تستخدم محركات الحقن والديزل الحديثة أنظمة تحكم بها العديد من أجهزة الاستشعار التي تراقب عشرات المعلمات.من بين أجهزة الاستشعار، يشغل مكان خاص مستشعر الطور، أو مستشعر موضع عمود الحدبات.اقرأ عن وظائف هذا المستشعر وتصميمه وتشغيله في المقالة.
ما هو جهاز استشعار المرحلة
مستشعر الطور (DF) أو مستشعر موضع عمود الحدبات (DPRV) هو مستشعر لنظام التحكم لمحركات حقن البنزين والديزل التي تراقب موضع آلية توزيع الغاز.بمساعدة DF، يتم تحديد بداية دورة المحرك من خلال الأسطوانة الأولى (عند الوصول إلى TDC) ويتم تنفيذ نظام الحقن المرحلي.يرتبط هذا المستشعر وظيفيًا بمستشعر موضع العمود المرفقي (DPKV) - يستخدم نظام إدارة المحرك الإلكتروني قراءات كلا المستشعرين، وبناءً على ذلك، يولد نبضات لحقن الوقود والإشعال في كل أسطوانة.
يتم استخدام DFs فقط في محركات البنزين ذات الحقن المرحلي الموزع وفي بعض أنواع محركات الديزل.وبفضل المستشعر، يتم تنفيذ مبدأ الحقن المرحلي نفسه بسهولة أكبر، أي حقن الوقود والإشعال لكل أسطوانة، اعتمادًا على وضع تشغيل المحرك.ليست هناك حاجة إلى DF في المحركات المكربنة، حيث يتم توفير خليط الوقود والهواء للأسطوانات من خلال مشعب مشترك، ويتم التحكم في الإشعال باستخدام موزع أو مستشعر موضع العمود المرفقي.
يستخدم DF أيضًا في المحركات ذات نظام توقيت الصمام المتغير.في هذه الحالة، يتم استخدام أجهزة استشعار منفصلة لأعمدة الكامات التي تتحكم في صمامات السحب والعادم، بالإضافة إلى أنظمة التحكم الأكثر تعقيدًا وخوارزميات التشغيل الخاصة بها.
تصميم أجهزة الاستشعار المرحلة
حاليًا، يتم استخدام DF استنادًا إلى تأثير Hall - حدوث فرق محتمل في رقاقة أشباه الموصلات التي يتدفق من خلالها التيار المباشر عند وضعها في مجال مغناطيسي.يتم تنفيذ أجهزة استشعار تأثير هول بكل بساطة.يعتمد على رقاقة شبه موصلة مربعة أو مستطيلة، تتصل جهات الاتصال من جوانبها الأربعة - مدخلان لتزويد التيار المباشر، ومخرجان لإزالة الإشارة.للراحة، تم تصميم هذا التصميم على شكل شريحة مثبتة في غلاف المستشعر مع المغناطيس وأجزاء أخرى.
هناك نوعان من تصميم أجهزة استشعار الطور:
-مشقوق؛
- النهاية (قضيب).
مستشعر الشق
مستشعر النهاية
يحتوي مستشعر الطور المشقوق على شكل حرف U، ويوجد في قسمه نقطة مرجعية (علامة) لعمود الكامات.ينقسم جسم المستشعر إلى نصفين، في أحدهما يوجد مغناطيس دائم، وفي الثاني يوجد عنصر حساس، وفي كلا الجزأين يوجد نوى مغناطيسية ذات شكل خاص، توفر تغيرًا في المجال المغناطيسي أثناء مرور المعيار.
المستشعر النهائي له شكل أسطواني، وتمر النقطة المرجعية لعمود الكامات أمام نهايته.في هذا المستشعر يقع عنصر الاستشعار في النهاية، وفوقه يوجد مغناطيس دائم ونوى مغناطيسية.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن مستشعر موضع عمود الكامات متكامل، أي أنه يجمع بين عنصر استشعار الإشارة الموضح أعلاه ومحول إشارة ثانوي يعمل على تضخيم الإشارة وتحويلها إلى شكل مناسب للمعالجة بواسطة نظام التحكم الإلكتروني.عادة ما يتم تركيب محول الطاقة مباشرة في المستشعر، مما يبسط إلى حد كبير عملية تركيب وتكوين النظام بأكمله.
مبدأ عمل مستشعر الطور
يتم إقران مستشعر الطور بقرص رئيسي مثبت على عمود الكامات.يحتوي هذا القرص على نقطة مرجعية لتصميم أو لآخر، والتي تمر أمام المستشعر أو في الفجوة الخاصة به أثناء تشغيل المحرك.عند المرور أمام الحساس فإن النقطة المرجعية تغلق الخطوط المغناطيسية الخارجة منها مما يؤدي إلى تغير المجال المغناطيسي الذي يعبر العنصر الحساس.ونتيجة لذلك، يتم توليد دفعة كهربائية في حساس هول، والتي يتم تضخيمها وتغييرها بواسطة المحول، ويتم تغذيتها إلى وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك.
بالنسبة لأجهزة الاستشعار ذات الشقوق والنهاية، يتم استخدام الأقراص الرئيسية ذات التصميمات المختلفة.يعمل القرص المزود بفجوة هوائية مقترنًا بأجهزة استشعار مشقوقة - يتم تشكيل نبض تحكم عند مرور هذه الفجوة.يعمل القرص ذو الأسنان أو المعايير القصيرة المقترنة بمستشعر النهاية - يتم تشكيل دفعة تحكم عند مرور المعيار.
يتم إقران مستشعر الطور بقرص رئيسي مثبت على عمود الكامات.يحتوي هذا القرص على نقطة مرجعية لتصميم أو لآخر، والتي تمر أمام المستشعر أو في الفجوة الخاصة به أثناء تشغيل المحرك.عند المرور أمام الحساس فإن النقطة المرجعية تغلق الخطوط المغناطيسية الخارجة منها مما يؤدي إلى تغير المجال المغناطيسي الذي يعبر العنصر الحساس.ونتيجة لذلك، يتم توليد دفعة كهربائية في حساس هول، والتي يتم تضخيمها وتغييرها بواسطة المحول، ويتم تغذيتها إلى وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك.
بالنسبة لأجهزة الاستشعار ذات الشقوق والنهاية، يتم استخدام الأقراص الرئيسية ذات التصميمات المختلفة.يعمل القرص المزود بفجوة هوائية مقترنًا بأجهزة استشعار مشقوقة - يتم تشكيل نبض تحكم عند مرور هذه الفجوة.يعمل القرص ذو الأسنان أو المعايير القصيرة المقترنة بمستشعر النهاية - يتم تشكيل دفعة تحكم عند مرور المعيار.
وقت النشر: 24 أغسطس 2023