تحتوي أي وحدة طاقة حديثة دائمًا على مستشعر موضع العمود المرفقي، والذي يتم على أساسه بناء أنظمة الإشعال وحقن الوقود.اقرأ كل شيء عن مستشعرات موضع العمود المرفقي وأنواعها وتصميمها وتشغيلها، بالإضافة إلى الاختيار الصحيح لهذه الأجهزة واستبدالها في المقالة.
الغرض ومكان مستشعر موضع العمود المرفقي في المحرك
مستشعر موضع العمود المرفقي (DPKV، مستشعر التزامن، مستشعر البدء المرجعي) - أحد مكونات نظام التحكم الإلكتروني لمحرك الاحتراق الداخلي؛جهاز استشعار يراقب خصائص أداء العمود المرفقي (الموضع، السرعة)، ويضمن عمل الأنظمة الرئيسية لوحدة الطاقة (الإشعال، الطاقة، توزيع الغاز، إلخ).
تم تجهيز محركات الاحتراق الداخلي الحديثة بجميع أنواعها في معظمها بأنظمة تحكم إلكترونية تتولى تشغيل الوحدة بالكامل في جميع الأوضاع.المكان الأكثر أهمية في مثل هذه الأنظمة هو أجهزة الاستشعار - وهي أجهزة خاصة تتتبع خصائص معينة للمحرك، وتنقل البيانات إلى وحدة التحكم الإلكترونية (ECU).تعتبر بعض أجهزة الاستشعار ضرورية لتشغيل وحدة الطاقة، بما في ذلك مستشعر موضع العمود المرفقي.
يقيس DPKV معلمة واحدة - موضع العمود المرفقي عند كل نقطة زمنية.وبناء على البيانات التي تم الحصول عليها، يتم تحديد سرعة العمود وسرعته الزاوية.من خلال تلقي هذه المعلومات، تحل وحدة التحكم الإلكترونية مجموعة واسعة من المهام:
● تحديد عزم TDC (أو TDC) لمكابس الأسطوانة الأولى و/أو الرابعة؛
● التحكم في نظام حقن الوقود - تحديد لحظة الحقن ومدة عمل الحاقنات.
● التحكم في نظام الإشعال - تحديد لحظة الإشعال في كل أسطوانة؛
● التحكم في نظام توقيت الصمام المتغير.
● التحكم في تشغيل مكونات نظام استعادة بخار الوقود.
● التحكم وتصحيح عمل الأنظمة الأخرى المتعلقة بالمحرك.
وبالتالي، يضمن DPKV الأداء الطبيعي لوحدة الطاقة، ويحدد بشكل كامل تشغيل نظاميها الرئيسيين - الإشعال (فقط في محركات البنزين) وحقن الوقود (في محركات الحقن والديزل).كما تبين أن المستشعر مناسب للتحكم في أنظمة المحركات الأخرى، والتي تتم مزامنة تشغيلها بشكل مباشر أو غير مباشر مع موضع العمود وسرعته.قد يؤدي وجود جهاز استشعار معيب إلى تعطيل تشغيل المحرك تمامًا، لذلك يجب استبداله.ولكن قبل شراء DPKV جديد، عليك أن تفهم أنواع هذه الأجهزة وتصميمها وتشغيلها.
أنواع وتصميم ومبدأ تشغيل DPKV
بغض النظر عن النوع والتصميم، تتكون مستشعرات موضع العمود المرفقي من جزأين:
● مستشعر الموضع؛
● القرص الرئيسي (قرص المزامنة، قرص المزامنة).
يتم وضع DPKV في علبة من البلاستيك أو الألومنيوم، والتي يتم تثبيتها عن طريق حامل بجوار القرص الرئيسي.يحتوي المستشعر على موصل كهربائي قياسي للاتصال بالنظام الكهربائي للمركبة، ويمكن وضع الموصل على جسم المستشعر وعلى الكابل الخاص به قصير الطول.يتم تثبيت المستشعر على كتلة المحرك أو على حامل خاص، وهو يقع مقابل القرص الرئيسي ويقوم أثناء التشغيل بحساب أسنانه.
