A jármű néhány jeladója
Összegyűjtötte: Nagy Gábor 2010
Tartalomjegyzék Jeladókról általában
3
Induktív jeladók
5
HALL-generátoros HALL-generátoros jeladók
9
Foto-opto jeladó
11
Kerékfordulatszám Kerékfordulatszám szenzorok
13
Hőmérsékletmérés
15
- Ellenállás-hőmérők Ellenállás-hőmérők
15
- Hőelemek
16
Kopogásérzékelés
17
Fojtószelep Fojtószelep kapcsoló
19
Fojtószelep Fojtószelep potenciométer
20
Szívóvákuum-érzékelő
23
- Hall-elemes szívócsőnyomás-érzékel szívócsőnyomás-érzékelőő
24
- Piezorezisztív Piezorezisztív szívócsőnyomás-érzékelő szívócsőnyomás-érzékelő
24
- Elektropneumatikus Elektropneumatikus jelátalakító
25
Levegőmennyiség-mérők
26
- Emelkedő Emelkedő áramú légmennyiség-mérő légmennyiség-mérő (torlótárcsás)
26
- Torlócsappantyús Torlócsappantyús levegőmennyiség-mérő levegőmennyiség-mérő
27
Levegő tömegáram-mérők
29
- Hőszálas levegőtömeg-áram levegőtömeg-ár am mérő
29
- Forrófilmes légtömegmérő légtömegmérő
30
Gázpedál-szenzor
31
Lambda-szonda
33
- Feszültség-ugrásjelű Feszültség-ugrásjelű lambda-szonda lambda-szonda
33
- Ellenállásugrás-szonda Ellenállásugrás-szonda
35
- Szélessávú lambda-szonda
36
Az ESP működéséhez szükséges néhány jeladó
38
- Kormánykerék Kormánykerék elfordulás-érzékelő elfordulás-érzékelő
38
- Keresztgyorsulás-érzé Keresztgyorsulás-érzékelő kelő
39
- Perdület (elfordulási sebesség) sebesség) szenzor
39
- Egyesített Egyesített keresztgyorsulás keresztgyorsulás és perdületszenzor
40
Néhány jeladó jeladó a komfortelektronikához komfortelektronikához
41
- Eső-/fényszenzor Eső-/fényszenzor
41
- Fényszóró szennyeződés-szenzor szennyeződés-szenzo r
42 2
Az elektronikusan irányított rendszerekben az ”agynak” információkat kell szereznie a ”külvilágról” azért, hogy a rábízott folyamatokat vezérelni vagy szabályozni tudja. A jármű jeladóinak többsége nem villamos mennyiséget alakít át villamos mennyiséggé analóg vagy digitális úton. Mit is jelent ez: 1. Analóg: legyen a nem villamos mennyiség a motor hűtőközegének hőmérséklete, a jeladó legyen termisztor. E a termisztor a hőmérséklet-változást alakítja át ellenállás-változássá, mégpedig analóg módon (ez azt jelenti, hogy az ellenállás bármilyen értéket felvehet a működési tartományon belül), s a kijelzőről a motor hőmérséklete leolvasható. leolvasható. 2. Digitális: a jármű km-órája, melyről a megtett út 100 méter pontossággal olvasható le. A legkisebb felbontási egység, az ún. digit ebben az esetben 100 méter. A műszer csak azt tudja kijelezni, hogy hányszor haladtuk ezt meg. Például a 15-ös digit, vagyis a 15-ös számértékű kijelzés azt jelenti, hogy 1500 métert megtettünk, de azt nem tudjuk, hogy 1500 méter és 1600 méter között hol járunk. Jeladók integráltsága:
- Hagyományos esetben a jeladó(J) jele a vezetéken keresztül közvetlenül jut el a vezérlőegységhez(VE), amelybe beépítették a jelformáló(JF) és az analóg/digitális(A/D) átalakító egységet. egységet. A továbbított jel zavarérzékeny. zavarérzékeny. - Az 1. integráltsági fokozat azt jelenti, hogy a jeladóhoz integráltan, vele egybeépítve, analóg jelformáló(JF) csatlakozik. Előnye, hogy az analóg jel több ágra osztható és zavarérzékenysége zavarérzékenysége kisebb. - A 2. integráltsági fokozatú jeladó magába foglalja jelformáló mellett az A/D átalakítót is. A jeladó kimeneti jele digitális, tehát zavarás szempontjából ellenőrizhető, a zavaró jelek kiszűrhetők, és a jeladó buszképes. buszképes. 3
- A 3. integráltsági fokozat a legkorszerűbb, amelyhez az előzőeken kívül már mikroprocesszor is tartozik. Így már a jeladó teljesen önálló, intelligens, buszképes, illetve több vezérlőegység is lekérdezheti lekérdezheti az előállított e lőállított jelét. A jeladókat megbízhatóság szerint is osztályozzuk: osztályozzuk: - 1. csoport: A kormányzás, fékezés és az utasvédelem rendszereihez tartozó jeladókkal szemben támasztják a legszigorúbb legszigorúbb követelményeket. - A motor, erőátvitel, futómű és a gumiabroncsnyomás ellenőrzés rendszereinek jeladói alkotják a 2. csoportot. - A 3. csoportot a komfort, az információ, információ, a diagnosztika és a riasztórendszerek jeladói képezik. A mérési feladatokat, illetve ezek jeladóit az alábbiak szerint csoportosítjuk: Mérés célja
Jeladó
Alkalmazás Szívólevegő, utastér levegő, motor hűtőközeg, kenőolaj, nyomatékváltó hidraulika olaj
Hőmérséklet
Bimetal, termisztor, hőelem
Tengelyforgás
Indukciós, Hall-generátor, foto-, opto-kapus
Fordulatszám, szögsebesség, illetve szögsebességváltozásának mérése
Helyzet azonosítás, elmozdulás illetve elfordulás mérése
Indukciós, Hall-generátor, foto-, opto-kapus, potenciometrikus
Kormánykerék elfordulás, hengerazonosítás, fojtószelep elfordulás, levegőmennyiségmérő levegőmennyiségmérő illetve i lletve porlasztótű elmozdulása
Erő- és nyomatékmérés
Magnetoelasztikus, tenzometrikus, örvényáramú
Tengelyterhelés, csillapítóerő, kormányzási szervónyomaték mérése
Nyomásmérés Nyomásmérés
Potenciométeres, Hall-elemes, nyúlásmérő bélyeges
Szívócső illetve a légköri nyomás mérése
Áramlásmérés
Torlólap, hődrót, hőfilm
A motor által beszívott levegőáramlás mérése
Gázkoncentráció mérése Elektrokémiai cella
Oxigénkoncentráció mérése (λ-szonda)
Rezgésmérés
Piezoelem
Kopogás érzékelése
Gyorsulás/lassulás mérése
Hall-elemes, piezorezisztív, szeizmikus tömeges
Blokkolásgátló, kipörgésgátló, légzsák működtetése
4
FORDULATSZÁM, GYÚJTÁSVEZÉRLŐ GYÚJTÁSVEZÉRLŐ ÉS VONATKOZÁSI JELADÓK A motor fordulatszámának meghatározásához a motor forgásához kötött, periodikus jel szükséges, amelyet szolgáltathat pl: a gyújtásvezérlő jele, vagy a lendítőkerék fogaskoszorúja, illetve a főtengelyre főtengelyre erősített erő sített fogazott tárcsa. A gyújtás vezérlésére leggyakrabban indukciós vagy Hall-elemes jeladókat alkalmaznak, de japán gyártmányoknál vannak opto-kapus vezérlések is. A jeladókat működtető szerkezeteket vagy a főtengelyre főtengelyre vagy a gyújtáselosztó tengely t engelyére ére szerelik. A vonatkoztatási jeladó feladata, hogy az ECU-t tájékoztassa a főtengely (vagy vezérműtengely) helyzetéről (pontosabban, ő azt mondja meg, hogy az adott tengely átlépte-e a megadott szöghelyzetet).
