W każdym nowoczesnym zespole napędowym zawsze znajduje się czujnik położenia wału korbowego, na podstawie którego budowane są układy zapłonu i wtrysku paliwa.O czujnikach położenia wału korbowego, ich rodzajach, budowie i działaniu oraz prawidłowym doborze i wymianie tych urządzeń przeczytasz w artykule.
Cel i miejsce czujnika położenia wału korbowego w silniku
Czujnik położenia wału korbowego (DPKV, czujnik synchronizacji, czujnik startu odniesienia) - element elektronicznego układu sterowania silnikiem spalinowym;Czujnik monitorujący charakterystykę pracy wału korbowego (położenie, prędkość) i zapewniający funkcjonowanie głównych układów jednostki napędowej (zapłon, moc, dystrybucja gazu itp.).
Nowoczesne silniki spalinowe wszystkich typów w większości wyposażone są w elektroniczne układy sterowania, które w pełni przejmują pracę jednostki we wszystkich trybach.Najważniejsze miejsce w takich układach zajmują czujniki - specjalne urządzenia śledzące określone cechy silnika i przesyłające dane do elektronicznej jednostki sterującej (ECU).Niektóre czujniki mają kluczowe znaczenie dla działania jednostki napędowej, w tym czujnik położenia wału korbowego.
DPKV mierzy jeden parametr – położenie wału korbowego w każdym momencie.Na podstawie uzyskanych danych wyznaczana jest prędkość wału oraz jego prędkość kątowa.Otrzymując te informacje, ECU rozwiązuje szeroki zakres zadań:
● Wyznaczanie momentu w GMP (lub GMP) tłoków pierwszego i/lub czwartego cylindra;
● Sterowanie układem wtrysku paliwa - określenie momentu wtrysku i czasu pracy wtryskiwaczy;
● Kontrola układu zapłonowego - określenie momentu zapłonu w każdym cylindrze;
● Sterowanie systemem zmiennych faz rozrządu;
● Kontrola pracy elementów układu odzyskiwania oparów paliwa;
● Kontrola i korekta pracy pozostałych układów związanych z silnikiem.
W ten sposób DPKV zapewnia normalne funkcjonowanie jednostki napędowej, w pełni determinując działanie jej dwóch głównych układów - zapłonu (tylko w silnikach benzynowych) i wtrysku paliwa (we wtryskiwaczach i silnikach Diesla).Czujnik okazał się także wygodny do sterowania innymi układami silnika, których działanie jest bezpośrednio lub pośrednio synchronizowane z położeniem i prędkością wału.Wadliwy czujnik może całkowicie zakłócić pracę silnika, dlatego należy go wymienić.Ale zanim kupisz nowy DPKV, musisz zrozumieć typy tych urządzeń, ich konstrukcję i działanie.
Rodzaje, konstrukcja i zasada działania DPKV
Niezależnie od typu i konstrukcji czujniki położenia wału korbowego składają się z dwóch części:
● Czujnik położenia;
● Dysk główny (dysk synchronizacyjny, dysk synchronizacyjny).
DPKV umieszcza się w plastikowej lub aluminiowej obudowie, którą mocuje się za pomocą wspornika obok dysku głównego.Czujnik posiada standardowe złącze elektryczne umożliwiające podłączenie do instalacji elektrycznej pojazdu, złącze może być umieszczone zarówno na korpusie czujnika, jak i na własnym, krótkim przewodzie.Czujnik mocuje się na bloku silnika lub na specjalnym wsporniku, znajduje się naprzeciwko tarczy wzorcowej i podczas pracy zlicza zęby.
Czujnik położenia wału korbowego w różnych silnikach
Tarcza wzorcowa to koło pasowe lub koło, na obwodzie którego znajdują się zęby o kwadratowym profilu.Tarcza jest sztywno zamocowana na kole pasowym wału korbowego lub bezpośrednio na jego czubku, co zapewnia obrót obu części z tą samą częstotliwością.
Działanie czujnika może opierać się na różnych zjawiskach i efektach fizycznych, najbardziej rozpowszechnione są urządzenia trzech typów:
● Indukcyjny (lub magnetyczny);
● W oparciu o efekt Halla;
● Optyczny (światło).
Każdy z typów czujników ma swoje własne cechy konstrukcyjne i zasadę działania.
Indukcyjny (magnetyczny) DPKV.Sercem urządzenia jest rdzeń magnetyczny umieszczony w uzwojeniu (cewce).Działanie czujnika opiera się na działaniu indukcji elektromagnetycznej.W stanie spoczynku pole magnetyczne w czujniku jest stałe, a w jego uzwojeniu nie płynie prąd.Kiedy metalowy ząb dysku głównego przechodzi w pobliżu rdzenia magnetycznego, pole magnetyczne wokół rdzenia zmienia się gwałtownie, co prowadzi do indukcji prądu w uzwojeniu.Kiedy tarcza się obraca, na wyjściu czujnika pojawia się prąd przemienny o określonej częstotliwości, który na podstawie ECU określa prędkość wału korbowego i jego położenie.
Jest to najprostsza konstrukcja czujnika, jest szeroko stosowana we wszystkich typach silników.Zaletą urządzeń tego typu jest praca bez zasilania - dzięki temu istnieje możliwość podłączenia ich jedną parą przewodów bezpośrednio do centrali sterującej.