مستشعر موضع العمود المرفقي في محركات مختلفة
القرص الرئيسي عبارة عن بكرة أو عجلة، يوجد على طول محيطها أسنان ذات شكل مربع.يتم تثبيت القرص بشكل صارم على بكرة العمود المرفقي أو مباشرة على إصبع القدم، مما يضمن دوران كلا الجزأين بنفس التردد.
يمكن أن يعتمد تشغيل المستشعر على ظواهر وتأثيرات فيزيائية مختلفة، والأكثر انتشارًا هي الأجهزة المكونة من ثلاثة أنواع:
● حثي (أو مغناطيسي)؛
● استنادا إلى تأثير هول؛
● بصري (خفيف).
كل نوع من أنواع أجهزة الاستشعار له ميزات التصميم الخاصة به ومبدأ التشغيل.
الاستقرائي (المغناطيسي) DPKV.يوجد في قلب الجهاز قلب مغناطيسي موضوع في ملف (ملف).يعتمد تشغيل المستشعر على تأثير الحث الكهرومغناطيسي.في حالة السكون، يكون المجال المغناطيسي في المستشعر ثابتًا ولا يوجد تيار في لفه.عندما تمر السن المعدنية للقرص الرئيسي بالقرب من القلب المغناطيسي، يتغير المجال المغناطيسي حول القلب فجأة، مما يؤدي إلى تحريض التيار في الملف.عندما يدور القرص، يحدث تيار متناوب بتردد معين عند خرج المستشعر، والذي تستخدمه وحدة التحكم الإلكترونية لتحديد سرعة العمود المرفقي وموضعه.
هذا هو أبسط تصميم لأجهزة الاستشعار، ويستخدم على نطاق واسع في جميع أنواع المحركات.تتمثل ميزة الأجهزة من هذا النوع في تشغيلها بدون مصدر طاقة - وهذا يجعل من الممكن توصيلها بزوج واحد فقط من الأسلاك مباشرة بوحدة التحكم.
مستشعر تأثير هول.يعتمد المستشعر على تأثير اكتشفه الفيزيائي الأمريكي إدوين هول منذ قرن ونصف تقريبًا، وهو أنه عندما يمر التيار عبر جانبين متقابلين من لوحة معدنية رقيقة موضوعة في مجال مغناطيسي ثابت، يظهر الجهد على الجانبين الآخرين.أجهزة الاستشعار الحديثة من هذا النوع مبنية على رقائق هول المتخصصة الموضوعة في علبة ذات نوى مغناطيسية، والأقراص الرئيسية الخاصة بها لها أسنان ممغنطة.يعمل المستشعر ببساطة: في حالة الراحة، يكون الجهد عند خرج المستشعر صفرًا، وعندما يمر السن الممغنط، يظهر الجهد عند الخرج.كما في الحالة السابقة، عندما يدور القرص الرئيسي، ينشأ تيار متناوب عند خرج DPKV، الذي يتم توفيره لوحدة التحكم الإلكترونية.
مستشعر موضع العمود المرفقي الحثي
يعد هذا مستشعرًا أكثر تعقيدًا، ولكنه يوفر دقة قياس عالية عبر نطاق سرعة العمود المرفقي بأكمله.كما أن مستشعر Hall يتطلب مصدر طاقة منفصلًا للتشغيل، لذلك يتم توصيله بثلاثة أو أربعة أسلاك.
أجهزة الاستشعار البصرية.أساس المستشعر هو زوج من مصدر الضوء وجهاز الاستقبال (LED والصمام الضوئي)، في الفجوة التي توجد بينها أسنان أو ثقوب القرص الرئيسي.يعمل المستشعر ببساطة: القرص، عند الدوران على فترات متفاوتة، يتفوق على مؤشر LED، ونتيجة لذلك يتم تشكيل تيار نابض عند إخراج الصمام الثنائي الضوئي - يتم استخدامه بواسطة الوحدة الإلكترونية للقياس.
في الوقت الحالي، تعد أجهزة الاستشعار الضوئية ذات استخدام محدود، نظرًا لصعوبة ظروف تشغيلها في المحرك - كثرة الغبار، واحتمال ظهور دخان، والتلوث بالسوائل، وأوساخ الطريق، وما إلى ذلك.