INDUKTÍV JELADÓK 1. Térváltozás elvén működő indukciós jeladó: Felépítése: A forgattyús tengelyen (lendítőkeréken) egy fogazott tárcsát helyeznek el. A forgattyús tengely
forgása
közben
a
tárcsa
fogai
mágneses
fluxusváltozást okoznak az induktív jeladó tekercsében, aminek következtében váltakozó feszültség keletkezik a É D
tekercsben.
A
vezérlőegység
az
impulzusok
frekvenciájából(vagyis a jelek sűrűségéből) állapítja meg a
Uki
fordulatszám értékét. A: állandó mágnes, B: lágyvas mag, C: tekercs, D: fogaskerék.
A szolgáltatott jelalak:
5
Az előbbi jeladó csak a motor fordulatszámáról tud információt szolgáltatni, arról már nem, hogy a főtengely milyen helyzetben található. Ha a fordulatszám jeladóból vonatkoztatási jelet is szeretnénk kivenni, akkor a fogazott tárcsán egy jellegzetes pontot kell készítenünk, amely lehet: - egy fog kihagyása:
A jelezni kívánt főtengely elfordulási helyen kialakított foghíj következtében (ezt ált. a Bosch alkalmazza) nagyobb amplitúdójú jel keletkezik, mert nagyobb a mágneses térváltozás, így nagyobb az önindukciós feszültség is.
- egy fog megkettőzése: ebben az esetben a kettőzött jel miatt hamarabb érkezik a következő fog, így nem tud kialakulni az önindukciós feszültség, jelhiány lesz a vonatkoztatási pont:
Két fajta mágneses fordulatszám-szenzor létezik: 1. Két csatlakozással: Ez a fajta a mágneses fordulatszám-szenzor egy egyszeres tekerccsel rendelkezik. rendelkezik. A két kapocs a tekercs két csatlakozója. Az
ábrán
két
csatlakozású
mágneses fordulatszám-szenzor, és vázlatos Megfigyelhető
ábrája a
tekercs
látható. belső
csatlakozása.
6
2. Három csatlakozóval: Ez a fajta mágneses fordulatszám-szenzor egy egyszeres tekercsből és egy külön árnyékolóból áll. Két csatlakozó a tekercshez, egy pedig az árnyékoláshoz csatlakozik. csatlakozik. L Az
ábrán
három
csatlakozású
mágneses fordulatszám-szenzor, és vázlatos
ábrája
Megfigyelhető,
látható. hogy
két
csatlakozással rendelkezik a tekercs részére (az 1 és 2 csatlakozók), és egy
csatlakozóval
az
árnyékoló
részére (a 3 csatlakozó).
Az indukciós jeladó ellenőrzése: 1.) Elektromos diagnosztika: diagnosztika: A.) STATIKUS ÁLLAPOT: - Mérjük meg az ellenállást: Vegyük le a mágneses szenzor csatlakozóját és mérjük meg a tekercs két csatlakozási pontja között ellenállást. Az ellenállás (a szenzor típusától függően) 50 ohm és 5000 ohm között lehet. (Néhány jeladó ellenállás adata: Bosch 1000 Ω, Renix(Renault) 200 Ω, Lucas 3000 Ω) - Ellenőrizzük a kábelozást: Vegyük le a csatlakozót a mágneses gyorsulásszenzorról és az ECU-ról. Mérjük meg az ellenállást a mágneses gyorsulásszenzorhoz csatlakozó és az ECUhoz csatlakozó megfelelő megfelelő kapocs között. Az ellenállás kisebb kell legyen, mint 1 ohm. Ha nem így van, ellenőrizzük a kábeleket és a csatlakozókat, és javítsuk meg, ha szükséges. - Árnyékoló: Ha a mágneses gyorsulásszenzor árnyékolással rendelkezik, az árnyékolást is ellenőrizni kell. Vegyük le a csatlakozót a mágneses gyorsulásszenzorról, majd mérjük meg az ellenállást az árnyékolás csatlakozója és a tekercs csatlakozói között. Végtelen ellenállást kell kapjunk. Ha nem így van, cseréljük ki a szenzort. - Ellenőrizzük a feszültséget: A rendszertől függően, egyenfeszültség van a jelvezetéken. Ezt az alábbiak szerint ellenőrizzük: Indítsuk be a motort, és egy voltmérő használatával mérjük meg a feszültséget a mágneses gyorsulásszenzor jelvezetéke az akkumulátor negatív kapcsa között. Ez a feszültség (a rendszertől függően) 1 és 5 volt között lehet. B.) DINAMIKUS ÁLLAPOT: Egy oszcilloszkóp használatával ellenőrizze a mágneses fordulatszám-szenzor fordulatszám-szenzor jelét. • A jelvezetékre adott tápfeszültség nélküli mágneses fordulatszám-szenzor ellenőrzéséhez ellenőrzéséhez csatlakoztassu csat lakoztassukk az oszcilloszkóp oszcilloszkóp egyik mérőcsúcsát a mágneses mágneses szenzor 7
jelvezetékére, a másikat pedig az akkumulátor testkapcsára t estkapcsára.. Indítsuk be a motort és a képernyőn egy színuszjelnek kell megjelennie:
• A jelvezetékre adott tápfeszültséggel rendelkező mágneses fordulatszám-szenzor ellenőrzése hasonló módon történik, mint a tápfeszültség nélküli szenzorok esetén. A kapott oszcilloszkóp-kép hasonló, azzal a különbséggel, hogy a jel a nulla vonal felett helyezkedik el ( a jel mintegy 2,2 volttal a nulla vonal felett van):
2.) Mechanikus diagnosztika: - Szemrevételezés: Ellenőrizzük a szenzor, a csatlakozó és a kábelozás sérüléseit. Javítsuk meg, ha szükséges. - A mágneses kör vizsgálata, vagyis a légrés mérése és mágneses rövidzárak ellenőrzése. Az indukciós jeladó állandó mágnese a mágnesezhető anyagok forgácsait magához vonzza és ezáltal csökkenti a légrés ellenállását, ami csökkenti a jel amplitúdóját. A légrés általában 0,2-1,5 mm, s egyes esetekben állítható, más esetben nem.
