Chính khe hở này là điểm tham chiếu mà tại đó một vòng quay hoàn toàn của trục khuỷu được ghi lại. Trong quá trình quay của ròng rọc, các răng của nó luân phiên đi qua trong vùng từ trường của cảm biến. Ngay sau khi một khe lớn không có răng đi ngang qua khu vực này, một xung được tạo ra trong đó, xung này được đưa qua các dây dẫn đến bộ phận điều khiển.
Bộ vi xử lý của hệ thống trên bo mạch được lập trình cho các chỉ số khác nhau của các xung này, theo đó các thuật toán tương ứng được kích hoạt và thiết bị điện tử kích hoạt hệ thống mong muốn hoặc điều chỉnh hoạt động của nó.
Ngoài ra còn có các sửa đổi khác của đĩa tham chiếu, số lượng răng trong đó có thể khác nhau. Ví dụ, một số động cơ diesel sử dụng một đĩa chủ với một bánh răng bỏ qua kép.
Các loại cảm biến
Nếu chúng ta chia tất cả các cảm biến thành các loại, thì sẽ có ba trong số chúng. Mỗi loại cảm biến có nguyên lý hoạt động riêng:
- Cảm biến cảm ứng hoặc từ tính... Có lẽ đây là sửa đổi đơn giản nhất. Công việc của nó không yêu cầu kết nối với mạch điện, vì nó độc lập tạo ra các xung do cảm ứng từ. Do sự đơn giản của thiết kế và tài nguyên công việc lớn, một DPKV như vậy sẽ có giá thành thấp. Trong số những nhược điểm của việc sửa đổi như vậy, điều đáng nói là thiết bị rất nhạy cảm với bụi bẩn của ròng rọc. Không được có các phần tử lạ, chẳng hạn như màng dầu, giữa phần tử từ tính và các răng. Ngoài ra, đối với hiệu quả của việc hình thành xung điện từ, ròng rọc cần quay nhanh.
- Cảm biến Hall... Mặc dù thiết bị phức tạp hơn, những DPKV như vậy khá đáng tin cậy và cũng có nguồn tài nguyên lớn. Thông tin chi tiết về thiết bị và cách nó hoạt động được mô tả trong một bài báo khác... Nhân tiện, một số cảm biến có thể được sử dụng trên xe hơi hoạt động theo nguyên tắc này và chúng sẽ chịu trách nhiệm về các thông số khác nhau. Để cảm biến hoạt động, nó phải được cấp nguồn. Sửa đổi này hiếm khi được sử dụng để khóa vị trí trục khuỷu.
- Cảm biến quang học... Sửa đổi này được trang bị một nguồn sáng và bộ thu. Thiết bị như sau. Các răng ròng rọc chạy giữa đèn LED và điốt quang. Trong quá trình quay của đĩa tham chiếu, chùm sáng đi vào hoặc làm gián đoạn việc cung cấp cho bộ dò ánh sáng. Trong điốt quang, các xung được tạo ra dựa trên tác động của ánh sáng, được đưa đến ECU. Do sự phức tạp của thiết bị và lỗ hổng, sửa đổi này cũng hiếm khi được cài đặt trên máy.
Các triệu chứng trục trặc
Khi một số phần tử điện tử của động cơ hoặc một hệ thống liên kết với nó bị lỗi, thiết bị bắt đầu hoạt động không chính xác. Ví dụ: nó có thể troit (để biết chi tiết về lý do tại sao hiệu ứng này xuất hiện, hãy đọc đây), nó không ổn định để nhàn rỗi, khởi động với khó khăn lớn, v.v. Nhưng nếu DPKV không hoạt động, động cơ đốt trong sẽ không khởi động được.
Cảm biến như vậy không có bất kỳ trục trặc nào. Nó hoạt động hoặc nó không. Tình huống duy nhất mà thiết bị có thể hoạt động trở lại là quá trình oxy hóa tiếp xúc. Trong trường hợp này, một tín hiệu được tạo ra trong cảm biến, nhưng đầu ra của nó không xảy ra do thực tế là mạch điện bị hỏng. Trong các trường hợp khác, một cảm biến bị lỗi sẽ chỉ có một triệu chứng - động cơ sẽ ngừng hoạt động và không khởi động được.
Nếu cảm biến trục khuỷu không hoạt động, bộ phận điều khiển điện tử sẽ không ghi lại tín hiệu từ nó và biểu tượng động cơ hoặc dòng chữ "Kiểm tra động cơ" sẽ sáng trên bảng đồng hồ. Sự cố của cảm biến được phát hiện trong quá trình quay của trục khuỷu. Bộ vi xử lý ngừng ghi các xung động từ cảm biến nên không hiểu lúc nào cần ra lệnh cho kim phun và cuộn dây đánh lửa.
Có một số lý do dẫn đến việc hỏng cảm biến. Đây là một số trong số chúng:
- Sự phá hủy kết cấu trong quá trình tải nhiệt và rung động liên tục;
- Vận hành xe ở những vùng ẩm ướt hoặc thường xuyên phải chinh phục các pháo đài;
- Chế độ nhiệt độ của thiết bị thay đổi mạnh (đặc biệt là vào mùa đông, khi nhiệt độ chênh lệch rất lớn).
Lỗi cảm biến phổ biến nhất không còn liên quan đến nó mà là do hệ thống dây điện của nó. Do sự hao mòn tự nhiên, cáp có thể bị mòn, dẫn đến mất điện áp.
