Trong bất kỳ bộ nguồn hiện đại nào, luôn có cảm biến vị trí trục khuỷu, trên cơ sở đó hệ thống đánh lửa và phun nhiên liệu được xây dựng.Đọc tất cả về cảm biến vị trí trục khuỷu, loại, thiết kế và hoạt động của chúng, cũng như cách lựa chọn và thay thế chính xác các thiết bị này trong bài viết.
Mục đích và vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trong động cơ
Cảm biến vị trí trục khuỷu (DPKV, cảm biến đồng bộ, cảm biến khởi động tham chiếu) - một thành phần của hệ thống điều khiển điện tử động cơ đốt trong;Một cảm biến giám sát các đặc tính hoạt động của trục khuỷu (vị trí, tốc độ) và đảm bảo hoạt động của các hệ thống chính của bộ nguồn (đánh lửa, nguồn điện, phân phối khí, v.v.).
Hầu hết các loại động cơ đốt trong hiện đại đều được trang bị hệ thống điều khiển điện tử, hệ thống này đảm nhiệm hoàn toàn hoạt động của thiết bị ở tất cả các chế độ.Vị trí quan trọng nhất trong các hệ thống như vậy là các cảm biến - thiết bị đặc biệt theo dõi các đặc tính nhất định của động cơ và truyền dữ liệu đến bộ điều khiển điện tử (ECU).Một số cảm biến rất quan trọng đối với hoạt động của bộ nguồn, bao gồm cảm biến vị trí trục khuỷu.
DPKV đo một tham số - vị trí của trục khuỷu tại mỗi thời điểm.Dựa trên dữ liệu thu được, tốc độ của trục và vận tốc góc của nó được xác định.Nhận được thông tin này, ECU giải quyết một loạt các nhiệm vụ:
● Xác định mô men TDC (hoặc TDC) của piston của xi lanh thứ nhất và/hoặc xi lanh thứ tư;
● Điều khiển hệ thống phun nhiên liệu - xác định thời điểm phun và thời gian phun;
● Điều khiển hệ thống đánh lửa - xác định mômen đánh lửa trong mỗi xi lanh;
● Điều khiển hệ thống điều phối van biến thiên;
● Kiểm soát hoạt động của các bộ phận của hệ thống thu hồi hơi nhiên liệu;
● Kiểm soát và điều chỉnh hoạt động của các hệ thống khác liên quan đến động cơ.
Do đó, DPKV đảm bảo hoạt động bình thường của bộ nguồn, quyết định đầy đủ hoạt động của hai hệ thống chính của nó - đánh lửa (chỉ ở động cơ xăng) và phun nhiên liệu (ở kim phun và động cơ diesel).Ngoài ra, cảm biến còn thuận tiện cho việc điều khiển các hệ thống động cơ khác, hoạt động của chúng được đồng bộ trực tiếp hoặc gián tiếp với vị trí và tốc độ của trục.Cảm biến bị lỗi có thể làm gián đoạn hoàn toàn hoạt động của động cơ nên phải thay thế.Nhưng trước khi mua DPKV mới, bạn cần hiểu rõ loại thiết bị này, thiết kế và hoạt động của chúng.
Các loại, thiết kế và nguyên lý hoạt động của DPKV
Bất kể loại và thiết kế nào, cảm biến vị trí trục khuỷu đều bao gồm hai phần:
● Cảm biến vị trí;
● Đĩa chính (đĩa đồng bộ, đĩa đồng bộ).
DPKV được đặt trong vỏ nhựa hoặc nhôm, được gắn bằng giá đỡ bên cạnh đĩa chính.Cảm biến có một đầu nối điện tiêu chuẩn để kết nối với hệ thống điện của xe, đầu nối có thể được đặt cả trên thân cảm biến và trên cáp có chiều dài ngắn của chính nó.Cảm biến được cố định trên khối động cơ hoặc trên một giá đỡ đặc biệt, nó nằm đối diện với đĩa chính và trong quá trình hoạt động sẽ đếm số răng của nó.
