Sensor de posició de l'arbre de lleves: funcionament, tipus, proves i les seves aplicacions

Avui dia, sensors d'automòbil han esdevingut molt importants al llarg dels anys que ajuden a controlar diferents problemes dels cotxes i enviar la informació a la Unitat de Control Electrònic (ECU) o al conductor del cotxe. La ECU en determinades situacions fa alguns ajustos al component específic en funció de la informació obtinguda del sensor de l'automòbil. En general, els sensors dels automòbils controlen diversos aspectes com la temperatura, l'estat del motor, el sistema de refrigeració, la pressió de l'oli, la velocitat del vehicle, els nivells d'emissió, etc. tipus de sensors s'utilitza en automòbils com el flux d'aire, cop del motor, velocitat del motor, tensió, oxigen, posició de l'accelerador, sensor de posició de l'arbre de lleves, MAP, airbag, aparcament de cotxes, sensor de posició del cigonyal, etc. Aquest article tracta una visió general del sensor de posició de l'arbre de lleves , el seu funcionament i les seves aplicacions.

Què és el sensor de posició de l'arbre de lleves?

Un sensor d'automòbil que s'utilitza en el motor d'un cotxe per mesurar la posició i la rotació de l'arbre de lleves i envia la informació al mòdul de control del motor del vehicle es coneix com a sensor de posició de l'arbre de lleves. Aquest sensor també es coneix com a detector de fase o sensor d'identificació de cilindre. És un dispositiu magnètic molt petit i molt important en tots els automòbils actuals perquè assegura que el motor del cotxe funcioni correctament o no.

Aquest sensor està disposat prop del motor del cotxe i es pot trobar darrere de la capçalera del cilindre o a la vall de l'elevador del vehicle. El sensor de posició de l'arbre de lleves es troba normalment en motors de vuit vàlvules a l'extrem de la culata mentre que està disposat a la culata dels motors de setze vàlvules. El Diagrama del sensor de posició de l'arbre de lleves es mostra a continuació.

Principi de funcionament

El principi de funcionament del sensor de posició de l'arbre de lleves depèn principalment de la Sensor d'efecte Hall o sensor òptic per detectar la revolució de l'arbre de lleves. El sensor d'efecte Hall detecta la revolució mitjançant el camp magnètic, mentre que el sensor òptic detecta la posició de l'arbre de lleves mitjançant un feix de llum. El sensor de posició de l'arbre de lleves és normalment un efecte Hall o sensor magnètic . Així que funciona simplement detectant el camí d'un engranatge de ferro connectat a l'arbre de lleves quan gira. Una vegada que l'engranatge passa pel sensor, produeix un senyal i el transmet a la ECU. Després d'això, l'ECU utilitza aquestes dades per ajustar el temps d'injecció de combustible i els sistemes d'encesa.

Si aquest sensor no funciona correctament, redueix el rendiment de treball del motor, redueix l'eficiència del combustible i augmenta les emissions. Un sensor de posició de l'arbre de lleves defectuós pot provocar que el motor s'encén i es lesioni, de manera que pot ser molt perillós durant la conducció.

Funcions

La seva funció principal és proporcionar al mòdul de control del motor (ECM) o a la unitat de control del motor (ECU) informació precisa sobre la posició i la velocitat de l'arbre de lleves. Aquesta informació és essencial per al bon funcionament del motor i de diversos sistemes relacionats. Aquestes són les funcions clau d'un sensor de posició d'arbre de lleves:

Determinació de la posició de l'arbre de lleves:

• La funció principal del sensor de posició de l'arbre de lleves és determinar la posició precisa de l'arbre de lleves mentre gira. Aquesta informació ajuda el mòdul de control del motor (ECM) a sincronitzar l'obertura i el tancament de les vàlvules d'admissió i d'escapament del motor amb les posicions corresponents dels pistons. La sincronizació adequada de les vàlvules és crucial per a una combustió eficient i un rendiment del motor.

Optimització del temps d'injecció de combustible:

• En detectar amb precisió la posició de l'arbre de lleves, el sensor CMP ajuda l'ECM a determinar el moment òptim per a la injecció de combustible. Això garanteix que la quantitat adequada de combustible s'injecta a la cambra de combustió en el moment adequat, millorant l'eficiència del combustible i reduint les emissions.

