Knastakselpositionssensor: Arbejde, typer, test og dets applikationer

I dag, sensorer til biler er blevet meget betydningsfulde i årenes løb, hvilket hjælper med at overvåge forskellige problemer i biler og sende oplysningerne til den elektroniske kontrolenhed (ECU) eller bilføreren. ECU'en foretager i visse situationer nogle justeringer af den specifikke komponent afhængigt af informationen fra automobilsensoren. Generelt overvåger sensorer i biler forskellige aspekter som temperatur, motortilstand, kølevæskesystem, olietryk, køretøjshastighed, emissionsniveauer osv. Der er forskellige typer af sensorer bruges i biler som luftstrøm, motorbank, motorhastighed, spænding, oxygen, gasspjældposition, knastakselpositionssensor, MAP, airbag, parkeringsplads, krumtapakselpositionssensor osv. Denne artikel diskuterer en oversigt over knastaksel positionssensor , dets virkemåde og dets applikationer.

Hvad er knastakselpositionssensor?

En bilsensor, der bruges i en bilmotor til at måle positionen og rotationen af ​​knastakslen og sender informationen til køretøjets motorkontrolmodul, er kendt som en knastakselpositionssensor. Denne sensor er også kendt som en fasedetektor eller cylinderidentifikationssensor. Det er en meget lille og meget betydningsfuld magnetisk enhed i enhver nuværende bil, fordi den sikrer, at bilmotoren fungerer korrekt eller ej.

Denne sensor er anbragt i nærheden af ​​bilmotoren, og den kan findes bag cylinderhovedet eller i køretøjets løftedal. Knastakselpositionssensoren er normalt placeret på otte-ventils motorer i topstykket, mens den er anbragt på topstykket af seksten-ventil motorer. Det diagram af knastakselpositionssensor er vist nedenfor.

Arbejdsprincip

Det funktionsprincip for knastakselpositionssensoren afhænger hovedsageligt af Hall effekt sensor eller optisk sensor til at detektere knastakslens omdrejning. Hall Effect-sensoren registrerer omdrejningen ved at bruge magnetfeltet, mens den optiske sensor registrerer positionen af ​​knastakslen ved at bruge en lysstråle. Knastakselpositionssensoren er normalt en Hall Effect eller magnetisk sensor . Så det fungerer ganske enkelt ved at detektere vejen for et jerngear forbundet til knastakslen, når det drejer. Når gearet passerer sensoren, producerer det et signal og transmitterer det til ECU'en. Derefter bruger ECU'en disse data til at justere brændstofindsprøjtningens timing og tændingssystemer.

Hvis denne sensor ikke fungerer korrekt, reducerer den motorens arbejdsydelse, reducerer brændstofeffektiviteten og øger emissionerne. En defekt knastakselpositionssensor kan få motoren til at tænde forkert og komme til skade, så den kan være meget farlig under kørsel.

Funktioner

Dens primære funktion er at forsyne motorkontrolmodulet (ECM) eller motorstyringsenheden (ECU) med nøjagtige oplysninger om knastakslens position og hastighed. Disse oplysninger er afgørende for korrekt drift af motoren og forskellige relaterede systemer. Her er nøglefunktionerne for en knastakselpositionssensor:

Bestemmelse af knastakselposition:

• Knastakselpositionssensorens hovedfunktion er at bestemme den præcise position af knastakslen, når den roterer. Denne information hjælper motorkontrolmodulet (ECM) med at synkronisere åbning og lukning af motorens indsugnings- og udstødningsventiler med stemplernes tilsvarende positioner. Korrekt ventiltiming er afgørende for effektiv forbrænding og motorydelse.

Optimering af brændstofindsprøjtningstid:

• Ved nøjagtigt at detektere knastakslens position hjælper CMP-sensoren ECM med at bestemme den optimale timing for brændstofindsprøjtning. Dette sikrer, at den rigtige mængde brændstof sprøjtes ind i forbrændingskammeret på det rigtige tidspunkt, hvilket forbedrer brændstofeffektiviteten og reducerer emissionerne.