Cảm biến vị trí trục khuỷu trên các động cơ khác nhau
Đĩa chính là một ròng rọc hoặc bánh xe, dọc theo ngoại vi của nó có các răng hình vuông.Đĩa được cố định chắc chắn trên puli trục khuỷu hoặc trực tiếp trên chân của nó, đảm bảo chuyển động quay của cả hai bộ phận với cùng tần số.
Hoạt động của cảm biến có thể dựa trên các hiện tượng và hiệu ứng vật lý khác nhau, phổ biến nhất là các thiết bị thuộc ba loại:
● Cảm ứng (hoặc từ tính);
● Dựa trên hiệu ứng Hall;
● Quang học (ánh sáng).
Mỗi loại cảm biến đều có đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động riêng.
DPKV cảm ứng (từ tính).Ở trung tâm của thiết bị là một lõi từ được đặt trong một cuộn dây (cuộn dây).Hoạt động của cảm biến dựa trên tác dụng của cảm ứng điện từ.Ở trạng thái nghỉ, từ trường trong cảm biến không đổi và không có dòng điện trong cuộn dây của nó.Khi răng kim loại của đĩa chính đi gần lõi từ, từ trường xung quanh lõi thay đổi đột ngột, dẫn đến cảm ứng dòng điện trong cuộn dây.Khi đĩa quay, một dòng điện xoay chiều có tần số cụ thể sẽ xuất hiện ở đầu ra của cảm biến, được ECU sử dụng để xác định tốc độ trục khuỷu và vị trí của nó.
Đây là thiết kế cảm biến đơn giản nhất, được sử dụng rộng rãi trên mọi loại động cơ.Ưu điểm của các thiết bị loại này là hoạt động mà không cần nguồn điện - điều này giúp có thể kết nối chúng trực tiếp chỉ bằng một cặp dây với bộ điều khiển.
Cảm biến hiệu ứng hall.Cảm biến này dựa trên một hiệu ứng được phát hiện bởi nhà vật lý người Mỹ Edwin Hall cách đây gần một thế kỷ rưỡi: khi dòng điện chạy qua hai mặt đối diện của một tấm kim loại mỏng đặt trong từ trường không đổi, điện áp xuất hiện ở hai mặt còn lại của nó.Các cảm biến hiện đại thuộc loại này được chế tạo trên các chip Hall chuyên dụng được đặt trong hộp có lõi từ tính và các đĩa chính dành cho chúng có răng từ hóa.Cảm biến hoạt động đơn giản: ở trạng thái nghỉ, điện áp đầu ra của cảm biến bằng 0, khi răng từ hóa đi qua, điện áp xuất hiện ở đầu ra.Như trong trường hợp trước, khi đĩa chính quay, một dòng điện xoay chiều sẽ xuất hiện ở đầu ra của DPKV, dòng điện này được cung cấp cho ECU.
Cảm biến vị trí trục khuỷu cảm ứng
Tuy nhiên, đây là một cảm biến phức tạp hơn, cung cấp độ chính xác đo cao trên toàn bộ phạm vi tốc độ trục khuỷu.Ngoài ra, cảm biến Hall cần có nguồn điện riêng để hoạt động nên được kết nối bằng ba hoặc bốn dây.
Cảm biến quang học.Cơ sở của cảm biến là một cặp nguồn sáng và bộ thu (LED và photodiode), trong khoảng trống giữa chúng có các răng hoặc lỗ của đĩa chính.Cảm biến hoạt động đơn giản: đĩa, khi quay theo các khoảng thời gian khác nhau, sẽ phát sáng hơn đèn LED, do đó một dòng xung được hình thành ở đầu ra của photodiode - nó được bộ phận điện tử sử dụng để đo lường.
Hiện nay, cảm biến quang học được sử dụng hạn chế do điều kiện hoạt động khó khăn trong động cơ - độ bụi cao, khả năng bốc khói, nhiễm chất lỏng, bụi bẩn trên đường, v.v.