Czujnik efektu Halla.Czujnik wykorzystuje efekt odkryty niemal półtora wieku temu przez amerykańskiego fizyka Edwina Halla: gdy prąd przepływa przez dwie przeciwległe strony cienkiej metalowej płytki umieszczonej w stałym polu magnetycznym, po jej pozostałych dwóch stronach pojawia się napięcie.Nowoczesne czujniki tego typu zbudowane są na specjalistycznych chipach Halla umieszczonych w obudowie z rdzeniami magnetycznymi, a dyski-matki dla nich posiadają namagnesowane zęby.Czujnik działa po prostu: w stanie spoczynku na wyjściu czujnika jest zerowe napięcie, gdy przechodzi namagnesowany ząb, na wyjściu pojawia się napięcie.Podobnie jak w poprzednim przypadku, gdy dysk główny się obraca, na wyjściu DPKV, który jest dostarczany do ECU, pojawia się prąd przemienny.
Indukcyjny czujnik położenia wału korbowego
Jest to czujnik bardziej złożony, który jednak zapewnia dużą dokładność pomiaru w całym zakresie prędkości obrotowych wału korbowego.Ponadto czujnik Halla wymaga do działania osobnego zasilania, dlatego jest podłączony trzema lub czterema przewodami.
Czujniki optyczne.Podstawą czujnika jest para źródło światła i odbiornik (LED i fotodioda), w szczelinie pomiędzy którymi znajdują się zęby lub otwory dysku głównego.Czujnik działa po prostu: dysk obracając się w różnych odstępach czasu przyćmiewa diodę LED, w wyniku czego na wyjściu fotodiody powstaje pulsacyjny prąd - jest on wykorzystywany przez jednostkę elektroniczną do pomiaru.
Obecnie czujniki optyczne mają ograniczone zastosowanie, ze względu na trudne warunki ich pracy w silniku – duże zapylenie, możliwość zadymienia, zanieczyszczenia płynami, brud drogowy itp.
Do współpracy z czujnikami służą standaryzowane dyski główne.Tarcza taka podzielona jest na 60 zębów rozmieszczonych co 6 stopni, przy czym w jednym miejscu tarczy nie ma dwóch zębów (tarcza synchronizacyjna typu 60-2) – to przejście stanowi początek obrotu wału korbowego i zapewnia synchronizację czujnika, ECU i powiązane systemy.Zwykle pierwszy ząb po pominięciu pokrywa się z położeniem tłoka pierwszego lub ostatniego cylindra w GMP lub GMP.Istnieją również tarcze z dwoma skokami zębów umieszczonymi względem siebie pod kątem 180 stopni (tarcza synchronizacyjna typu 60-2-2), takie tarcze są stosowane w niektórych typach jednostek napędowych Diesla.
Tarcze główne czujników indukcyjnych są wykonane ze stali, czasami w tym samym czasie, co koło pasowe wału korbowego.Tarcze czujników Halla są często wykonane z tworzywa sztucznego, a w ich zębach znajdują się magnesy trwałe.
Podsumowując, zauważamy, że DPKV jest często stosowany zarówno na wale korbowym, jak i na wałku rozrządu, w tym drugim przypadku służy do monitorowania położenia i prędkości wałka rozrządu oraz regulacji działania mechanizmu dystrybucji gazu.
Instalacja indukcyjnego typu DPKV i dysku głównego
Jak prawidłowo wybrać i wymienić czujnik wału korbowego
DPKV odgrywa kluczową rolę w silniku, awarie czujników prowadzą do gwałtownego pogorszenia pracy silnika (trudny rozruch, niestabilna praca, spadek charakterystyki mocy, detonacja itp.).W niektórych przypadkach, jeśli DPKV ulegnie awarii, silnik całkowicie przestanie działać (na co wskazuje sygnał Check Engine).Jeżeli opisano problemy z pracą silnika, należy sprawdzić czujnik wału korbowego, a w przypadku jego nieprawidłowego działania dokonać jego wymiany.
Najpierw należy sprawdzić czujnik, sprawdzić integralność jego korpusu, złącza i przewodów.Czujnik indukcyjny można sprawdzić testerem - wystarczy zmierzyć rezystancję uzwojenia, którą czujnik pracujący ma w zakresie 0,6-1,0 kOhm.Czujnika Halla nie można sprawdzić w ten sposób, jego diagnostykę można przeprowadzić jedynie na specjalnym sprzęcie.Ale najłatwiej jest zainstalować nowy czujnik, a jeśli silnik się uruchomi, problem polegał właśnie na nieprawidłowym działaniu starego DPKV.
Do wymiany należy wybrać czujnik wyłącznie takiego typu, jaki był montowany w samochodzie i zalecany przez producenta samochodu.Czujniki innego modelu mogą nie pasować na swoim miejscu lub popełniać istotne błędy w pomiarach, a w efekcie zakłócać pracę silnika.DPKV należy wymieniać zgodnie z instrukcją naprawy pojazdu.Zwykle wystarczy odłączyć złącze elektryczne, odkręcić jedną lub dwie śruby/śruby, wyjąć czujnik i w jego miejsce zamontować nowy.Nowy czujnik powinien znajdować się w odległości 0,5-1,5 mm od końca tarczy wzorcowej (dokładna odległość jest podana w instrukcji), odległość tę można regulować za pomocą podkładek lub w inny sposób.Przy właściwym wyborze DPKV i jego wymianie silnik natychmiast zacznie działać, tylko w niektórych przypadkach konieczna będzie kalibracja czujnika i zresetowanie kodów błędów.
Czas publikacji: 13 lipca 2023 r