Bạn cần chú ý đến DPKV trong trường hợp sau:
- Xe không nổ máy, và điều này có thể bất kể động cơ có được làm nóng hay không;
- Tốc độ trục khuỷu giảm mạnh, và xe chuyển động, như thể đã hết nhiên liệu (nhiên liệu không vào xi lanh, vì ECU đang chờ xung động từ cảm biến, và không có dòng điện chạy đến đèn cầy, và cũng do thiếu xung lực từ DPKV);
- Kích nổ (điều này xảy ra chủ yếu không phải do hỏng cảm biến, mà do sự cố định của nó không ổn định) của động cơ, điều này sẽ ngay lập tức cho bạn biết về cảm biến tương ứng;
- Động cơ liên tục dừng (điều này có thể xảy ra nếu có vấn đề với hệ thống dây điện và tín hiệu từ cảm biến xuất hiện và biến mất).
Vòng quay lơ lửng, động lực giảm và các triệu chứng tương tự khác là dấu hiệu của sự hỏng hóc của các hệ thống xe khác. Về phần cảm biến, nếu tín hiệu của nó biến mất, bộ vi xử lý sẽ đợi cho đến khi xung này xuất hiện. Trong trường hợp này, hệ thống trên xe “cho rằng trục khuỷu không quay nên không tạo ra tia lửa điện và nhiên liệu cũng không được phun vào các xi lanh.
Để xác định lý do tại sao động cơ ngừng hoạt động ổn định, cần phải thực hiện chẩn đoán bằng máy tính. Nó được thực hiện như thế nào bài báo riêng biệt.
Cách kiểm tra cảm biến trục khuỷu
Có một số cách để kiểm tra DPKV. Điều đầu tiên cần làm là kiểm tra trực quan. Đầu tiên bạn cần xem xét chất lượng của dây buộc. Do âm thanh lạch cạch của cảm biến, khoảng cách từ phần tử từ tính đến bề mặt của răng liên tục thay đổi. Điều này có thể dẫn đến việc truyền tín hiệu không chính xác. Vì lý do này, thiết bị điện tử có thể gửi tín hiệu không chính xác đến bộ truyền động. Trong trường hợp này, hoạt động của động cơ có thể đi kèm với các hành động hoàn toàn phi logic: kích nổ, tăng / giảm tốc độ mạnh, v.v.
Nếu thiết bị được cố định đúng vị trí của nó, không cần phải suy đoán về việc phải làm gì tiếp theo. Giai đoạn tiếp theo của việc kiểm tra trực quan là kiểm tra chất lượng của hệ thống dây cảm biến. Thông thường, đây là nơi kết thúc việc phát hiện các lỗi cảm biến và thiết bị tiếp tục hoạt động bình thường. Phương pháp xác minh hiệu quả nhất là cài đặt một thiết bị tương tự hoạt động đã biết. Nếu bộ nguồn bắt đầu hoạt động chính xác và ổn định, thì chúng ta vứt bỏ cảm biến cũ.
Trong những tình huống khó khăn nhất, cuộn dây của lõi từ bị hỏng. Sự cố này sẽ giúp xác định một đồng hồ vạn năng. Thiết bị được đặt ở chế độ đo điện trở. Các đầu dò được kết nối với cảm biến phù hợp với sơ đồ chân. Thông thường, chỉ số này nên nằm trong khoảng từ 550 đến 750 Ohm.
Để không tốn tiền vào việc kiểm tra thiết bị cá nhân, việc thực hiện chẩn đoán phòng ngừa thường quy là điều thiết thực. Một trong những công cụ có thể giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn trong các thiết bị điện tử khác nhau là máy hiện sóng. Cách thiết bị này hoạt động được mô tả đây.
Vì vậy, nếu một số cảm biến trong xe bị lỗi, thiết bị điện tử sẽ chuyển sang chế độ khẩn cấp và hoạt động kém hiệu quả hơn, nhưng ở chế độ này, bạn có thể đến trạm dịch vụ gần nhất. Nhưng nếu cảm biến vị trí trục khuỷu bị hỏng, thì thiết bị sẽ không hoạt động nếu không có nó. Vì lý do này, sẽ tốt hơn nếu bạn luôn có một chất tương tự trong kho.
Ngoài ra, hãy xem một đoạn video ngắn về cách hoạt động của DPKV cũng như DPRV:
Câu hỏi và trả lời:
Điều gì xảy ra khi cảm biến trục khuỷu bị lỗi? Khi tín hiệu từ cảm biến trục khuỷu biến mất, bộ điều khiển ngừng tạo xung tia lửa. Vì điều này, bộ đánh lửa ngừng hoạt động.
Làm thế nào để hiểu rằng cảm biến trục khuỷu đã chết? Nếu cảm biến trục khuỷu không hoạt động, xe sẽ không nổ máy hoặc chết máy. Nguyên nhân là do bộ phận điều khiển không xác định được thời điểm tạo xung lực để hình thành tia lửa điện.
Điều gì xảy ra nếu cảm biến trục khuỷu không hoạt động? Tín hiệu từ cảm biến trục khuỷu là cần thiết để đồng bộ hóa hoạt động của kim phun nhiên liệu (động cơ diesel) và hệ thống đánh lửa (trong động cơ xăng). Nếu nó bị hỏng, xe sẽ không nổ máy.
Cảm biến trục khuỷu nằm ở đâu? Về cơ bản, cảm biến này được gắn trực tiếp vào khối xi lanh. Trong một số mô hình, nó đứng gần puli trục khuỷu và thậm chí trên vỏ hộp số.
