Nokka-akselin asentotunnistin: Toiminta, tyypit, testaus ja sen sovellukset

Nykyään, autojen anturit ovat tulleet erittäin merkittäviksi vuosien varrella, mikä auttaa seuraamaan autojen erilaisia ​​ongelmia ja lähettämään tiedot elektroniselle ohjausyksikölle (ECU) tai auton kuljettajalle. Tietyissä tilanteissa ECU tekee joitain säätöjä tiettyyn komponenttiin riippuen auton anturista saaduista tiedoista. Yleensä autojen anturit tarkkailevat erilaisia ​​näkökohtia, kuten lämpötilaa, moottorin kuntoa, jäähdytysnestejärjestelmää, öljynpainetta, ajoneuvon nopeutta, päästötasoja jne. anturityyppejä käytetään autoissa, kuten ilmavirta, moottorin nakutus, moottorin nopeus, jännite, happi, kaasun asento, nokka-akselin asentotunnistin, MAP, turvatyyny, pysäköinti, kampiakselin asentotunnistin jne. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta nokka-akselin asentoanturi , sen toiminta ja sovellukset.

Mikä on nokka-akselin asentotunnistin?

Auton anturi, jota käytetään auton moottorissa mittaamaan nokka-akselin asennon ja pyörimisen ja lähettää tiedot ajoneuvon moottorin ohjausmoduuliin, tunnetaan nokka-akselin asentotunnistimena. Tämä anturi tunnetaan myös vaiheilmaisimena tai sylinterintunnistimena. Se on erittäin pieni ja erittäin merkittävä magneettinen laite jokaisessa nykyisessä autossa, koska se varmistaa, että auton moottori toimii oikein vai ei.

Tämä anturi on sijoitettu auton moottorin lähelle ja se löytyy sylinterin pään takaa tai ajoneuvon nostolaaksosta. Nokka-akselin asentotunnistin sijaitsee normaalisti kahdeksanventtiilisissä moottoreissa sylinterinkannen päässä, kun taas 16-venttiilisissä moottoreissa se on järjestetty sylinterinkanteen. The nokka-akselin asentoanturin kaavio näkyy alla.

Toimintaperiaate

The nokka-akselin asentotunnistimen toimintaperiaate riippuu pääasiassa Hall Effect anturi tai optinen anturi nokka-akselin kierroksen havaitsemiseen. Hall Effect -anturi havaitsee kierroksen magneettikentän avulla, kun taas optinen anturi havaitsee nokka-akselin asennon valonsäteen avulla. Nokka-akselin asentoanturi on normaalisti Hall-efekti tai magneettinen anturi . Joten se toimii yksinkertaisesti tunnistamalla nokka-akseliin kytketyn rautapyörän tavan, kun se kääntyy. Kun vaihde ohittaa anturin, se tuottaa signaalin ja lähettää sen ECU:lle. Sen jälkeen ECU käyttää näitä tietoja polttoaineen ruiskutuksen ajoituksen ja sytytysjärjestelmän säätämiseen.

Jos tämä anturi ei toimi kunnolla, se heikentää moottorin suorituskykyä, vähentää polttoainetehokkuutta ja lisää päästöjä. Viallinen nokka-akselin asentoanturi voi aiheuttaa moottorin sytytyskatkoksia ja vammoja, joten se voi olla erittäin vaarallinen ajon aikana.

Toiminnot

Sen ensisijainen tehtävä on tarjota moottorin ohjausmoduulille (ECM) tai moottorin ohjausyksikölle (ECU) tarkkaa tietoa nokka-akselin asennosta ja nopeudesta. Nämä tiedot ovat välttämättömiä moottorin ja erilaisten siihen liittyvien järjestelmien moitteettoman toiminnan kannalta. Tässä ovat nokka-akselin asentotunnistimen tärkeimmät toiminnot:

Nokka-akselin asennon määrittäminen:

• Nokka-akselin asentotunnistimen päätehtävä on määrittää nokka-akselin tarkka asento sen pyöriessä. Nämä tiedot auttavat moottorin ohjausmoduulia (ECM) synkronoimaan moottorin imu- ja pakoventtiilien avautumisen ja sulkemisen vastaavien mäntien asentojen kanssa. Oikea venttiilien ajoitus on ratkaisevan tärkeää tehokkaan palamisen ja moottorin suorituskyvyn kannalta.

