Diagnostyka czujników indukcyjnych wału korbowego i wałka rozrządu
Czujnik indukcyjny położenia jest czujnikiem bez zasilania – jest stosowany w silnikach benzynowych i wysokoprężnych do pomiaru obrotów silnika oraz pozycji wału korbowego lub wałka rozrządu.
Czujnik składa się z magnesu trwałego otoczonego cewką (ilustracja 1). Ruch koła enkodera zniekształca pole magnetyczne i wytwarza napięcie prądu przemiennego (ilustracje 4 i 5). Liczbę zębów czujnika wału korbowego można podzielić przez sześć; często jest ich 60, z czego dwa zęby są pominięte (ilustracje 2 i 3). Wgłębienie informuje moduł sterujący o dokładnym położeniu wału korbowego. Odległość pomiędzy wgłębieniami odpowiada jednemu obrotowi wału korbowego. Bez sygnału z czujnika wału korbowego większość silników samochodów osobowych nie uruchamia się.
Funkcja
Moduł sterujący ocenia tylko ujemną część napięcia AC. Punkt aktywacji wynosi -0,3 V na opadającej krawędzi, tzn. gdy napięcie sygnału zmienia się z zakresu dodatniego na ujemny (ilustracje 4 i 5). Na podstawie odstępu czasu pomiędzy punktami aktywacji moduł sterujący może rozpoznać wgłębienia i w ten sposób określić obroty silnika i pozycję wału korbowego. Ocena sygnału z czujnika wałka rozrządu umożliwia modułowi sterującemu ustalenie, czy dany cylinder jest w suwie sprężania, czy też w suwie wydechu.
Możliwe błędy
Większość silników nie uruchamia się po awarii czujnika wału korbowego lub wałka rozrządu. Jeśli czujnik wału korbowego ulegnie awarii podczas jazdy, silnik zostanie zatrzymany. Jeśli czujnik wałka rozrządu ulegnie awarii, silnik będzie nadal pracować, ale po wyłączeniu nie będzie można go uruchomić ponownie. Niektóre silniki, jak np. silniki Grupy VAG z zespołem dyszy-pompy, również uruchamiają się z uszkodzonym czujnikiem wałka rozrządu. Moduł sterujący wprowadza TDC (górne martwe położenie) pierwszego cylindra na zasadzie próbnej i czeka na reakcję silnika. Gdy silnik uruchamia się, wykorzystuje czujnik wału korbowego do określenia pozycji pozostałych cylindrów. Jeśli silnik nie uruchomi się, spróbuje ponownie po jednym obrocie.
W przypadku wielu silników, jeśli czujnik wału korbowego ulegnie awarii, błąd nie jest zapisywany w pamięci usterek, ponieważ moduł sterujący zakłada, że silnik jest zatrzymany. Jeśli istnieje podejrzenie awarii czujnika wału korbowego, należy za pomocą testera wyświetlić na liście danych obroty silnika i obroty wałka rozrządu. Podczas rozruchu obroty silnika powinny być wyświetlane jako obroty rozrusznika w zakresie od 200 do 300 obr./min. Obroty z czujnika wałka rozrządu powinny być o połowę mniejsze od wartości wału korbowego. Jeśli podczas uruchamiania wskazywane są obroty 0 1/min, można mieć pewność, że dany czujnik jest uszkodzony.
Aby wyizolować błąd, należy wykonać następujące pomiary
– Zmierzyć rezystancję cewki przy odłączonej wtyczce czujnika (wartość orientacyjna: 500–1500 Ω)* i sprawdzić, czy cewka nie jest zwarta do masy. Jeśli rezystancja nie odpowiada wartościom określonym przez producenta, należy wymienić czujnik. Niektórzy producenci wymagają procesu przyuczania przy użyciu testera po wymianie czujnika.
– Za pomocą szczelinomierza lub miernika głębokości sprawdzić odległość między czujnikiem a kołem enkodera (wartość orientacyjna 0,8–1,2 mm)*. Jeśli odległość jest zbyt duża, napięcie sygnału jest zbyt niskie podczas rozruchu. Silnik uruchamia się tylko przy dużych obrotach rozrusznika. Jeśli odległość będzie zbyt mała, wystąpi ryzyko uszkodzenia czujnika przez zęby enkodera. W niektórych silnikach BMW (M41 i M51) odległość między czujnikiem a kołem przetwornika można regulować.
– Należy użyć woltomierza w zakresie AC do pomiaru napięcia sygnału czujnika na odnośnych stykach modułu sterującego. Podczas uruchamiania woltomierz powinien wskazywać napięcie jednego wolta. Jeśli napięcie sygnału jest zbyt niskie, odległość od koła enkodera jest zbyt duża lub magnes trwały w czujniku słabnie.
