Wat is de functie van de krukassensor in een voertuig?
De krukassensor (ook wel motortoerentalsensor genoemd) is de kernsensor van het elektronische motorregelsysteem. Deze sensor detecteert voornamelijk de positie van de krukas, het bovenste dode punt van de zuiger en het motortoerental, en stuurt signalen naar de ECU om de ontsteking en de brandstofinjectie te regelen. Deze sensor is meestal gemonteerd aan de voorzijde van de krukas, de voorzijde van de nokkenas, het vliegwiel of de verdeler. Hij moet samenwerken met de nokkenaspositiesensor.
Op basis van het werkingsprincipe kunnen sensoren in drie typen worden ingedeeld: magnetische pulssensor, Hall-sensor en foto-elektrische sensor. De magnetische pulssensor genereert een sinusgolfsignaal door een verandering in het magnetische veld teweeg te brengen via een signaalschijf. De Hall-sensor produceert een blokgolfsignaal met behulp van een triggerblad. De foto-elektrische sensor genereert een pulsspanning door licht door een opening te laten schijnen. De Hall-sensor vereist een externe 5V-voeding en de foto-elektrische sensor is gevoelig voor signaalverlies door olieverontreiniging. Typische storingen zijn onder andere signaalinterferentie door verouderde bedrading en startproblemen door een vervuilde sensor. Abnormale situaties kunnen het motorstoringslampje activeren en leiden tot onvoldoende vermogen of het niet kunnen starten van de motor. De moderne technologie laat een evolutie zien van analoge signalen naar digitale detectie.
Het detectieprincipe van de magnetische pulstype krukaspositiesensor
Magnetische puls-krukaspositiesensor van Nissan
Deze krukaspositiesensor is achter de poelie aan de voorzijde van de krukas gemonteerd. Aan de achterzijde van de poelie bevindt zich een dunne, ronde schijf met fijne tandjes (de signaalschijf), die samen met de krukaspoelie op de krukas is gemonteerd en met de krukas meedraait. Aan de buitenrand van de signaalschijf bevindt zich om de 4° een tandje langs de omtrek. Er zijn in totaal 90 tandjes, en om de 120° zijn 3 uitsteeksels aangebracht, dus in totaal 3. De sensorbox die aan de rand van de signaalschijf is gemonteerd, is een signaalgenerator die een elektrisch signaal produceert. De signaalgenerator heeft 3 magneetkoppen die rond de permanente magneet op de inductiespoel zijn gewikkeld, waarbij magneetkop ② een signaal van 120° genereert en magneetkoppen ① en ③ samen een krukashoeksignaal van 1° genereren. Magnetische kop ② is gericht naar de 120°-uitsteeksel van de signaalschijf, magnetische koppen ① en ③ zijn gericht naar de tandwielring van de signaalschijf, met een faseverschil gelijk aan de krukashoek. De signaalgenerator heeft signaalversterkings- en vormgevingscircuits en een externe vierpolige connector, waarbij gat "1" de 120°-signaaluitgangslijn is, gat "2" de voedingslijn voor het signaalversterkings- en vormgevingscircuit, gat "3" de 1°-signaaluitgangslijn en gat "4" de massalijn. Via deze connector wordt het door de krukaspositiesensor gegenereerde signaal naar de ECU verzonden.
Wanneer de motor draait, veroorzaken de tanden en uitsteeksels van de signaalschijf een verandering in het magnetische veld dat door de inductiespoel loopt, waardoor een wisselende elektromotorische kracht in de inductiespoel wordt opgewekt. Na filtering en vormgeving wordt dit een pulssignaal. Na één omwenteling van de motor genereert magneetkop ② 3 pulssignalen van 120°, en magneetkoppen ① en ③ genereren elk 90 pulssignalen (afwisselend). Omdat magneetkoppen ① en ③ met een tussenafstand van 3° krukashoek zijn geïnstalleerd en elk elke 4° een pulssignaal genereren, is het faseverschil tussen de door magneetkoppen ① en ③ gegenereerde pulssignalen precies 90°. Deze twee pulssignalen worden naar het signaalversterkings- en vormgevingscircuit gestuurd voor synthese, waarna een krukashoeksignaal van 1° wordt gegenereerd.