8
2. Erővonal metszésen alapuló indukciós jeladók: Lényege: a mágneses tér és a vezető tekercs egymáshoz képest elmozdul. Például ilyen a váltakozó áramú tachogenerátor, amelyet a motor fordulatszámának vagy a jármű sebességének mérésére használnak. Felépítése:
Jele:
HALL-GENERÁTOROS HALL-GENERÁTOROS JELADÓK Hall-effektus: egy keskeny, vékony félvezető elemben keresztirányú feszültség keletkezik, ha hosszirányban hosszirányban áram folyik az elemen, és a félvezető elemet az áramfolyás irányára merőlegesen mágneses tér éri. A keletkező feszültség nagysága a mágneses tér erősségétől és a hosszirányban folyó áram nagyságától függ.
+
uH
-
i(t) B(t)
9
Hall-elemes jeladó felépítése:
„A” ábra: Amikor a harang a légrésben tartózkodik, akkor a mágneses erővonalak a harangon keresztül záródnak, és így nem haladnak át a Hall-IC-n, nem keletkezik benne feszültség. „B” ábra: A harang nincs a légrésben, így a mégneses erővonalak keresztülmennek keresztülmennek a Hall-IC-n, Hall-IC- n, abban feszültség feszültség keletkezik. Így néz ki a valóságban:
Jeladó ellenőrzése: ellenőrzése: -
Ellenőrizzük a csatlakozó(ka)t, és ha szükséges tisztítsuk meg vagy rögzítsük azokat, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a csatlakozások jók.
-
Ellenőrizzük a tápfeszültséget: Vegyük le a gyújtást, majd húzzuk ki a csatlakozót a szenzorból. Adjuk rá a gyújtást, és mérjük meg a pozitív csatlakozó és a negatív
10
akkumulátorsaru közötti feszültséget, amelynek meg kell egyeznie az akkufeszültséggel. Ha nem így van, akkor ellenőrizzük a vezetékeket, majd az ECU-t. -
Ellenőrizzük az ECU csatlakozót: Vegyük le a gyújtást, húzzuk ki a csatlakozót a szenzorból és az ECU-ból. Mérjük meg az ellenállást a pozitív kapocs vagy a jelcsatlakozók és az ECU csatlakozó megfelelő megfelelő pontjai között. Mindkettőnek Mindkettőnek kisebbnek kell lennie, mint mint 1 Ohm.
-
Ellenőrizzük a negatív csatlakozást: Ellenőrizzük a rajzon, hogy a negatív pólus közvetlen testhez vagy az ECU-hoz van-e kötve. Ha közvetlen testhez van kötve, akkor mérjük meg a negatív csatlakozó és a negatív akkumulátorsaru közötti ellenállást. Ha az ECU-hoz van kötve, akkor adjuk rá a gyújtást, és mérjük meg a negatív csatlakozó és az ECU megfelelő csatlakozója közötti ellenállást. Kisebbnek kell lennie, mint 1 Ohm. Ha nem kisebb, akkor ellenőrizzük a vezetékeket.
-
Ellenőrizzük a jeladó jelét: Kapcsoljunk egy oszcilloszkópot az ECU jelcsatlakozójához és a testhez. Indítsuk el vagy forgassuk meg a motort. Hasonlítsuk össze az alábbi oszcilloszkóp ábrával.
-
FONTOS: A Hall-jeladó kimenete maximum 20 mA-rel terhelhető, így izzós próbalámpával NEM vizsgálható, vizsgálható, csak LED-del!! LED-del!!
FOTO-OPTO JELADÓ Lényege: az opto-kapu egy fénysugár adóból és egy fénysugár vevőből áll, amelyek között elhaladó, a fénysugaraknak egy ideig útját álló takarószerkezet mozog. Így a fényforrással keltett fénysugár a forgó vezérlőtárcsa nyílásain keresztül a fényérzékeny elemre jut, illetve nem jut. Az átjutott fényt a vevő érzékeli, így szolgáltatva információt a vezérlőegység számára.
11
Jeladó szerkezete:
1: Forgó fénykapu(tárcsa) fénykapu(tárcsa) 2: Hengerazonosító ablak 3: Fordulatszám ablak 4: Vonatkozási ablak
1, Érzékelő egység 2, Forgó fénykapu (blende, fényátengedő furat)
Járművekben igen ritkán találkozunk opto-jeladókkal, a vizsgálata a jelalak oszcilloszkópos ellenőrzésére ellenőrzésére terjed t erjed ki, amely a következő alakú: alakú: Ez az ív az, ami megkülönbözteti a Hall jeladótól!!!
Egy tanács: a fotojeladó érzékelői könnyen elszennyeződnek, elszennyeződnek, így mindig ellenőrizzük a tisztaság t isztaságukat. ukat. Illetve, mivel az optojeladó működhet ultraibolya-, infravörös vagy természetes fénnyel is, így az oszcilloszkópos jealalak-vizsgálatot úgy végezzük el, hogy a külső fény ne jusson a fényérzékelőre. 12
KERÉKFORDULATSZÁM-SZENZOROK Feladata, hogy meghatározza a jármű kerekeinek forgási sebességét, azaz a kerekek fordulatszámát, amelyet a jármű ABS-, ASR-, ESP-vezérlése dolgoz fel. Fajtái: 1. PASSZÍV FORDULATSZÁM ÉRZÉKELŐ: a kerékagyhoz acélból készült impulzus jeladót rögzítettek, az vele együtt forgott, és a jeladóban feszültséget indukált – ugyanaz, mint a motorfordulatszám érzékelő érzékelő (1998-óta nem használják). használják). 2. AKTÍV KERÉKFORDULATSZÁM ÉRZÉKELŐ: esetében sokpólusú gyűrű veszi át az impulzuskerék impulzuskerék feladatát. A váltakozóan mágnesezett mágnesezett műanyag-elemeket műanyag-elemeket gyűrűala g yűrűalakban kban nem mágneses, fémes hordozón helyezik el. Ezek az északi és déli pólusok veszik át az impulzuskerék fogainak feladatát, a szenzor IC-je ezen mágnesek által okozott, állandóan változó változó mágneses mágneses térnek van kitéve, emiatt állandóan változik az IC-n átmenő mágneses fluxus, amikor a sokpólusú gyűrű forgásban van.
1: Kerékagy 2: Csapágy 3: Sokpólusú gyűrű 4:Kerékfordu-latszám-szenzor
Az aktív fordulatszám szenzorokra jellemző, hogy a Hallmérőelemet, a jelerősítőt és a jelfeldolgozót közös egységbe építik. A fordulatszám információ átvitele módosított áramként, négyszögjel négyszögjel formájában történik.
13
Az áramimpulzusok frekvenciája arányos a kerék fordulatszámával és a detektálás közel a teljes megállásig (0,1 km/h a mérési határ) lehetséges. A szükséges tápfeszültség 4,5 és 20 V közötti. A négyszög kimeneti jelek szintje 7 mA(alacsony) és 14 mA(magas).