Coordinació del temps d'encesa:

• El sensor de posició de l'arbre de lleves també juga un paper en la coordinació del temps d'encesa. L'ECM utilitza la informació de la posició de l'arbre de lleves per determinar quan activar l'encesa de la bugia, assegurant que la combustió es produeix en el moment correcte del cicle del motor.

Detecció de fallades:

• Un mal funcionament del sensor de posició de l'arbre de lleves pot provocar fallades, on el combustible no s'encén correctament en un o més cilindres. Les dades del sensor ajuden l'ECM a identificar i diagnosticar aquests errors d'encesa, permetent al sistema prendre mesures correctores.

Habilitació del temps variable de la vàlvula (VVT):

• En els motors equipats amb sistemes de temporització de vàlvules variables, el sensor de posició de l'arbre de lleves ajuda a controlar el temps d'obertura i tancament de la vàlvula. Això pot optimitzar el rendiment del motor, la potència i l'eficiència del combustible en diferents condicions de funcionament.

Gestió del rendiment del motor:

• L'ECM utilitza les dades de la posició de l'arbre de lleves per controlar i ajustar diversos paràmetres del motor, com ara la mescla aire-combustible, el temps de la vàlvula i el temps d'encesa. Això garanteix que el motor funcioni de manera eficient i compleixi els estàndards d'emissions.

Suport a la seguretat del motor:

• En alguns casos, un sensor de posició de l'arbre de lleves defectuós pot activar el mòdul de control del motor per entrar en un 'mode segur' per evitar possibles danys. Això pot implicar limitar la potència del motor per protegir els components crítics.

Diagnòstic de problemes del motor:

• El sensor de posició de l'arbre de lleves contribueix al diagnòstic a bord (OBD) proporcionant dades valuoses que es poden utilitzar per identificar problemes de rendiment i mal funcionament del motor. Aquestes dades es poden llegir mitjançant eines de diagnòstic per resoldre problemes.

Tipus de sensors de posició de l'arbre de lleves

Hi ha tres tipus de sensors de posició d'arbre de lleves disponibles de tipus magnètic, efecte hall i sortida de CA que es comenten a continuació.

Sensor de tipus magnètic

Aquest tipus de sensor de posició de l'arbre de lleves s'identifica simplement a través dels dos cables. Aquest sensor genera el seu propi voltatge, un senyal d'ona sinusoïdal de CA. Aquest sensor es pot disposar dins del distribuïdor o per sobre de l'arbre de lleves. Quan aquest sensor està a prop de l'arbre de lleves que té connectat un dispositiu d'imant permanent, cada vegada que l'imant passarà pel sensor i generarà un camp magnètic i el pols resultant es pot transmetre a l'ECM per a un posterior processament.

Sensor d'arbre de lleves d'efecte Hall

Aquest tipus de sensor d'arbre de lleves inclou tres cables on el primer cable s'utilitza per a l'alimentació, el següent cable és per a GND i l'últim cable és per al senyal de tensió que s'envia al PC. Aquest sensor està disposat a l'arbre de lleves o al distribuïdor. Aquest sensor té una pantalla a través d'una ranura i un imant col·locat per sobre de l'eix. Un cop la pantalla d'aquest sensor es mogui entre el sensor i l'imant, aquest sensor s'activarà i s'apagarà. Si aquesta pantalla té una àrea sòlida davant del sensor, la tensió de retroalimentació es pot interrompre a mesura que es divideix el camp magnètic.

Sensor de sortida de CA

El sensor de sortida de CA és un tipus especial de sensor que s'utilitza per produir un senyal de tensió CA com una sortida. El mòdul de control del motor del cotxe produeix una freqüència extremadament alta per a la bobina excitadora i que està disposada a prop del disc giratori.

Aquest disc giratori està disposat a l'extrem de l'arbre de lleves i té una ranura amb ell. Una vegada que aquesta ranura passa per la bobina, s'excitarà per inducció mútua i es transmet un senyal que indica la posició del primer cilindre al mòdul de control del motor. Aquest tipus de sensors s'observen amb freqüència als motors Vauxhall ecoTEC.