Polttoaineen ruiskutuksen ajoituksen optimointi:

• Tunnistamalla tarkasti nokka-akselin asennon CMP-anturi auttaa ECM:ää määrittämään optimaalisen polttoaineen ruiskutuksen ajoituksen. Tämä varmistaa, että oikea määrä polttoainetta ruiskutetaan palotilaan oikealla hetkellä, mikä parantaa polttoainetehokkuutta ja vähentää päästöjä.

Koordinoiva sytytyksen ajoitus:

• Nokka-akselin asentotunnistimella on myös rooli sytytyksen ajoituksen koordinoinnissa. ECM käyttää nokka-akselin asentotietoja määrittääkseen, milloin sytytystulpan sytytys laukaistaan, ja varmistaa, että palaminen tapahtuu oikealla hetkellä moottorin syklissä.

Sytytyskatkojen havaitseminen:

• Viallinen nokka-akselin asentoanturi voi johtaa sytytyskatkoihin, joissa polttoaine ei syty kunnolla yhdessä tai useammassa sylinterissä. Anturin tiedot auttavat ECM:tä tunnistamaan ja diagnosoimaan nämä sytytyskatkot, jolloin järjestelmä voi ryhtyä korjaaviin toimiin.

Muuttuvan venttiilin ajoituksen (VVT) ottaminen käyttöön:

• Moottoreissa, joissa on säädettävä venttiilin ajoitusjärjestelmä, nokka-akselin asentotunnistin auttaa ohjaamaan venttiilin avautumisen ja sulkemisen ajoitusta. Tämä voi optimoida moottorin suorituskyvyn, tehon ja polttoainetehokkuuden erilaisissa käyttöolosuhteissa.

Moottorin suorituskyvyn hallinta:

• ECM käyttää nokka-akselin asentotietoja valvoakseen ja säätääkseen erilaisia ​​moottoriparametreja, mukaan lukien ilma-polttoaineseos, venttiilien ajoitus ja sytytyksen ajoitus. Tämä varmistaa, että moottori toimii tehokkaasti ja täyttää päästöstandardit.

Moottorin turvallisuuden tukeminen:

• Joissakin tapauksissa viallinen nokka-akselin asentoanturi voi laukaista moottorin ohjausmoduulin siirtymään 'turvatilaan' mahdollisten vaurioiden estämiseksi. Tämä voi sisältää moottorin tehon rajoittamisen kriittisten osien suojaamiseksi.

Moottoriongelmien diagnosointi:

• Nokka-akselin asentoanturi osallistuu sisäiseen diagnostiikkaan (OBD) tarjoamalla arvokasta tietoa, jota voidaan käyttää moottorin suorituskykyongelmien ja toimintahäiriöiden tunnistamiseen. Nämä tiedot voidaan lukea diagnostiikkatyökalujen avulla ongelmien vianmääritykseen.

Nokka-akselin asentoanturien tyypit

Saatavilla on kolmen tyyppisiä nokka-akselin asentoantureita, magneettityyppiä, Hall-ilmiötä ja AC-lähtöä, joita käsitellään alla.

Magneettinen tyyppisensori

Tämän tyyppinen nokka-akselin asentoanturi tunnistetaan yksinkertaisesti kahden johdon avulla. Tämä anturi tuottaa oman jännitteensä, AC-siniaaltosignaalin. Tämä anturi voidaan sijoittaa jakajan sisään tai nokka-akselin yläpuolelle. Kun tämä anturi on lähellä nokka-akselia, johon on kytketty kestomagneettilaite, aina kun magneetti kulkee anturin läpi ja muodostaa magneettikentän ja tuloksena oleva pulssi voidaan lähettää ECM:ään jatkokäsittelyä varten.