Koordinerende tændingstidspunkt:

• Knastakselpositionssensoren spiller også en rolle i koordineringen af ​​tændingstidspunktet. ECM bruger knastakselpositionsinformationen til at bestemme, hvornår tændrørstændingen skal udløses, hvilket sikrer, at forbrændingen sker på det rigtige tidspunkt i motorens cyklus.

Registrering af fejltændinger:

• En defekt knastakselpositionssensor kan føre til fejltændinger, hvor brændstof ikke antændes korrekt i en eller flere cylindre. Sensorens data hjælper ECM med at identificere og diagnosticere disse fejltændinger, hvilket gør det muligt for systemet at træffe korrigerende handlinger.

Aktivering af variabel ventiltiming (VVT):

• I motorer udstyret med variable ventiltimingsystemer hjælper knastakselpositionssensoren med at kontrollere tidspunktet for ventilåbning og lukning. Dette kan optimere motorens ydeevne, kraft og brændstofeffektivitet på tværs af forskellige driftsforhold.

Styring af motorydelse:

• ECM bruger knastakselpositionsdataene til at overvåge og justere forskellige motorparametre, herunder luft-brændstofblanding, ventiltiming og tændingstidspunkt. Dette sikrer, at motoren fungerer effektivt og opfylder emissionsstandarderne.

Understøtter motorsikkerhed:

• I nogle tilfælde kan en defekt knastakselpositionssensor udløse motorkontrolmodulet til at gå i en 'sikker tilstand' for at forhindre potentiel skade. Dette kan involvere begrænsning af motorkraften for at beskytte kritiske komponenter.

Diagnosticering af motorproblemer:

• Knastakselpositionssensoren bidrager til indbygget diagnostik (OBD) ved at levere værdifulde data, der kan bruges til at identificere motorydelsesproblemer og fejlfunktioner. Disse data kan læses ved hjælp af diagnostiske værktøjer til fejlfinding af problemer.

Typer af knastakselpositionssensorer

Der er tre typer knastakselpositionssensorer til rådighed magnetisk type, halleffekt og AC-udgang, som diskuteres nedenfor.

Magnetisk type sensor

Denne type knastakselpositionssensor identificeres blot gennem de to ledninger. Denne sensor genererer sin egen spænding, et AC sinusbølgesignal. Denne sensor kan placeres i fordeleren eller over knastakslen. Når denne sensor er tæt på knastakslen, som har en permanent magnetenhed forbundet til sig, vil magneten hver gang passere gennem sensoren og generere et magnetfelt, og den resulterende impuls kan overføres til ECM for yderligere behandling.

Hall effekt knastaksel sensor

Denne type knastakselsensor inkluderer tre ledninger, hvor den første ledning bruges til strøm, den næste ledning er til GND og den sidste ledning er til spændingssignalet, der skal sendes til pc'en. Denne sensor er anbragt på knastakslen eller i fordeleren. Denne sensor har en skærm gennem en spalte og en magnet placeret over akslen. Når skærmen på denne sensor bevæger sig ind mellem sensoren og magneten, vil denne sensor blive tændt og slukket. Hvis denne skærm har et solidt område foran sensoren, kan feedbackspændingen blive afbrudt, når magnetfeltet splittes.

AC udgangssensor

AC-udgangssensor er en speciel type sensor, der bruges til at producere et AC-spændingssignal som en udgang. Motorstyringsmodulet i bilen producerer ekstrem høj frekvens til magnetspolen, og som er placeret tæt på den roterende skive.

Denne roterende skive er anbragt på knastakslens ende, og den har en slids med sig. Når først denne spalte passerer gennem spolen, vil den blive exciteret af gensidig induktion, og et signal, der indikerer, at den første cylinderposition sendes til motorkontrolmodulet. Disse typer sensorer observeres ofte i Vauxhall ecoTEC-motorer.