A kerékforgásirány meghatározásának az elve egyszerű, ugyanis ugyanaz a szenzor nem egy, hanem három önálló HALL mérőcellát tartalmaz. Szilícium hordozóba integráltan a három mérőcella 200 mikrométer átmérőjű HALL elemekből épül fel. A három cella egymáshoz képest el van tolva 1,25 mm-el. Így a kerékforgáskor az egyes cellák szinuszos kimenőfeszültsége szintén egymáshoz képest fáziskéséssel rendelkezik, és ebből a késésből állapítható meg a kerék forgásiránya.
A kis méret és súly lehetővé teszi, hogy az aktív kerékfordulatszám-szenzort a kerékcsapágyba építsék:
Az aktív szenzorok vizsgálatához célműszer szükséges, mert ellenőrzésü e llenőrzésükhöz khöz tápfes t ápfeszültség zültség szükséges. A vizsgáló műszer kijelzi a kimeneti áramot, a kódoló kerék északi/déli pólusainak számát, a légrés méretét, valamint valamint a zárlatot is. 14
HŐMÉRSÉKLETMÉRÉS Feladata: a hőmérséklet mérése és továbbítása a vezérlőegységnek. Ez a hőmérséklet lehet: a motor hűtőfolyadék, hűtőfolyadék, a beszívott beszívott levegő, a motorolaj, a kipufogógáz hőfoka, stb.
1. ELLENÁLLÁS-HŐMÉRŐK ELLENÁLLÁS-HŐMÉRŐK Hőmérsékletszenzor Hőmérsékletszenzor felépítése: felépítése: A szenzor egy speciális speciális ellenállást(A) tartalmaz. Az ellenállás értéke értéke a hűtőfolyadék hőmérsékletének növekedésével csökken. Ezt az ellenállásfajtát NTK (negatív hőmérsékleti hőmérsékleti koefficiensű) ko efficiensű) termisztornak vagy NTK ellenállásnak nevezzük. Létezik olyan ellenállás is, amelynél az ellenállás értéke növekszik a hőmérséklet növekedésével. Ezt az ellenállásfajtát PTK (pozitív hőmérsékleti koefficiensű) termisztornak vagy PTK ellenállásnak nevezzük. Ilyen ellenállások néhány, a 80-as évek végén gyártott rendszerben rendszerben kerültek alkalmazásra. alkalmazásra. Elektromos vezérlés: Az ábrákon a hűtőfolyadék hőmérsékletszenzor hőmérsékletszenzor két kapcsolása
látható.
hőmérsékletszenzor
A
két
hűtőfolyadék
csatlakozási
ponttal
rendelkezik. Ezek egyike mindig a testhez csatlakozik (a vezérlőegységen keresztül (A) vagy közvetlenül (B)). A másik pont közvetlenül a vezérlőegységhez csatlakozik.
Léteznek egyes modellek három vagy négy csatlakozási ponttal is. A kettőnél több csatlakozási ponttal rendelkező hűtőfolyadék hűtőfolyadék hőmérsékletszenzoroknál, hőmérsékletszenzoroknál, két csatlakozó csatlakozó a hűtőfolyadék hűtőfolyadék hőmérsékletszenzorhoz,
a
többi
pedig
vagy
egy
hőkapcsolóhoz
vagy
egy
kiegészítő
hőmérsékletszenzorhoz hőmérsékletszenzorhoz csatlakozik: A kiegészítő hőmérsékletszenzor (-kapcsoló) szerepe:
A
kiegészítő
hőmérsékletszenzor
általában egyéb vezérlőegységeknek (pl. a kombinált órának) szolgáltat információt a hűtőfolyadék hőmérsékletéről. A kiegészítő hőkapcsoló leggyakrabban a hűtőventilátor beés kikapcsolását végzi. 15
NTK hőmérsékletszenzor hőmérsékletszenzor specifikációja: specifikációja: tápfeszültség: tápfeszültség:
5V az alábbi jelalak szerint, vagyis a hőmérséklet hőmérséklet növekedésével növekedésével csökken
ellenállás:
PTK hőmérsékletszenzor hőmérsékletszenzor specifikációja: specifikációja: tápfeszültség: tápfeszültség:
5V
ellenállás:
az alábbi jelalak szerint, vagyis hőmérséklet növekedésével növekszik
Hibakeresés: 1.) Elektromos diagnosztika: diagnosztika: - Statikus állapot: A következő mérések elvégzéséhez, a szenzorok csatlakozóit távolítsuk el. - Ellenállás mérése: Mérjük meg a szenzor ellenállását különböző hőmérsékleteken. A kapott eredményt hasonlítsuk össze a gyári leírással. - Vezeték ellenőrzése: Mérjük meg a huzalozás ellenállását a szenzor és az ECU között. A mért értéknek kisebbnek kell lennie mint 1 ohm. - Tápfeszültség ellenőrzése: kapcsoljuk be a gyújtást és mérjük meg a szenzor tápfeszültségét. tápfeszültségét. A megfelelő megfelelő érték: ért ék: 4.8 és 5.2 V közötti. 2.) Mechanikus Mechanikus diagnosztika: Ellenőrizzük a csatlakozók csat lakozók állapotát és szennyezettségét. szennyezettségét.
2. HŐELEMEK: A termisztorok 1300C-ig használhatók, (a platina ellenálláshőmérők 800 0C-ig, de lassúak), e fölött hőelemeket alkalmazunk. A hőelemek aktív jeladók, vagyis működésükhöz nincs szükség tápfeszültségre. Működésük alapja a következő: két különböző anyagú fém találkozási helyén, a különböző elektronsűrűség következtében, diffúziós áram indul meg, amelynek nagysága arányos a melegpont és a hidegpont hőmérsékletének különbségével. 16
KOPOGÁSÉRZÉKELÉS Ahhoz, hogy motorkopogás esetén a motorirányító egység a rendszer működésébe a kopogás megszüntetése céljából céljából beavatkozhasson, detektálni kell a rendellenes r endellenes égés létrejöttét, azaz a kopogás tényét. Mivel a motorkopogás nagyfrekvenciás nyomáslengés, amely rezgésbe hozza a motor szerkezeti elemeit, a konstruktőröknek rezgésérzékelőt rezgésérzékelőt kellett e célra kifejleszteniük. A kopogásérzékelő elhelyezése:
A szenzor felépítése és működése Az úgynevezett kopogásszenzorok általában piezoelektromos elven működő szenzorok: A piezoelektromos piezoelektromos kristályok olyan anyagok, amelyek külső mechanikai mechanikai behatásra – nyomásra, húzásra, hajlításra, csavarásra – villamos feszültséget feszültséget állítanak elő (vagyis töltésmennyi tö ltésmennyiséget séget választanak szét). A keletkezett feszültség nagysága arányos az igénybevétel nagyságával. 1 – Szeizmikus tömeg, 2 – Ház, 3 – Piezokerámia, 4 – Rögzítőcsavar, 5 – Érintkező és szigetelőgyűrű, 6 – Elektromos csatlakozás, 7 – Motorblokk, V – Rezgés (vibráció) Az érzékelőben egy szorítóanya(4) a tányérrugót előfeszítve a szeizmikus tömegen(1) keresztül előfeszíti a piezokerámiát(3), arra (nyomó)erőhatást gyakorol. (A statikus előfeszítéskor szétválasztott töltésmennyiség(feszültség) az ECU bemenetén keresztül viszonylag gyorsan kiegyenlítődik.) Ha a motor üzemel, akkor a rezgéséből adódóan az érzékelő-kerámiát változó nagyságú erőhatás éri, s a szétválasztott töltésmennyiség a szenzor kivezetésein a rezgésgyorsulással arányos feszültséget jelenít meg. Ha a motor kopogásos égéssel üzemel, akkor a szenzor feszültség-amplitúdója feszültség-amplitúdója a rezonancián rezonancián kialakuló jelentős nagyságú erőhatások miatt ugrásszerűen megnövekszik. 17
A jeladó által előállított jelalak: 1. Normál lefolyású égés esetén(nincs kopogás): a: a nyomásváltozás a hengerben b: a kopogásszenzor kopogásszenzor szűrt jele c: a kopogásszenzorban kopogásszenzorban keletkezett feszültség
2. Kopogásos égés esetén: a nagyfrekvenciás nyomáslengések a jeladó jelfeszültségét ugrásszerűen megnövelik, ezt érzékelve az ECU be tud avatkozni a rendszer működésébe. a: a nyomásváltozás a hengerben b: a kopogásszenzor kopogásszenzor szűrt jele jele c: a kopogásszenzorban keletkezett feszültség Kopogásérzékelő Kopogásérzékelő ellenőrzése: -
Ellenőrizzük a csatlakozó(ka)t, ha szükséges tisztítsuk meg vagy rögzítsük azokat, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a csatlakozások jó állapotúak.