Hall-tehoste nokka-akselin anturi

Tällainen nokka-akselin anturi sisältää kolme johtoa, joista ensimmäistä käytetään tehonlähteenä, seuraava johto on GND:lle ja viimeinen johto PC:lle lähetettäväksi jännitesignaaliksi. Tämä anturi on järjestetty nokka-akselille tai jakajan sisään. Tässä anturissa on aukon läpi kulkeva näyttö ja magneetti, joka on sijoitettu akselin yläpuolelle. Kun tämän anturin näyttö siirtyy anturin ja magneetin väliin, tämä anturi kytkeytyy päälle ja pois päältä. Jos tällä näytöllä on kiinteä alue anturin edessä, takaisinkytkentäjännite voi häiriintyä magneettikentän jakaantuessa.

AC-lähtöanturi

AC-lähtöanturi on erityinen anturi, jota käytetään tuottamaan AC-jännitesignaali, kuten lähtö. Auton moottorin ohjausmoduuli tuottaa erittäin korkean taajuuden virityskelalle, joka on sijoitettu lähelle pyörivää kiekkoa.

Tämä pyörivä kiekko on järjestetty nokka-akselin päähän ja siinä on rako. Kun tämä rako kulkee kelan läpi, se viritetään keskinäisellä induktiolla ja signaali, joka ilmaisee ensimmäisen sylinterin asennon, lähetetään moottorin ohjausmoduuliin. Tämän tyyppisiä antureita havaitaan usein Vauxhall ecoTEC -moottoreissa.

Nokka-akselin asentoanturin kytkentäkaavio

Nokka-akselin asentoanturia käytetään yleensä nokka-akselin moottorin asennon asettamiseen ja sen muuttamiseksi elektroniseksi signaaliksi, jonka jälkeen se lähettää auton ECU:lle. Tämä anturin asento on saatavana erilaisilla kytkentäkaavioilla, kuten kahdella johdolla ja kolmella johdolla. Kolmijohtimisen nokka-akselin asentoanturin kytkentäkaavio on esitetty alla.

3-johtiminen nokka-akselin asentoanturi sisältää kolme johtoa; referenssijännitejohto, signaalijohto ja maa. Nämä kolme johtoa liitetään yksinkertaisesti elektroniseen ohjausyksikköön. Tämä anturi saa virtalähteen ECU:sta, tämän anturin GND otetaan elektronisesta ohjausyksiköstä ja lopuksi jännitesignaalijohto menee nokka-akselin anturista elektroniseen ohjausyksikköön.

Kolmilankaisessa nokka-akselin anturissa on magneetti ja teräsmateriaali, kuten germanium ja transistori. Kun esine lähestyy hyvin lähelle tätä anturia, sen magneettivuo muuttuu, jolloin materiaaliin muodostuu jännite, joka vahvistuu transistorin kautta ja lähetetään ECU:hun.

Nokka-akselin asentoanturin liitäntä mikro-ohjaimen kanssa (Arduino tai PIC):

Saatavilla on erilaisia ​​nokka-akselin antureita, kuten näimme yllä. Jokaisella on omat tulostustyypit. Kun liität nokka-akselin anturin mikro-ohjaimeen, seuraavat seikat on otettava huomioon.

1. Ymmärrä anturin lähtö:

Määritä nokka-akselin asentotunnistimen tuottaman signaalin tyyppi. Se voi olla digitaalinen signaali (ON/OFF), analoginen jännite tai PWM (Pulse Width Modulation) -signaali. Siinä tapauksessa

• Hall-efektianturit:

• • • Lähtötyyppi on: Digitaalinen
    • Kuvaus: Hall Effect -anturit havaitsevat muutokset magneettikentässä. Ne tarjoavat tyypillisesti digitaalisen signaalin, joka vaihtaa HIGH- ja LOW-tilojen välillä nokka-akselin pyöriessä osoittaen nokka-akselin asennon.