Ledningsdiagram for knastakselpositionssensor

Knastakselpositionssensoren bruges generelt til at placere positionen af ​​knastakselmotoren og ændre den til et elektronisk signal, efter at den sender til bilens ECU. Denne sensorposition er tilgængelig med forskellige ledningsdiagrammer som to ledninger og tre ledninger. Ledningsdiagrammet for den tre-ledede knastakselpositionssensor er vist nedenfor.

3-leder knastakselpositionssensoren inkluderer tre ledninger; referencespændingsledning, signalledning og jord. Disse tre ledninger er simpelthen forbundet til den elektroniske kontrolenhed. Denne sensor får en strømkilde fra ECU'en, denne sensors GND tages fra den elektroniske kontrolenhed og til sidst går spændingssignalledningen fra knastakselsensoren til den elektroniske kontrolenhed.

En tre-leder knastakselsensor har en magnet og et stålmateriale såsom germanium og en transistor. Når et objekt nærmer sig meget tæt på denne sensor, vil dens magnetiske flux blive ændret, således at spændingen genereres i materialet og forstærkes gennem transistoren og sendes til ECU'en.

Knastakselpositionssensorgrænseflade med mikrocontroller (Arduino eller PIC):

Der findes forskellige typer knastakselsensorer, som vi så ovenfor. Hver kommer med sine egne typer output. Når du forbinder en knastakselsensor med mikrocontrolleren, skal følgende punkter tages i betragtning.

1. Forstå sensoroutput:

Bestem, hvilken type signal din knastakselpositionssensor producerer. Det kan være et digitalt signal (ON/OFF), analog spænding eller PWM (Pulse Width Modulation) signal. I tilfælde af

• Hall effekt sensorer:

• • • Outputtype er: Digital
    • Beskrivelse: Hall Effect-sensorer registrerer ændringer i et magnetfelt. De giver typisk et digitalt signal, der skifter mellem HØJ og LAV tilstand, når knastakslen roterer, hvilket angiver knastakslens position.

• Optiske sensorer:

• • • Output type er: Digital (normalt)
    • Beskrivelse: Optiske sensorer bruger lys til at registrere knastakslens position. De giver ofte et digitalt signal med impulser, der repræsenterer knastakslens position.
• Magnetiske sensorer (sensorer med variabel reluktans):
  • • Outputtype: Variabel (analog-lignende)
    • Beskrivelse: Magnetiske sensorer genererer et analog-lignende spændingssignal, der varierer efterhånden som knastakslen roterer. Signalets amplitude ændres med knastakselpositionen.

2. Vælg inputpins:

På mikrocontrolleren skal du vælge de digitale eller analoge ben, som du vil bruge til at forbinde til knastakselpositionssensoren. Sørg for, at disse ben er kompatible med sensorens udgangssignal og    spændingsniveauer.

1. Ledningsføring: Tilslut knastakselpositionssensorens udgang til de valgte inputben på mikrocontrolleren. Brug passende spændingsdelere eller niveauskiftere, hvis det er nødvendigt for at sikre, at sensorens spændingsniveauer er kompatible med mikrocontrolleren.

1. Strømforsyning: Sørg for den nødvendige strømforsyning til knastakselpositionssensoren. Dette kan involvere at tilslutte sensoren til en passende spændingskilde (f.eks. 5V) og forbinde dens jord (GND) til mikrocontrollerens jord.

1. Læs sensordata: Skriv kode i det programmeringssprog, der understøttes af din mikrocontroller (f.eks. C/C++, Python, osv.) for at læse signalet fra sensoren. Brug funktionerne digitalRead() eller analogRead() efter behov.

6. Behandling af data: Afhængigt af sensortypen skal du muligvis behandle sensordataene yderligere. Hvis du f.eks. bruger en digital sensor, kan du muligvis bruge dens tilstand direkte til din            applikation. Hvis du bruger en analog sensor, skal du muligvis konvertere den analoge spænding til en meningsfuld værdi.