-
Ellenőrizzük az ECU csatlakozót: Vegyük le a gyújtást, húzzuk ki a csatlakozót a kopogásszenzorból és az ECU-ból. Mérjük meg az ellenállást kopogásszenzor mindkét csatlakozópontja és az ECU csatlakozó megfelelő pontjai között. Kisebbnek kell lenniük, mint 1 Ohm. Ha nem így van, akkor ellenőrizzük a vezetékeket.
-
Ha van, ellenőrizzük az árnyékolás bekötését: Vegyük le a gyújtást, kössük ki a csatlakozót a kopogásszenzorból kopogásszenzorból és az ECU-ból. Mérjük meg az ellenállást az ECU árnyékolás csatlakozója csatlakozója és az érzékelő mindkét csatlakozója között. Mindkettőnek végtelennek végtelennek kell lennie. Ha nem így van, akkor ellenőrizzük ellenőrizzük a vezetékeket. vezetékeket.
-
Ellenőrizzük a jeladó jelét: Kapcsoljunk egy oszcilloszkópot a jelvezeték-csatlakozó és a negatív akkumulátorsaru közé. Az érzékelőnek egy kimenő jelet kell adnia, amikor egy kicsi kalapáccsal kopogtatunk az érzékelőn vagy mellette. A kép egy ilyen kimenő jelet mutat:
18
FOJTÓSZELEP KAPCSOLÓ Teljes terhelési érintkezők
A motor alapjáratát és a teljes terhelést határozza
a
fojtószelep meg,
vezérlőegységet kapcsoló
állása
amelyről a
a
fojtószelep
tájékoztatja.
A
fojtószelep kapcsolóban kialakított két érintkező a következő módon működik: - alapjáratkor a fojtószelep zárva, az 1. érintkezők zárva, a 2. érintkezők nyitva vannak, - teljes terheléskor a fojtószelep Ala Ala árat áratii éri érinntke tkezők zők teljesen nyitott, a 2. érintkezők
zárva, az 1. érintkezők nyitva vannak. Ellenőrzése: 1. Ellenállás-mérés Ellenállás-mérés -
A mérés elvégzése előtt, húzzuk le a csatlakozót, és zárt fojtószelepnél mérjük meg a 2-es és 18-as csatlakozók közötti ellenállást. ellenállást. A helyes érték: 0 Ω.
-
Majd mérjük meg a 3-as és 18-as kapcsok között az ellenállást, zárt fojtószelepnél fojtószelepnél végtelen ellenállást kell kapnunk.
-
Ezt követően teljesen nyissuk ki a fojtószelepet, és ekkor a 3-as és 18-as kapcsok között 0 Ω-ot kell mérnünk, míg a 2-es és 18-as között végtelen az ellenállás-érték.
2. Feszültség-ellenőrzés: Feszültség-ellenőrzés:
19
FOJTÓSZELEP POTENCIOMÉTER
Feladat: A fojtószelep-szögjeladó a potenciométerrel méri a fojtószeleptengely szögállását, és a fojtószelep tengelyének elfordulási szögével arányos jelet küld vissza. Vagyis a potenciométer fejlettebb, mint a fojtószelep-kapcsoló: már nemcsak a két szélső helyzetet jelzi, hanem a fojtószelep bármely nyitását, illetve a nyitási sebességet is. Zárt fojtószelep fojtószelep esetén, a vezérlőegység vezérlőegység szabályozza szabályozza az alapjárati fordulatszámot, vagy, ha a fordulatszám magasabb, mint 1200-1500 ford/perc, a vezérlőegység biztosítja, hogy ne történjen üzemanyag-befecskendezés (lassítás). Teljesen nyitott fojtószelep esetén (teljes terhelés), a vezérlőegység dúsítja a keveréket és egyes esetekben módosíthatja a gyújtásbeállítást. A fojtószelep helyzete mellett, a vezérlőegység a fojtószeleptengely szögállását szögállását is figyelembe veszi - ha egy jelentős növekedé nö vekedést st érzékel (gyorsítás), a vezérlőegység vezérlőegység rövid ideig dúsítja a keveréket. Egyszeres és kettős potenciométerek is használatosak - a működésük hasonló, hasonló, azzal a különbséggel, hogy a kettős potenciométerek két kimenő jellel rendelkeznek. Egyszeres Egyszeres potenciométer: potenciométer: Az egyszeres potenciométer 3 csatlakozással rendelkezik: egy táplálás a vezérlőegységtől (1), egy test(2), amely közvetlenül vagy az ECU-n keresztül a jármű testéhez csatlakozik, jelcsatlakozás(3). jelcsatlakozás(3).
valamint Amikor
egy a
fojtószelep helyzete változik, a szénpályán mozgó csúszóérintkező helyzete is változik, módosítva a jelvezeték(3) feszültségét, amely által a vezérlőegység megállapítja a fojtószelep helyzetét vagy annak változását.
20
Jellemzői: Tápfeszültség: Tápfeszültség: Kimenő feszültség: feszültség: Ellenállás: Hullámalak-információ: Hullámalak-információ:
5V 0-5V 1 000 - 2 100 Ohm (+ és - között) kimenő jel a fojtószelep nyitásakor az alábbi jelalak szerint:
A felső ábrán egy fojtószelep-pozíciószenzor oszcilloszkópképe látható, amely zárt, majd teljesen nyit, és végül zár. A baloldali diagramm a fojtószelep nyitási szögét és a jelvezeték megfelelő megfelelő feszültségét feszültségét ábrázolja.