Diagrama de cablejat del sensor de posició de l'arbre de lleves

El sensor de posició de l'arbre de lleves s'utilitza generalment per col·locar la posició del motor de l'arbre de lleves i canviar-lo en un senyal electrònic després d'enviar-lo a l'ECU del cotxe. Aquesta posició del sensor està disponible amb diferents diagrames de cablejat com dos cables i tres cables. A continuació es mostra el diagrama de cablejat del sensor de posició de l'arbre de lleves de tres fils.

El sensor de posició de l'arbre de lleves de 3 fils inclou tres cables; cable de tensió de referència, cable de senyal i terra. Aquests tres cables es connecten simplement a la unitat de control electrònic. Aquest sensor obté una font d'alimentació de l'ECU, el GND d'aquest sensor s'agafa de la unitat de control electrònic i, finalment, el cable de senyal de tensió va des del sensor de l'arbre de lleves a la unitat de control electrònic.

Un sensor d'arbre de lleves de tres fils té un imant i un material d'acer com el germani i un transistor. Una vegada que un objecte s'acosta molt a aquest sensor, llavors el seu flux magnètic es canviarà, de manera que es genera tensió dins del material i s'amplifica a través del transistor i es transmet a la ECU.

Interfície del sensor de posició de l'arbre de lleves amb microcontrolador (Arduino o PIC):

Hi ha diferents tipus de sensors d'arbre de lleves disponibles, com hem vist anteriorment. Cadascun ve amb els seus propis tipus de sortida. Quan es connecta un sensor d'arbre de lleves amb el microcontrolador, cal tenir en compte els següents punts.

1. Entendre la sortida del sensor:

Determineu el tipus de senyal que produeix el vostre sensor de posició de l'arbre de lleves. Pot ser un senyal digital (ON/OFF), tensió analògica o senyal PWM (modulació d'amplada de pols). En cas de

• Sensors d'efecte Hall:

• • • El tipus de sortida és: Digital
    • Descripció: Els sensors d'efecte Hall detecten canvis en un camp magnètic. Normalment proporcionen un senyal digital que canvia entre els estats ALTA i BAIX a mesura que l'arbre de lleves gira, indicant la posició de l'arbre de lleves.

• Sensors òptics:

• • • El tipus de sortida és: Digital (normalment)
    • Descripció: Els sensors òptics utilitzen la llum per detectar la posició de l'arbre de lleves. Sovint proporcionen un senyal digital amb polsos que representen la posició de l'arbre de lleves.
• Sensors magnètics (sensors de reluctància variable):
  • • Tipus de sortida: Variable (com analògic)
    • Descripció: Els sensors magnètics generen un senyal de tensió analògic que varia a mesura que gira l'arbre de lleves. L'amplitud del senyal canvia amb la posició de l'arbre de lleves.

2. Trieu pins d'entrada:

Al microcontrolador, seleccioneu els pins digitals o analògics que utilitzareu per connectar-vos al sensor de posició de l'arbre de lleves. Assegureu-vos que aquests pins siguin compatibles amb el senyal de sortida del sensor i els nivells de tensió.

1. Cablejat: Connecteu la sortida del sensor de posició de l'arbre de lleves als pins d'entrada escollits al microcontrolador. Utilitzeu divisors de tensió o canviadors de nivell adequats si cal per assegurar-vos que els nivells de tensió del sensor són compatibles amb el microcontrolador.

1. Font d'alimentació: Proporcioneu la font d'alimentació necessària al sensor de posició de l'arbre de lleves. Això pot implicar connectar el sensor a una font de tensió adequada (per exemple, 5 V) i connectar la seva terra (GND) a la terra del microcontrolador.

1. Llegeix les dades del sensor: Escriviu codi en el llenguatge de programació compatible amb el vostre microcontrolador (per exemple, C/C++, Python, etc.) per llegir el senyal del sensor. Utilitzeu les funcions digitalRead() o analogRead() segons sigui necessari.

6. Tractament de les dades: Depenent del tipus de sensor, és possible que hàgiu de processar més les dades del sensor. Per exemple, si feu servir un sensor digital, podeu utilitzar directament el seu estat per a la vostra            aplicació. Si utilitzeu un sensor analògic, és possible que hàgiu de convertir la tensió analògica en un valor significatiu.