Knastakselsensorgrænseflade til mikrocontrollerkode:

#include< Arduino.h>

const int sensorPin = 2; // Erstat med det faktiske pin-nummer

int sensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(sensorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

sensorValue = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

forsinkelse(1000); // Forsink i 1 sekund

}

Knastakselpositionssensor Symptomer

Når knastakselstempelsensoren ikke fungerer, kan der opstå en række problemer. Så der er nogle advarselssymptomer, der opstår, før denne sensor har svigtet fuldstændigt, og bilmotoren lukker ned.

Sørg for, at motorlyset er TÆNDT

Motorlyset tændes, hvis knastakselpositionssensoren holder op med at virke. Når dette lys er tændt, skal du stoppe køretøjet uden forsinkelse. Hvis du ikke er opmærksom på det, vil det forårsage alvorlig skade på bilmotoren.

Tændingsproblemer

Når ethvert problem med sensoren begynder, virker signalet, der sendes til bilens motor, heller ikke. Så det transmitterede signal er meget svagt, og det vil ikke lade bilen starte, da der ikke vil være flimmer fra tændingssystemet.

Brændstofeffektiviteten er dårlig

Hvis køretøjet mangler at levere nok brændstof til bilmotoren, kan sensoren give forkerte oplysninger til ECM, ellers kan brændstofinjektorerne åbne i meget lang tid. Så dette vil gøre, at motoren ikke fungerer særlig effektivt, forårsager, at motoren banker og kan forårsage meget alvorlige skader.

Transmissionsskift er dårligt

Hvis knastakselpositionssensoren er forkert, vil biler med automatgear stå over for nogle problemer, mens de skifter bilens gear. Så skal du slukke din bils motor, blive lidt og starte motoren igen. Derudover undgår de data, der opnås gennem ECM'en fra en dårlig sensor, skiftesolenoiden fra at arbejde og skifte bilgear, som er kendt som Limp Mode, og det hjælper med at beskytte bilmotoren mod skade ved at reducere motorens hastighed.

Standsning af motor

Når først bilens motor går i stå eller stopper under kørsel på grund af utilstrækkelig brændstoftilførsel til motoren af ​​brændstofinjektorer, kan motoren gå i stå, og bilen kan blive beskadiget.

Brændstofforbruget er højt

En defekt sensor kan påvirke brændstoføkonomien negativt, hvilket betyder, at køretøjets motor bruger mere brændstof. Dette problem er meget sjældent, selvom vi ikke kan negligeres og har brug for øjeblikkelig udskiftning eller reparation af sensoren.

Dårlig acceleration

Dårlig acceleration opstår på grund af den dårlige knastakselpositionssensor. Når denne sensor holder op med at virke, accelererer køretøjet ikke særlig hurtigt. Når først der opstår dårlig acceleration, får det din bil til at sprøjte, mangel på kraft, dårlig hastighed, stoppe eller endda gå i stå.

Motor fejltænding

Sensorsignalet er nødvendigt for at arbejde med brændstofinjektorer og motorer. Hvis denne sensor svigter, kan det forårsage, at motoren fejltænder og giver vibrationer, når den accelererer.

Lugt af gas

En defekt sensor kan dumpe uforbrændt brændstof indirekte ind i et køretøjs udstødningssystem. Så dette påvirker ikke kun brændstoføkonomien, men forårsager også noget sort røg, og det forårsager en klar lugt, som er ekstremt usikker for mennesker.

Grov tomgang

Fejl i sensoren kan forårsage hård tomgang af køretøjets motor. Når først sensoren fejler, opstår det på grund af asynkron forbrænding i cylinderen.

Sådan testes en knastakselpositionssensor ved hjælp af et multimeter

Afprøvning af knastakselpositionssensor er meget vigtig for at kontrollere dens korrekte funktion. Disse sensorer kan blive påvirket af mange fejlfunktioner, som kan påvirke sensorfejlen eller dens ujævne funktion. Så en nøjagtig sensordiagnose er meget vigtig test. Test af knastakselpositionssensor er mulig ved at bruge et multimeter eller et oscilloskop. Så det er meget nemt og hurtigere at teste en knastakselpositionssensor med et multimeter.