تُستخدم الأقراص الرئيسية القياسية للعمل مع أجهزة الاستشعار.ينقسم هذا القرص إلى 60 سنًا تقع كل 6 درجات، بينما لا يوجد سنان في مكان واحد من القرص (قرص المزامنة من النوع 60-2) - هذا التمرير هو بداية دوران العمود المرفقي ويضمن تزامن المستشعر، وحدة التحكم الإلكترونية والأنظمة المرتبطة بها.عادةً ما يتزامن السن الأول بعد التخطي مع موضع مكبس الأسطوانة الأولى أو الأخيرة عند TDC أو TDC.هناك أيضًا أقراص ذات أسنان متخطية تقع بزاوية 180 درجة لبعضها البعض (قرص المزامنة من النوع 60-2-2) ، وتستخدم هذه الأقراص في بعض أنواع وحدات طاقة الديزل.
الأقراص الرئيسية لأجهزة الاستشعار الحثية مصنوعة من الفولاذ، وأحيانًا في نفس الوقت الذي تصنع فيه بكرة العمود المرفقي.غالبًا ما تكون أقراص مستشعرات هول مصنوعة من البلاستيك، ويوجد مغناطيس دائم في أسنانها.
في الختام، نلاحظ أن DPKV غالبا ما يستخدم على العمود المرفقي وعلى عمود الحدبات، في الحالة الأخيرة، يتم استخدامه لمراقبة موضع وسرعة عمود الحدبات وإجراء تعديلات على تشغيل آلية توزيع الغاز.
تركيب النوع الاستقرائي DPKV والقرص الرئيسي
كيفية اختيار واستبدال مستشعر العمود المرفقي بشكل صحيح
يلعب DPKV دورًا رئيسيًا في المحرك، حيث تؤدي أعطال المستشعر إلى تدهور حاد في تشغيل المحرك (بدء التشغيل الصعب، والتشغيل غير المستقر، وانخفاض خصائص الطاقة، والتفجير، وما إلى ذلك).وفي بعض الحالات، في حالة فشل DPKV، يصبح المحرك غير صالح للعمل تمامًا (كما هو موضح بواسطة إشارة فحص المحرك).إذا كانت هناك مشاكل موصوفة في تشغيل المحرك، فيجب عليك التحقق من مستشعر العمود المرفقي، وفي حالة حدوث عطل، قم بإجراء بديل.
أولاً، تحتاج إلى فحص المستشعر والتحقق من سلامة جسمه وموصله وأسلاكه.يمكن فحص المستشعر الحثي باستخدام جهاز اختبار - وهو ما يكفي لقياس مقاومة اللف التي يتراوح مستشعر العمل بين 0.6-1.0 كيلو أوم.لا يمكن فحص مستشعر القاعة بهذه الطريقة، ولا يمكن إجراء تشخيصاته إلا على معدات خاصة.لكن أسهل طريقة هي تركيب مستشعر جديد، وإذا بدأ المحرك، فإن المشكلة كانت بالتحديد في خلل DPKV القديم.
للاستبدال، يجب عليك اختيار جهاز استشعار فقط من النوع الذي تم تركيبه على السيارة وأوصى به صانع السيارات.قد لا تتناسب أجهزة الاستشعار من طراز آخر في مكانها أو ترتكب أخطاء كبيرة في القياسات، ونتيجة لذلك، تعطل تشغيل المحرك.يجب تغيير DPKV وفقًا لتعليمات إصلاح السيارة.عادةً ما يكفي فصل الموصل الكهربائي وفك واحد أو اثنين من البراغي / البراغي وإزالة المستشعر وتركيب مستشعر جديد بدلاً من ذلك.يجب وضع المستشعر الجديد على مسافة 0.5-1.5 مم من نهاية القرص الرئيسي (المسافة الدقيقة موضحة في التعليمات)، ويمكن ضبط هذه المسافة باستخدام الغسالات أو بطريقة أخرى.مع الاختيار الصحيح لـ DPKV واستبداله، سيبدأ المحرك في العمل على الفور، فقط في بعض الحالات سيكون من الضروري معايرة المستشعر وإعادة ضبط رموز الخطأ.
وقت النشر: 13 يوليو 2023