Interfície del sensor de l'arbre de lleves al codi del microcontrolador:

#include

const int sensorPin = 2; // Substituïu amb el número de pin real

int sensorValue = 0;

void setup() {

pinMode (sensorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

bucle buit() {

sensorValue = digitalRead (sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

retard (1000); // Retard 1 segon

}

Símptomes del sensor de posició de l'arbre de lleves

Quan el sensor del pistó de l'arbre de lleves funciona malament, es poden produir diversos problemes. Per tant, hi ha alguns símptomes d'advertència que es produeixen abans que aquest sensor hagi fallat completament i el motor del cotxe s'apagarà.

Assegureu-vos que la llum del motor estigui encès

La llum del motor s'encén si el sensor de posició de l'arbre de lleves deixa de funcionar. Un cop aquest llum està encès, cal aturar el vehicle sense demora. Si no hi presteu atenció, provocarà un dany greu al motor del cotxe.

Problemes d'encesa

Un cop comença qualsevol problema amb el sensor, el senyal que es transmet al motor del cotxe tampoc no funciona. Per tant, el senyal transmès és molt feble i no deixarà que el cotxe comenci, ja que no hi haurà parpelleig del sistema d'encesa.

L'eficiència del combustible és deficient

Si el vehicle no proporciona prou combustible per al motor del cotxe, el sensor pot proporcionar informació incorrecta a l'ECM, en cas contrari, els injectors de combustible podrien obrir-se durant molt de temps. Així, això farà que el motor no funcioni de manera molt eficient, provocarà cops del motor i pot causar lesions molt greus.

El canvi de transmissió és pobre

Si el sensor de posició de l'arbre de lleves és incorrecte, els cotxes amb transmissions automàtiques s'enfrontaran a alguns problemes durant el canvi de marxa del cotxe. Així que cal apagar el motor del cotxe, quedar-se una mica i tornar a engegar el motor. A més, les dades obtingudes a través de l'ECM d'un sensor defectuós eviten que el solenoide de canvi funcioni i canviï els engranatges del cotxe, que es coneix com Limp Mode i ajuda a protegir el motor del cotxe dels danys reduint la velocitat del motor.

Parada del motor

Una vegada que el motor del cotxe s'atura o s'atura mentre condueix a causa de la manca de subministrament de combustible suficient al motor mitjançant injectors de combustible, el motor es pot parar i el cotxe es pot danyar.

El consum de combustible és elevat

Un sensor defectuós pot afectar negativament l'economia de combustible, cosa que significa que el motor del vehicle consumeix més combustible. Aquest problema és molt rar, tot i que no podem ser menyspreable i necessita una substitució o reparació instantània del sensor.

Poca acceleració

Es produeix una mala acceleració a causa del sensor de posició de l'arbre de lleves dolent. Un cop aquest sensor deixi de funcionar, el vehicle no accelerarà gaire ràpid. Una vegada que es produeix una acceleració deficient, fa que el vostre cotxe s'estufi, falta de potència, velocitat baixa, s'atura o fins i tot s'atura.

Error d'encesa del motor

El senyal del sensor és necessari per treballar els injectors de combustible i els motors. Si aquest sensor falla, pot provocar que el motor s'encén i produeixi vibracions quan accelera.

Olor de gas

Un sensor defectuós pot abocar combustible no cremat indirectament al sistema d'escapament d'un vehicle. Per tant, això no només afecta l'economia de combustible, sinó que també provoca una mica de fum negre i provoca una olor clara que és extremadament insegura per a les persones.

Ralentí brusc

La fallada del sensor pot provocar un ralenti brusc del motor del vehicle. Una vegada que el sensor funciona malament, es produeix a causa de la combustió asíncrona dins del cilindre.

Com provar un sensor de posició de l'arbre de lleves amb un multímetre

Les proves del sensor de posició de l'arbre de lleves són molt importants per comprovar-ne el bon funcionament. Aquests sensors es poden veure afectats per moltes avaries que poden afectar la fallada del sensor o el seu funcionament desigual. Per tant, un diagnòstic precís del sensor és una prova molt important. La prova del sensor de posició de l'arbre de lleves és possible mitjançant un multímetre o un oscil·loscopi. Per tant, provar un sensor de posició de l'arbre de lleves amb un multímetre és molt fàcil i ràpid.