Kettős potenciométer: potenciométer: A kettős potenciométer 4 vagy 6 csatlakozással rendelkezik, attól függően, hogy a táp- és a testvezetékek önállóak vagy közösek. Ezek a potenciométerek gyakran közös burkolatban helyezkednek helyezkednek el a fojtószelep-motorral. fojtószelep-motorral. Kettős potenciométer felépítése és két lehetséges kapcsolási kapcsolási rajza:
21
Itt két csúszkapálya-pár(ellenálláspálya pár) található, azért, hogy a kis mértékű nyitások
jobb
felbontása,
észlelése
érdekében. Az első tartomány 0 0 - 240 között ad információt, míg a második tartomány
180
-
900-os
nyitási
tartományt fogja át.
Jellemzők:
Tápfeszültség: Tápfeszültség:
400 - 6.500 ohm, a potenciométertől függően 5V
Jelfeszültség: Jelfeszültség:
0,2 - 4,9 V vagy 4,9 - 0,2 V
Ellenállás: (a + és - között mérve) mérve)
Jeladó vizsgálata: 1.) Elektromos diagnosztika: diagnosztika: A.) STATIKUS ÁLLAPOT - A következő mérés elvégzése előtt, húzzuk le a csatlakozót a fojtószelep-pozíciószenzorról, majd mérjük meg a szénsáv ellenállását az ellenállás pozitív és negatív kapcsa között. Ha a kapott eredmény: kevesebb mint 100 ohm vagy több mint 1 Mohm, akkor cseréljük ki a szenzort. 22
- A következő mérés elvégzése előtt, csatlakoztassuk vissza a fojtószelep-pozíciószenzor csatlakozóját csatlakozóját és indítsuk el a motort. Mérjük meg a feszültséget feszültséget az ellenállás pozitív és negatív kapcsa között. Ha a kapott eredmény: eredmény: 5 V, akkor a kábelozás és az ECU E CU megfelelő. Ha 0 V, akkor ellenőrizze a kábelozást az ECU és a fojtószelep-pozíciószenzor fojtószelep-pozíciószenzor között (negatív és pozitív). B.) DINAMIKUS ÁLLAPOT - A következő mérés elvégzése előtt, csatlakoztassuk vissza a fojtószelep-pozíciószenzor csatlakozóját és indítsuk be a motort. Csatlakoztassunk oszcilloszkópot a vezérlőegység arra a kapcsára, amely a fojtószelep-pozíciószenzor jelét fogadja. Nyomjuk le majd engedjük fel a gázpedált. Hasonlítsuk össze a kapott oszcilloszkópos képeket, a jeladóra vonatkozó gyári jelalakkal, illetve a jelnek a gázpedál lenyomásával együtt, egyenletesen kell növekednie vagy csökkennie. csökkennie. Ha nem így történik, cserélje ki a szenzort. 2.) Mechanikus diagnosztika: - Ellenőrizze, hogy a szenzor megfelelően megfelelően rögzített rö gzített a fojtószelepházhoz. - Ellenőrizze a kábelozást és a csatlakozót.
SZÍVÓVÁKUUM-ÉRZÉKELŐ Feladata: a fojtószeleppel szabályzott motoroknál a szívócsőben lévő levegőnyomás a motor terhelésével arányos, így azt felhasználhatja a vezérlőegység ahhoz, hogy kiszámolja a befecskendezésre befecskendezésre kerülő benzin benzin mennyiségét. mennyiségét. Felépítése:
Működése: Az abszolútnyomás mérő szenzor (MAP-szenzor) méri az abszolút nyomást a szívócsonkban. szívócsonkban. Ez a szívócsonk-nyomásé szívócsonk-nyomásérték rték egy vákuumcsövön keresztül jut el a MAP-szenzorhoz.
23
A MAP-szenzorok különböző elveken működnek, ezek közül nézzünk meg néhányat: 1. Hall-elemes szívócsőnyomás-érzékelő: szívócsőnyomás-érzékelő: 1: szívócsőnyomás, 2: légköri nyomás, 3: rugalmas membrán, 4: Hall-érzékel Ha ll-érzékelő, ő, 5: kiértékelő elektroni e lektronika. ka. Működése: a membránra szerelt állandó mágnes
a
szívócsőnyomás
értékétől
függően közeledik a Hall-elemhez, illetve távolodik
attól.
mágneses
Az
hatása
állandó a
mágnes
Hall-elemben
feszültséget hoz létre, amely annál nagyobb, minél közelebb van a mágnes az IC-hez. 2. Piezorezisztív szívócsőnyomás-érzékelő 1: szívócsőnyomás, 2: kiértékelő elektroni e lektronika, ka, 3: rugalmas membrán. Működése: a vákuumkamrát körülvevő ház-fedél membránra nyúlásmérő bélyegeket ragasztanak. A szívócsőnyomás deformálja a membránt, így változik a nyúlásmérő bélyegek hossza, amely ellenállás vagyis feszültség-változást eredményez. eredményez. Jellemzői: -
tápfeszültség: tápfeszültség: 5 V,
-
kimenő feszültség: feszültség: 0 - 5 V közötti, az alábbi jelalak szerint:
24
Jeladó vizsgálata: -
Ellenőrizzük a csatlakozókat, ha szükséges tisztítsuk meg vagy rögzítsük azokat, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a csatlakozások jók.
-
Ellenőrizzük a tápfeszültséget: kapcsoljuk ki a gyújtást, húzzuk ki a csatlakozót a szenzorból. Majd adjuk rá a gyújtást és mérjük meg a feszültséget a C csatlakozó és a negatív akkumulátorsaru közötti feszültséget, amelynek 5 V-nak kell lennie.
-
Ellenőrizzük az ECU csatlakozót: Vegyük le a gyújtást, kössük ki a csatlakozót a szívóvákuumérzékel szívóvákuumérzékelőből őből és az ECU-ból. Mérjük meg az ellenállást az A, B, C csatlakozók csatlakozók és a megfelelő ECU csatlakozó között. Kisebbnek kell lenniük, mint 1 Ohm. Ha nem így van, akkor ellenőrizzük ellenőrizzük a vezetékeket. vezetékeket.
-
Ellenőrizzük a szívóvákuumérzékelő jelét: ezért kapcsoljunk egy oszcilloszkópot vagy feszültségmérőt az ECU megfelelő csatlakozója (jel vezeték) és a test közé. Szereljük ki a vákuum csövet és csatlakoztassunk hozzá egy vákuumpumpát. Adjuk rá a gyújtást és létesítsünk különböző nyomásokat. Hasonlítsuk össze a gyári karakterisztikával.