Pomiar za pomocą oscyloskopu jest bardziej miarodajny. Wówczas na podstawie kształtu sygnału będzie można nie tylko ocenić poziom napięcia, ale również wykryć uszkodzenie koła enkodera lub odwrotną biegunowość przewodów. Koła enkodera mogą zostać uszkodzone podczas montażu koła zębatego lub wymiany paska zębatego.
Jeśli nie mierzysz żadnego napięcia na module sterującym, sprawdź przewody prowadzące do modułu sterującego pod kątem ciągłości, zwarcia między sobą i zwarcia doziemnego. Jeżeli konieczna jest naprawa przewodów między czujnikiem a modułem sterującym, należy zwrócić uwagę, aby nie zamienić tych dwóch przewodów. Jeśli te przewody zostaną zamienione, czujnik nadal będzie wysyłać sygnał. Sygnał jest odwrócony do góry nogami po zamianie przewodów (ilustracja 6). Moduł sterujący nie rozpoznaje prawidłowo położenia wału korbowego z powodu przesuniętych przekroczeń zera i często generuje błąd synchronizacji wału korbowego/wałka rozrządu. Silnik nie uruchomi się.
Taki sam błąd jest generowany w przypadku uszkodzenia, które występowało częściej w ostatnich latach. Łańcuchy rozrządu ulegają rozciągnięciu z powodu zaniedbania konserwacji i problemów z jakością materiałów - tj. nieprawidłową częstotliwością wymiany oleju lub nieprawidłowym rodzajem oleju - w takim stopniu, że synchronizacja wału korbowego z wałkiem rozrządu nie jest już możliwa.
Ten błąd często występuje również w przypadku, gdy łańcuch rozrządu grzechocze. Błąd można potwierdzić za pomocą dwukanałowego oscyloskopu w celu wychwycenia sygnału z czujnika wału korbowego i czujnika wałka rozrządu (ilustracja 7). W trybie jałowym sygnały obu czujników są stale przesuwane względem siebie przez uderzający łańcuch rozrządu. Jest to ostatni sygnał ostrzegawczy przed zniszczeniem silnika.
Źródło: Artykuł sponsorowany (NGK)
* Przed podjęciem decyzji o naprawie należy sprawdzić wartości docelowe producenta pojazdu.
NGK SPARK PLUG
Na świecie: Firma NGK SPARK PLUG jest jednym z wiodących dostawców części samochodowych oraz ceramiki technicznej z siedzibą główną w Nagoi (Japonia) oraz oddziałami i zakładami produkcyjnymi na całym świecie. Dywizja motoryzacyjna firmy specjalizuje się w technologiach zapłonu i czujników, dostarczając części klientom instalującym oryginalne wyposażenie (OE) na całym świecie.
Oferta dla klientów rynku wtórnego obejmuje świece zapłonowe, świece żarowe, cewki zapłonowe i przewody pod marką NGK Ignition Parts. Pod marką NTK Vehicle Electronics firma oferuje sondy lambda (w tym czujniki NOx), czujniki temperatury spalin (EGTS), przepływomierze powietrza (MAF) i czujniki ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym i ciśnienia doładowania (MAP), a także czujniki prędkości obrotowej i położenia wałka rozrządu i wału korbowego. Zatrudniając około 16 000 pracowników, firma generuje roczny globalny obrót z działalności w branży ceramiki motoryzacyjnej i technicznej w wysokości około 3,5 miliarda euro. Sprzedaż NGK SPARK PLUG w regionie EMEA (w tym należących do firmy spółek w UE, Wielkiej Brytanii, Francji i Eurazji) stanowi 26,1% globalnych obrotów. NGK SPARK PLUG działa na wszystkich kontynentach, w skład grupy wchodzi 41 spółek, 29 zakładów produkcyjnych i cztery centra techniczne.
Rynek części zamiennych EMEA: od czasu rozszerzenia działalności w latach 70. XX w. poza części motocyklowe i wejścia w sektor motoryzacyjny firma NGK SPARK PLUG odnotowała znaczny wzrost na rynku wtórnym. Dzięki wyjątkowej dbałości o jakość, technologię oraz badania i rozwój firma stała się światowym liderem w dziedzinie świec zapłonowych i sond oraz wiodącym dostawcą świec żarowych, cewek zapłonowych i przewodów, a także czujników. Pod względem organizacyjnym centrala regionalna NGK SPARK PLUG znajdująca się w Ratingen (Niemcy) obsługuje rynek części zamiennych w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce. W regionie EMEA firma posiada dziesięć spółek należących do grupy, zatrudnia ponad 1000 pracowników, a także ma dwa zakłady produkcyjne we Francji i RPA oraz centrum techniczne w Niemczech.