• Optiset anturit:

• • • Lähtötyyppi on: digitaalinen (yleensä)
    • Kuvaus: Optiset anturit käyttävät valoa nokka-akselin asennon havaitsemiseen. Ne tarjoavat usein digitaalisen signaalin pulsseilla, jotka edustavat nokka-akselin asentoa.
• Magneettiset anturit (muuttuva reluktanssisensorit):
  • • Lähtötyyppi: Muuttuja (analoginen)
    • Kuvaus: Magneettiset anturit tuottavat analogisen kaltaisen jännitesignaalin, joka vaihtelee nokka-akselin pyöriessä. Signaalin amplitudi muuttuu nokka-akselin asennon mukaan.

2. Valitse Input Pins:

Valitse mikro-ohjaimesta digitaaliset tai analogiset nastat, joita käytät yhdistämään nokka-akselin asentoanturi. Varmista, että nämä nastat ovat yhteensopivia anturin lähtösignaalin ja     jännitetasojen kanssa.

1. Johdotus: Liitä nokka-akselin asentoanturin lähtö valittuihin mikro-ohjaimen tulonastoihin. Käytä tarvittaessa asianmukaisia ​​jännitteen jakajia tai tasonsiirtimiä varmistaaksesi, että anturin jännitetasot ovat yhteensopivia mikro-ohjaimen kanssa.

1. Virtalähde: Anna tarvittava virransyöttö nokka-akselin asentoanturiin. Tämä saattaa sisältää anturin kytkemisen sopivaan jännitelähteeseen (esim. 5 V) ja sen maadoituksen (GND) liittämisen mikro-ohjaimen maahan.

1. Lue anturin tiedot: Kirjoita koodi mikro-ohjaimesi tukemalla ohjelmointikielellä (esim. C/C++, Python jne.) lukeaksesi anturin signaalin. Käytä digitalRead()- tai analogRead()-funktioita tarpeen mukaan.

6. Tietojen käsittely: Anturin tyypistä riippuen saatat joutua käsittelemään anturin tietoja edelleen. Jos esimerkiksi käytät digitaalista anturia, voit käyttää sen tilaa suoraan            sovelluksessasi. Jos käytät analogista anturia, saatat joutua muuttamaan analogisen jännitteen merkitykselliseksi arvoksi.

Nokka-akselin anturin liitäntä mikrokontrollerikoodiin:

#sisältää< Arduino.h>

const int sensorPin = 2; // Korvaa todellisella PIN-numerolla

int sensorArvo = 0;

void setup() {

pinMode(sensorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

sensorArvo = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

viive (1000); // Viive 1 sekunti

}

Nokka-akselin asentotunnistimen oireet

Kun nokka-akselin männän anturi ei toimi, voi ilmetä useita ongelmia. Joten on joitain varoitusoireita, jotka ilmenevät ennen kuin tämä anturi on vioittunut kokonaan ja auton moottori sammuu.

Varmista, että moottorin valo on PÄÄLLÄ

Moottorin valo syttyy, jos nokka-akselin asentotunnistin lakkaa toimimasta. Kun tämä valo on PÄÄLLÄ, ajoneuvo on pysäytettävä viipymättä. Jos et kiinnitä siihen huomiota, se aiheuttaa vakavaa vahinkoa auton moottorille.

Sytytysongelmat

Kun jokin ongelma anturin kanssa alkaa, signaali, joka lähetetään auton moottoriin, ei myöskään toimi. Joten lähetetty signaali on erittäin heikko, eikä se anna auton käynnistyä, koska sytytysjärjestelmästä ei tule välkkymistä.

Polttoainetehokkuus on huono

Jos ajoneuvo ei tarjoa tarpeeksi polttoainetta auton moottorille, anturi voi antaa väärää tietoa ECM:lle, muuten polttoainesuuttimet voivat avautua hyvin pitkäksi aikaa. Siksi moottori ei toimi kovin tehokkaasti, aiheuttaa moottorin nakutusta ja voi aiheuttaa erittäin vakavia vammoja.