3. Elektropneumatikus Elektropneumatikus jelátalakító Alkalmazása: Alkalmazása: Bosch D-Jetronic Felépítése: 1: Membrán 2-3: Barométer szelencék 4: Részterhelési ütköző p0: légköri (környezeti) nyomás p1: szívócső-nyomás
Működése: 1. Alapjárati üzem: a szívócső-depresszió nagy, emiatt egyrészt a membrán(1) felfekszik a 4-es jelű részterhelési ütközőre, másrészt a nyomásérzékelő mindkét membrándoboza (barométer-szelencéje) 25
kitágul. A membrándobozok elmozdulását elmozdulását balra meggátolja a részterhelés ütközőn felfekvő membrán, így a vasmag kitolódik (jobbra) ( jobbra) a tekercsrendszerből, tekercsrendszerből, emiatt a transzformátor áttétele csekély. 2. Részterhelés: a depresszió kisebb, mint alapjárati üzemben, ezért a membrándobozok kisebb mértékben tágulnak ki. És mivel az 1-es jelű membrán még mindig felfekszik a részterhelési ütközőn, így a vasmag visszábbhúzódik a tekercsrendszer közepe felé, a transzformátor áttétele növekszik, ezt érzékeli a vezérlőegység. 3. Teljes terhelés: a szívócsőben lévő nyomás megközelíti a külső levegőnyomás értékét, emiatt az 1es jelű membrán balra mozdul, illetve a membrándobozok is összeszűkülnek, így a vasmag teljesen becsúszik becsúszik a tekercsrendszerbe, tekercsrendszerbe, megnövelve megnövelve annak az áttételét.
LEVEGŐMENNYISÉG-MÉRŐK 1. Emelkedő áramú légmennyiség-mérő légmennyiség-mérő (torlótárcsás): Alkalmazása: Alkalmazása: Bosch K, illetve KE-Jetronic rendszernél Felépítése:
A légmennyiség-mérő a lebegőtest elve alapján működik, és a motorba beszívott levegő mennyiségét méri a következő módon: A motor által beszívott összes levegőmennyiség átáramlik a levegőmennyiség-mérőn, amely a fojtószelep elé van beépítve. A levegőmennyiség-mérő levegőmennyiség-mérő egy diffúzor, amelyben egy mozgó torlótárcsa to rlótárcsa van (lebegőtest). (lebegőtest). A légtölcséren légtölcséren átáramló átáramló levegő kimozdítja kimozdítja nyugalmi helyzetéből a torlótárcsát, minél nagyobb az átáramló levegőmennyiség annál nagyobb a kimozdulás mértéke. A torlótárcsa helyzetét egy a KE-Jetronic rendszernél egy potenciméter érzékeli, amely elektromos információt szolgáltat a motor vezérlőegységének (ez a finomított jel), illetve a torlótárcsa mozgását egy emelőkarrendszer emelőkarrendszer viszi át a tolattyúra, amely meghatározza a szükséges szükséges tüzel t üzelőanyag-alapmenny őanyag-alapmennyiséget. iséget. 26
Jellemzői: - fojtása jelentős, - viszonylag lassú, - a légtölcsér alakjának jelentősége van: meredek levegőtölcsér-forma esetén a torlótárcsa kitérése nagyobb, nagy obb, ennélfogva dúsabb keverék jön létre. Ahol a levegőtölcsér-forma levegőtölcsér-forma laposabb, szegényebb lesz a keverék. 2. Torlócsappantyús levegőmennyiség-mérő Alkalmazása: Alkalmazása: Bosch Bo sch L-Jetronic rendszernél Felépítése:
A torlócsappantyús mérőmű a szívólevegő áram útjába helyezett, a levegő torlónyomásának hatására ajtóként nyíló és rugóerőre visszazáródó visszazáródó kialakításról kapta a nevét. Elektromos szempontból három részre bontható: 1. Torlócsappantyú alaphelyzeti érzékelő: tulajdonképpen egy mikrokapcsoló, amely akkor záródik ha a csappantyú kimozdul alaphelyzetéből. E kapcsolón keresztül kap áramot a tüzelőanyag-szivattyú reléje is, így a motor leállásakor (például balesetnél) a csappantyú alaphelyzetbe kerül, a tüzelőanyagszivattyú árama is megszakad. 2. Szívólevegő-hőmérő: a levegőmennyiség-mé levegőmennyiség-mérő rő belépő torkánál található, általában NTC ellenálláshőmérő. 3. Potenciométer egység: a levegőmennyiség-mérő torlócsappantyújának szögelfordulása az átáramló levegő mennyiségével arányos. A torlócsappantyú tengelye egy speciális ellenállás-hálózat potenciométerének potenciométerének leszedőjét leszedőjét forgatja, így állítva elő elő a hiperbolikus karakterisztikát. karakterisztikát.
27
Jellemzői: - nagy mérési tartomány, - a szívócsőben szívócsőben fellépő gázoszlop lengésekre a csillapítólapjána csil lapítólapjánakk köszönhetően érzéketlen, - beállítása nehezkés, - kopó alkatrészeket alkatrészeket tartalmaz. Vizsgálata: -
Az ellenőrzés kiterjed az akadásmentes sima elmozdíthatóságra, a hőmérséklet-mérő vizsgálatára, a kontaktus, illetve a potenciométer villamos zajosságának zajosságának vizsgálatára.
-
A hiperbolikus karakterisztika ellenállásmérővel nem mérhető ki: ellenállásmérőt kötve a ”csúszka” és valamelyik ”vég” közé, és mozgatva a torlócsappantyút, az ellenállás-mérő ugrásszerű változásokat jelez. De ez nem hiba, hanem a speciális ellenállás-hálózat okozza.
-
A zajosság megállapítására oszcilloszkópot használunk: használunk: tápláljuk t ápláljuk meg a levegőmennyiséglevegőmennyiségmérő potenciométerét akkumulátor-feszültséggel. Majd a potenciométer csúszkáját és egyik végét csatlakoztassuk az oszcilloszkóp függőleges bemenetére. A torlólapot mozgassuk meg kézzel és közben ellenőrizzük az oszcilloszkópon látható jelalakot. Zajmentes potenciométer esetén a jel amplitúdója változó, de folyamatos és sima. Amennyiben szőrösség jelenik meg, az zajosság hibára utal.
-
Például kössük kössük be az alábbi ábrát: a tápfeszültséget tápfeszültséget az 5-ös és 8-as csatlakozásokra csatlakozásokra kapcsoljuk. Majd az oszcilloszkópot a 7-es és 5-ös vagy a 7-es és 8-as pontokra csatlakoztatjuk. csatlakoztatjuk.