De magneetkop ② die het 120°-signaal genereert, is geïnstalleerd op 70° vóór het bovenste dode punt. Het signaal ervan kan daarom ook wel het 70° vóór het bovenste dode punt-signaal worden genoemd. Dit betekent dat magneetkop ② tijdens de werking van de motor een pulssignaal genereert op het bovenste dode punt van elke cilinder.
Magnetische puls-krukaspositiesensor van Toyota
Het TCCS-systeem van Toyota installeert een magnetische puls-krukaspositiesensor in de verdeler. De sensor is verdeeld in een boven- en een ondergedeelte. Het bovengedeelte genereert een G-signaal en het ondergedeelte een Ne-signaal. Beide gebruiken een rotor met tanden die roteert om een verandering in de magnetische flux van de inductiespoel van de signaalgenerator te veroorzaken. Hierdoor wordt een wisselende geïnduceerde elektromotorische kracht in de inductiespoel opgewekt, die vervolgens wordt versterkt en naar de ECU wordt gestuurd.
Het Ne-signaal is het signaal voor het detecteren van de krukashoek en het motortoerental, equivalent aan het 1°-signaal van de magnetische pulskrukaspositiesensor van Nissan. Dit signaal wordt gegenereerd door een rotor (N0.2-timingrotor) die aan de onderkant is bevestigd en 24 gelijkmatig verdeelde tanden heeft, en een aangrenzende meetspoel.
Wanneer de rotor draait, verandert de luchtspleet tussen de tanden en het flensgedeelte (magnetische kop) van de sensorspoel. Dit veroorzaakt een verandering in het magnetische veld dat door de sensorspoel loopt en genereert een geïnduceerde elektromotorische kracht. Wanneer de tanden de magnetische kop naderen en er weer van af bewegen, verandert de magnetische flux, waardoor elke tand een compleet wisselspanningssignaal in de sensorspoel genereert wanneer deze de magnetische kop passeert. De N0.2-timingrotor heeft 24 tanden, dus wanneer de rotor één volledige omwenteling maakt (d.w.z. de krukas draait 720°), genereert de sensorspoel 24 wisselspanningssignalen. Eén puls van het Ne-signaal in een cyclus komt overeen met 30° krukasrotatie (720° ÷ 24 = 30°). Een nauwkeurigere hoekdetectie wordt bereikt door de tijd van 30° rotatie door de ECU in 30 gelijke delen te verdelen, waardoor een krukasrotatiesignaal van 1° wordt gegenereerd. Op dezelfde manier wordt het motortoerental door de ECU gemeten op basis van de tijdsduur tussen twee pulsen van het Ne-signaal (60° krukasrotatie). Het G-signaal wordt gebruikt om cilinders te identificeren en de positie van het bovenste dode punt van de zuiger te detecteren, wat overeenkomt met het 120°-signaal van Nissans magnetische pulskrukaspositiesensor. Het G-signaal wordt gegenereerd door een flensrotor (nr. 1 timingrotor) boven de Ne-generator en de twee symmetrische detectiespoelen (G1-detectiespoel en G2-detectiespoel). Het principe van signaalgeneratie is hetzelfde als dat van het Ne-signaal. Het G-signaal wordt ook gebruikt als referentiesignaal voor het berekenen van de krukashoek.
De G1- en G2-signalen detecteren respectievelijk het bovenste dode punt van de 6e cilinder en de 1e cilinder. Door de positie van de G1- en G2-signaalgenerator bevindt de zuiger zich, wanneer de G1- en G2-signalen worden gegenereerd, niet exact in het bovenste dode punt (BTDC), maar 10° ervoor.
Detectie van magnetische pulskrukaspositiesensor
Neem bijvoorbeeld de magnetische pulskrukaspositiesensor die gebruikt wordt in het elektronische besturingssysteem van de 2JZ-GE-motor van de Crown 3.0 sedan, om de detectiemethode te illustreren.
Weerstandscontrole van de krukaspositiesensor
Zet het contact uit, verwijder de connector van de krukaspositiesensor en meet de weerstandswaarden tussen de aansluitingen van de krukaspositiesensor met een multimeter (zie tabel 1). Als de weerstandswaarden niet binnen het gespecificeerde bereik liggen, moet de krukaspositiesensor worden vervangen.
Wil je meer weten? Lees dan ook de andere artikelen op deze site!
Neem contact met ons op als u dergelijke producten nodig heeft.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. is vastbesloten om MG& te verkopen.MAXUSauto-onderdelen welkom kopen.