Vaihteiston vaihto huono

Jos nokka-akselin asentotunnistin on väärä, automaattivaihteistolla varustetut autot kohtaavat ongelmia vaihtaessaan auton vaihteita. Joten täytyy sammuttaa auton moottori, viipyä vähän ja käynnistää moottori uudelleen. Lisäksi ECM:n kautta huonosta anturista saadut tiedot estävät vaihteistosolenoidin toimimasta ja vaihtamasta auton vaihteita, mikä tunnetaan nimellä Limp Mode, ja se auttaa suojaamaan auton moottoria vahingoilta vähentämällä moottorin nopeutta.

Moottorin pysähtyminen

Kun auton moottori sammuu tai pysähtyy ajon aikana, koska polttoaineen ruiskutussuuttimet eivät syötä moottoriin riittävästi polttoainetta, moottori voi pysähtyä ja auto voi vaurioitua.

Polttoaineen kulutus on korkea

Viallinen anturi voi vaikuttaa polttoainetalouteen negatiivisesti, mikä tarkoittaa, että ajoneuvon moottori kuluttaa enemmän polttoainetta. Tämä ongelma on hyvin harvinainen, vaikka emme voi olla vähäpätöinen ja se tarvitsee välittömän anturin vaihdon tai korjauksen.

Huono kiihtyvyys

Huono kiihtyvyys johtuu huonosta nokka-akselin asentotunnistimesta. Kun tämä anturi lakkaa toimimasta, ajoneuvo ei kiihdy kovin nopeasti. Huono kiihtyvyys aiheuttaa autosi roiskumisen, tehon puutteen, huonon nopeuden, pysähtymisen tai jopa pysähtymisen.

Moottorin sytytyshäiriö

Anturin signaalia tarvitaan polttoainesuuttimien ja moottoreiden toiminnassa. Jos tämä anturi epäonnistuu, se voi aiheuttaa moottorin sytytyskatkoksia ja tärinää kiihdytettäessä.

Kaasun haju

Viallinen anturi voi kaataa palamatonta polttoainetta epäsuorasti ajoneuvon pakojärjestelmään. Tämä ei siis vaikuta vain polttoaineen taloudellisuuteen, vaan aiheuttaa myös jonkin verran mustaa savua ja kirkasta hajua, joka on erittäin vaarallinen ihmisille.

Karkea joutokäynti

Anturin vika voi aiheuttaa ajoneuvon moottorin karkean joutokäynnin. Kun anturi ei toimi, se johtuu epäsynkronisesta palamisesta sylinterin sisällä.

Kuinka testata nokka-akselin asentoanturia yleismittarilla

Nokka-akselin asentoanturin testaus on erittäin tärkeä sen oikean toiminnan tarkistamiseksi. Näihin antureihin voivat vaikuttaa monet viat, jotka voivat vaikuttaa anturin vikaan tai sen epätasaiseen toimintaan. Tarkka anturidiagnoosi on siis erittäin tärkeä testaus. Nokka-akselin asentoanturin testaus on mahdollista yleismittarilla tai oskilloskoopilla. Joten nokka-akselin asentotunnistimen testaus yleismittarilla on erittäin helppoa ja nopeampaa.

Tämän anturin testaamiseksi yleismittarilla on välttämätöntä mitata sen signaalijohtimesta muodostuva anturin jännite. Tässä saadut tiedot riippuvat pääasiassa anturin ja ajoneuvon tyypistä. Lisäksi niissä on anturityypistä riippuen erilaiset nastat, koska induktiivisen tai magneettisen tyyppinen nokka-akselin anturi sisältää kaksi johtoa, kun taas Hall-efektityyppinen anturi sisältää kolme johtoa.

Ennen kuin aloitat anturitestin yleismittarilla, sinun on asetettava laatikko vapaalle tai parkkipaikalle, paikattava auto seisontajarrulla ja irrotettava polttoainejärjestelmä yksinkertaisesti vetämällä polttoainepumpun jumpperi sulakelohkosta välttääksesi moottorin. alkaa.