Đĩa chủ được tiêu chuẩn hóa được sử dụng để làm việc với các cảm biến.Một đĩa như vậy được chia thành 60 răng nằm mỗi 6 độ, trong khi ở một vị trí của đĩa không có hai răng (đĩa đồng bộ loại 60-2) - đường chuyền này là điểm bắt đầu quay của trục khuỷu và đảm bảo sự đồng bộ hóa của cảm biến, ECU và các hệ thống liên quan.Thông thường, răng đầu tiên sau khi bỏ qua trùng với vị trí của piston của xi lanh thứ nhất hoặc cuối cùng tại TDC hoặc TDC.Ngoài ra còn có các đĩa có hai răng bỏ qua nằm ở góc 180 độ với nhau (loại đĩa đồng bộ 60-2-2), những đĩa như vậy được sử dụng trên một số loại bộ nguồn diesel.
Các đĩa chính cho cảm biến cảm ứng được làm bằng thép, đôi khi cùng lúc với puli trục khuỷu.Đĩa dành cho cảm biến Hall thường được làm bằng nhựa và nam châm vĩnh cửu được đặt trong răng của chúng.
Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng DPKV thường được sử dụng cả trên trục khuỷu và trục cam, trong trường hợp sau, nó được sử dụng để theo dõi vị trí và tốc độ của trục cam và điều chỉnh hoạt động của cơ cấu phân phối khí.
Lắp đặt DPKV loại cảm ứng và đĩa chủ
Cách chọn và thay thế cảm biến trục khuỷu đúng cách
DPKV đóng vai trò quan trọng trong động cơ, trục trặc về cảm biến dẫn đến hoạt động của động cơ bị suy giảm rõ rệt (khởi động khó, vận hành không ổn định, giảm đặc tính công suất, phát nổ, v.v.).Và trong một số trường hợp, nếu DPKV bị lỗi, động cơ sẽ hoàn toàn không hoạt động được (như được biểu thị bằng tín hiệu Check Engine).Nếu có vấn đề được mô tả trong hoạt động của động cơ, thì bạn nên kiểm tra cảm biến trục khuỷu và trong trường hợp nó gặp trục trặc, hãy tiến hành thay thế.
Đầu tiên, bạn cần kiểm tra cảm biến, kiểm tra tính toàn vẹn của thân, đầu nối và dây điện của nó.Cảm biến cảm ứng có thể được kiểm tra bằng máy kiểm tra - nó đủ để đo điện trở của cuộn dây, mà cảm biến làm việc có trong khoảng 0,6-1,0 kOhm.Không thể kiểm tra cảm biến Hall theo cách này, chẩn đoán của nó chỉ có thể được thực hiện trên thiết bị đặc biệt.Nhưng cách dễ nhất là lắp một cảm biến mới, và nếu động cơ khởi động thì vấn đề chính là ở trục trặc của DPKV cũ.
Để thay thế, bạn chỉ nên chọn loại cảm biến đã được lắp trên xe và được nhà sản xuất ô tô khuyến nghị.Cảm biến của kiểu máy khác có thể không khớp với vị trí hoặc gây ra sai số đáng kể trong phép đo và do đó làm gián đoạn hoạt động của động cơ.DPKV nên được thay đổi theo hướng dẫn sửa chữa xe.Thông thường, chỉ cần ngắt kết nối đầu nối điện, tháo một hoặc hai ốc vít / bu lông, tháo cảm biến và lắp một cái mới thay thế.Cảm biến mới phải được đặt ở khoảng cách 0,5-1,5 mm tính từ đầu đĩa chính (khoảng cách chính xác được nêu trong hướng dẫn), khoảng cách này có thể được điều chỉnh bằng vòng đệm hoặc bằng cách khác.Với sự lựa chọn đúng đắn của DPKV và sự thay thế của nó, động cơ sẽ ngay lập tức bắt đầu hoạt động, chỉ trong một số trường hợp, cần phải hiệu chỉnh cảm biến và đặt lại mã lỗi.
Thời gian đăng: 13-07-2023