For at teste denne sensor ved hjælp af et multimeter er det vigtigt at måle sensorspændingen, der produceres på dens signalledning. Her afhænger de opnåede data hovedsageligt af typen af ​​sensor og køretøj. Derudover har de, baseret på sensortypen, forskellige stifter, fordi en induktiv eller magnetisk type knastakselsensor inkluderer to ledninger, mens en halleffekttypesensor inkluderer tre ledninger.

Før du begynder sensortesten med et multimeter, skal du sætte boksen i neutral eller i en park, lokalisere bilen på parkeringsbremsen og afmontere brændstofsystemet ved blot at trække jumperen på brændstofpumpen fra sikringsblokken for at undgå motoren starter.

Test af 3-leder knastakselpositionssensor

For at teste tre wire-knastakselpositionssensorer skal du indstille DC volt-tilstanden på multimeteret og adskille sensorens stik.

• Først skal multimeterets røde farveprobe forbindes til strømledningen og den sorte farvesonde til batteriets minus;
• Prøv derefter at starte bilmotoren i et par sekunder.
• Nu skal spændingsaflæsningen være omkring 5 volt på multimeteret.
• For at observere, om sensorstikket minus ledning er intakt og kortsluttet, skal du sætte den røde målepind på den og holde den sorte over batteriets negative pol.
• Nu skal du starte bilmotoren igen, aflæsningen af ​​spændingen skal være 0,1 eller 0,2V på multimeterskærmen.
• Samme proces skal kun testes af signalledningen, nu skulle spændingen på multimeterskærmen ændre sig fra 0 – 5 volt, hvis sensoren er god.
• Nu uden at starte bilmotoren og kun med tændingen tilsluttet, mål spændingen mellem plus- og signalkontakterne, den skal være minimum 90% af spændingsforsyningen.

Hvordan udskifter man knastakselsensor?

For at udskifte denne sensor skal følgende trin følges.

• Først skal vi adskille batteriets negative kabel.
• Skal placere denne sensor normalt på forsiden, bagsiden eller toppen af ​​bilmotoren, og den vil sandsynligvis have et 2 til 3-leder stik tilsluttet.
• Når du opdager det, skal du aflade tappen over sensoren for at adskille ledningerne fra knastakselsensoren.
• Tag uden forsinkelse monteringsbolten af, som er forbundet med knastakselsensoren til bilmotoren.
• Træk den udmattede sensor af gennem et lille vrid.
• Når en ny sensor er tilsluttet, skal du påføre lidt motorolie på sensorens O-ring.
• Opsæt den nye sensor og beskyt den gennem monteringsboltene.
• Tilslut igen ledningsstikket korrekt til knastakselsensoren.
• Til sidst skal du tilslutte batteriets minuspol igen.
• Tag derefter en prøvetur for at vide, om knastakselpositionssensoren fungerer eller ej.

Ansøgninger

Det knastaksel positionssensor bruger omfatte følgende.

• Knastakselsensoren gør det muligt for motorstyringen at bestemme den præcise placering af krumtapakseldrevet.
• Denne sensor sporer knastakslens rotation ved at fokusere på, om ventilerne er åbne eller lukkede.
• Denne sensor bruges i en bilmotor til at måle positionen og omdrejningen af ​​knastakslen,
• Disse bruges indeni BLDC motorer eller bruges i biler.
• Denne sensor bruges i nogle Vauxhall ECOTEC-motorer.

Dette er således en oversigt over knastakselpositionssensoren , dets virkemåde og dets applikationer. Dette er en elektronisk komponent, der bruges til at indsamle information om rotationshastighed og knastakselpositionering. Den transmitterer dataene til køretøjets elektroniske styreenhed, så den indstiller timingen for tændingssystemer og brændstofindsprøjtning. Der er mange årsager til knastakselsensorsvigt, såsom kortslutninger internt, mekanisk skade, brud i encoderhjulet og afbrydelse i forbindelsen til CU'en (kontrolenheden). Her er et spørgsmål til dig, hvad er en krumtapakselpositionssensor?