3-johtimisen nokka-akselin asentoanturin testaus

Kolmen nokka-akselin asentotunnistimen testaamiseksi sinun on asetettava DC volttitila yleismittarissa ja erotettava anturin liitin.

• Ensinnäkin yleismittarin punainen värianturi on kytkettävä virtajohtoon ja musta värianturi akun miinuskohtaan;
• Yritä sen jälkeen käynnistää auton moottori muutaman sekunnin ajan.
• Nyt yleismittarin jännitelukeman on oltava noin 5 volttia.
• Tarkistaaksesi, onko anturin liitin miinusjohto ehjä ja oikosulussa, kiinnitä punainen mittatikku siihen ja pidä musta akun negatiivisen navan yläpuolella.
• Nyt on käynnistettävä auton moottori uudelleen, jännitteen lukeman on oltava 0,1 tai 0,2 V yleismittarin näytöllä.
• Sama prosessi on testattava vain signaalijohdolla, nyt yleismittarin näytön jännitteen pitäisi muuttua 0 - 5 volttia, jos anturi on hyvä.
• Mittaa nyt jännite plus- ja signaalikoskettimien välistä käynnistämättä auton moottoria ja vain sytytysvirran ollessa kytkettynä, sen tulee olla vähintään 90 % jännitteestä.

Miten nokka-akselin anturi vaihdetaan?

Tämän anturin vaihtamiseksi on suoritettava seuraavat vaiheet.

• Aluksi meidän on irrotettava akun negatiivinen kaapeli.
• Tämä anturi on sijoitettava normaalisti auton moottorin etu-, taka- tai yläosaan, ja siinä on todennäköisesti 2–3-johtiminen liitin.
• Kun löydät sen, sinun on purettava anturin yläpuolella oleva kieleke erottaaksesi johdot nokka-akselin anturista.
• Irrota viipymättä kiinnityspultti, joka on kytketty auton moottorin nokka-akselin anturiin.
• Vedä tyhjentynyt anturi irti pienellä kierteellä.
• Kun uusi anturi on liitetty, sinun on laitettava hieman moottoriöljyä anturin O-renkaaseen.
• Asenna uusi anturi ja suojaa se kiinnityspulteilla.
• Liitä jälleen johdinliitin kunnolla nokka-akselin anturiin.
• Kytke lopuksi akun negatiivinen napa takaisin.
• Tee sitten koeajo nähdäksesi, toimiiko nokka-akselin asentoanturi vai ei.

Sovellukset

The käyttää nokka-akselin asentoanturia Sisällytä seuraavat.

• Nokka-akselin anturin avulla moottorin ohjaus voi päättää kampiakselin vetolaitteen tarkan sijainnin.
• Tämä anturi seuraa nokka-akselin pyörimistä keskittymällä siihen, ovatko venttiilit auki vai kiinni.
• Tätä anturia käytetään auton moottorissa mittaamaan nokka-akselin asentoa ja kierrosta,
• Näitä käytetään sisällä BLDC moottorit tai käytetään autoissa.
• Tätä anturia käytetään joissakin Vauxhall ECOTEC -moottoreissa.

Näin ollen tämä on yleiskatsaus nokka-akselin asentotunnistimeen , sen toiminta ja sovellukset. Tämä on elektroninen komponentti, jota käytetään keräämään tietoa pyörimisnopeudesta ja nokka-akselin asennosta. Se välittää tiedot ajoneuvon elektroniseen ohjausyksikköön, jotta se asettaa sytytysjärjestelmien ja polttoaineen ruiskutuksen ajoituksen. Nokka-akselin anturin epäonnistumiseen on monia syitä, kuten sisäinen oikosulku, mekaaniset vauriot, enkooderin pyörän rikkoutuminen ja CU:n (ohjausyksikön) yhteyden katkeaminen. Tässä on sinulle kysymys, mikä on kampiakselin asentotunnistin?