Per provar aquest sensor amb un multímetre, és essencial mesurar la tensió del sensor que es produeix al seu cable de senyal. Aquí, les dades que s'obtenen depenen principalment del tipus de sensor i vehicle. A més, segons el tipus de sensor, tenen diferents pins perquè un sensor d'arbre de lleves de tipus inductiu o magnètic inclou dos cables, mentre que un sensor d'efecte hall inclou tres cables.

Abans de començar la prova del sensor amb un multímetre, heu de posar la caixa en neutre o en un parc, localitzar el cotxe al fre d'estacionament i desconnectar el sistema de combustible simplement estirant el pont de la bomba de combustible del bloc de fusibles per evitar el motor. començant.

Prova del sensor de posició de l'arbre de lleves de 3 fils

Per provar tres sensors de posició de l'arbre de lleves de filferro, heu de configurar el mode de volts de CC al multímetre i separar el connector del sensor.

• Primer, la sonda de color vermell del multímetre s'ha de connectar al cable d'alimentació i la sonda de color negre al menys de la bateria;
• Després d'això, durant uns segons, intenteu engegar el motor del cotxe.
• Ara la lectura de voltatge ha de ser d'uns 5 volts al multímetre.
• Per observar si el cable menys connector del sensor està intacte i curtcircuitat, col·loqueu-hi la varilla reactiva vermella i mantingueu la negra per sobre del terminal negatiu de la bateria.
• Ara, cal tornar a engegar el motor del cotxe, la lectura de la tensió ha de ser de 0,1 o 0,2 V a la pantalla del multímetre.
• El mateix procés només s'ha de provar amb el cable de senyal, ara la tensió a la pantalla del multímetre hauria de canviar de 0 a 5 volts si el sensor és bo.
• Ara, sense engegar el motor del cotxe i només amb l'encesa encès, mesura la tensió entre els contactes de senyal i positiva, hauria de ser un mínim del 90% de la tensió d'alimentació.

Com substituir el sensor de l'arbre de lleves?

Per substituir aquest sensor, cal seguir els passos següents.

• Al principi, hem de separar el cable negatiu de la bateria.
• Cal col·locar aquest sensor normalment a la part davantera, posterior o superior del motor del cotxe i probablement tindrà connectat un connector de 2 a 3 cables.
• Un cop ho descobriu, heu de descarregar la pestanya que hi ha a sobre del sensor per separar els cables del sensor de l'arbre de lleves.
• Sense cap demora, traieu el cargol de muntatge que està connectat al sensor de l'arbre de lleves al motor del cotxe.
• Traieu el sensor esgotat amb un petit gir.
• Un cop connectat un sensor nou, heu d'aplicar una mica d'oli de motor a la junta tòrica del sensor.
• Configureu el nou sensor i protegiu-lo mitjançant els cargols de muntatge.
• Torneu a connectar el connector de cable correctament al sensor de l'arbre de lleves.
• Finalment, torneu a connectar el terminal negatiu de la bateria.
• A continuació, feu una prova de conducció per saber si el sensor de posició de l'arbre de lleves funciona o no.

Aplicacions

El utilitza el sensor de posició de l'arbre de lleves incloure el següent.

• El sensor de l'arbre de lleves permet que el control del motor decideixi la ubicació precisa de l'accionament del cigonyal.
• Aquest sensor fa un seguiment de la rotació de l'arbre de lleves centrant-se en si les vàlvules estan obertes o tancades.
• Aquest sensor s'utilitza en un motor de cotxe per mesurar la posició i la revolució de l'arbre de lleves,
• Aquests s'utilitzen dins Motors BLDC o utilitzat en automòbils.
• Aquest sensor s'utilitza en alguns motors Vauxhall ECOTEC.

Així, això és una visió general del sensor de posició de l'arbre de lleves , el seu funcionament i les seves aplicacions. Aquest és un component electrònic utilitzat per recopilar informació sobre la velocitat de rotació i el posicionament de l'arbre de lleves. Transmet les dades a la unitat de control electrònic del vehicle perquè estableixi el temps dels sistemes d'encesa i la injecció de combustible. Hi ha moltes raons per a la fallada del sensor de l'arbre de lleves, com ara curtcircuits interns, danys mecànics, trencament dins de la roda del codificador i interrupció de la connexió a la CU (unitat de control). Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és un sensor de posició del cigonyal?