28
LEVEGŐ-TÖMEGÁRAM MÉRŐK 1. Hőszálas levegő-tömegáram mérő: Alkalmazása: Alkalmazása: Bosch Bo sch LH-Jetronic Működése: azon alapszik, hogy egy hengeres testben (szívócsőben) körbe elhelyeznek egy platina fűtőszálat, amelyet egy elektronika lát el fűtőárammal. A hődrót hőmérsékletét az elektronika állandó értéken tartja. Ha a beszívott levegő lehűti a hőhuzalt, akkor az elektronika utánfűti, hogy elérje az eredetileg beállított hőfokot. (A huzalt mindig a beszívott levegő hőmérsékleténél 100ºC fokkal magasabbra fűtik.) Az így felhasznált áram adja az arányos jelet a vezérlőegységnek a beáramlott levegő mennyiségéről. Felépítése:
A légmennyiségmérő működése a mellékelt ábra alapján: A mérőtokban az áramlás irányában az első, Rk ellenállás a hőmérséklet kompenzációt szolgálja, ezt követi az Rh hődrót. Az ábrán látható többi ellenállások (R1, R2, R3) és az előbbiek hídkapcsolást alkotnak. A híd akkor kiegyenlített, ha Rk és Rh között 180 C 0 a különbség az Rh javára. Amíg ez nem teljesül, az erősítő növeli a híd bemenő áramát. A híd egyensúlyának egyensúlyának (az állandó hőmérséklet) fenntartásához áramra van szükség (még akkor is, ha nincs levegőáramlás), és ez az áram feszültséget ejt az R3 ellenálláson. A levegőáramlás megindulása hőelvonással jár (az áramló levegő hűti a platina huzalt), a felboruló híd29
egyensúlyt egyensúlyt az áramkör a fűtőáram növelésével növelésével igyekszik visszaállítani, és ez növeli az R3 ellenálláson eső feszültséget. Vagyis az R3 ellenálláson eső feszültség (ezt nézi a vezérlőegység) arányos a motorba jutó levegő tömegáramával. tömegáramával. Előnyei: - a hőhuzal átmérője átmérője 0,07mm (platina), - a motorba bejutó levegő tömegének tömegének pontos meghatározását meghatározását teszi lehetővé, - a légtömegmérő légtömegmérő gyors reagálása és jó alkalmazkodása alkalmazkodása a változó üzemállapotokhoz, - nincs mérési hiba nagy magasságokban történő utazáskor, - egyszerű szerkezet nincs mozgó alkatrész, - a beszívott beszívott levegő változó hőmérséklete nem okoz mérési hibákat, - a rendszer a levegő tömegét másodpercenként kb:ezerszer méri, - a fűtőáram nyugvó levegőben 500 mA, a névleges légnyelésnél 1600 mA. Hátránya: - Mivel a platinaszál csak a mechanikai sérülések ellen van védve, a szívócsőben lerakódások alakulnak ki rajta. Ezek befolyásolják a mérési eredményt, így hibás lehet a mérés. Ezt úgy küszöbölték ki, hogy a motor minden leállása után a platinaszálat rövid időre 1000ºC-ra melegíti a vezérlőegység fűtőárama, és így leégeti a lerakódásokat (szabadizzással megtisztul). 2. Forrófilmes légtömegmérő: Kialakítása: Kialakítá sa: mivel a hőhuzalos hőhuzalos légtömegmérők légtömegmérő k a leégetéses (szabadizzásos) (szabadizz ásos) megtisztulás ellenére is adott km után nagy eséllyel hibás mérést produkáltak, kialakított kialakították ák a forrófilmes légtömegmérőt. A működési elve megegyezik az előzővel csak itt a kialakítás tér el. Ebben az esetben vékony kerámialapra platinaréteget gőzölögtetnek, gőzölögtetnek, amellyel nagyobb felületen tudják érzékelni a levegő mennyiséget. Ez a konstrukció már nem olyan érzékeny a környezeti környezeti behatásokra.
30
Vizsgálat: -
Ellenőrizzük a vezetékcsatlakozásokat, a légtömegmérő házát, illetve a mérőelemeket sérülés szempontjából. szempontjából.
-
Ellenőrizzük a feszültség-ellátást bekapcsolt gyúj g yújtásnál tásnál (a ( a kapocskiosztás megállapításához szükséges szükséges a kapcsolási rajz), a megfelelő érték 7,5 – 14 V.
-
Járó motornál ellenőrizzük a kimenő feszültséget, a megfelelő érték 0 – 5 V közötti, amely a terhelés függvényében változik:
GÁZPEDÁL-SZENZOR Feladata: a gázpedál helyzetének jelzése. A járművekben az indukció elvén működő, érintésmentes
szenzort
alkalmazzák.
A
szenzor egy gerjesztőtekercset, vevőtekercset, és egy kiértékelő elektronikát magába foglaló állórészből, illetve egy forgórészből áll, ami egy vagy több meghatározott geometriájú, zárt vezetőhurokból tevődik össze. ö ssze. Az
adótekercsre
váltakozó
feszültséget
kapcsolunk, amely mágneses mezőt hoz létre. Ez a mágneses mező a vevőtekercsekben feszültséget indukál. A rotor(forgórész) vezetőhurkaiban indukálódik,
úgyszintén ami
befolyásolja
áram a
vevőtekercsek mágneses mezőjét. A rotor állórészében lévő vevőtekercsekhez képesti állástól
függően
feszültség-amplitúdók 31
jönnek létre. A kiértékelő elektronika ezeket feldolgozza, majd egyenfeszültség egyenfeszültség formájában a vezérlőegységhez küldi. Vizsgálata: 1. Kiolvassuk a hibatárolót. 2. A gázpedál-szenzort szemrevételezéssel ellenőrizzük, mechanikus hibákat keresünk. keresünk. 3. Ellenőrizzük a vezetékcsatlakozásokat. 4. Oszcilloszkóp Oszcilloszkóp és multiméter multiméter segítségével segítségével ellenőrizzük el lenőrizzük a szenzort. Egy Mercedes A-osztály 1,7 példáján kövessük végig az ellenőrzés lépéseit:
32
LAMBDA-SZONDA: Feladata: a pillanatnyi motorállapotnak megfelelő, optimális tüzelőanyag-levegő keverék előállításához szükséges információkat adja a vezérlőkészüléknek, a pontos tüzelőanyag adagoláshoz. A kipufogógáz összetételében a maradék oxigén mennyiségét méri. 1. FESZÜLTSÉG-UGRÁSJELŰ FESZÜLTSÉG-UGRÁSJELŰ LAMBDA-SZONDA Felépítése, részei:
Kialakítása: a kerámia testnek a kipufogócsőbe benyúló végét a védőcsővel veszik körül, ami a kipufogógáztól származó lökésszerű igénybevételektől véd. A védőcsövön réseket vágnak ki és a kipufogógáz ezeken keresztül juthat el a kerámia külső felületéhez. A kerámia külső felületén lévő platinaréteg (a negatív elektróda) a házhoz, a belső felületen lévő platinaréteg (pozitív elektróda) a csatlakozási ponton keresztül az egyik villamos kivezetéshez csatlakozik. A védőhüvelyen és a támasztó kerámián furatokat készítenek, hogy a külső levegő a szonda belsejébe juthasson. A támasztókerámia villamos villamos szigetelőként és távtartóként is funkcionál. A fűtést a fűtőbetét biztosítja. bizto sítja. A szondába gyakran bimetallos kapcsolót is beépítenek, amely bizonyos hőmérséklet felett 33
automatikusan kikapcsolja a szonda fűtését. A szonda legfontosabb eleme a kerámia test, amelynek anyaga: cirkónium-dioxid, amit itriumoxiddal itriumoxiddal stabilizálnak. st abilizálnak. Működése: A külső platinaréteg és a belső platinaréteg egyben két elektródát képeznek. A külső platinaréteg a testhez t esthez (kipufogócsőhöz) csatlakozik Az alkalmazott kerámia anyaga kb.: 300 ºC felett az oxigénionok számára vezetővé válik. Ha a kerámiatest két oldalán az oxigénkoncentráció különböző, akkor a két határoló felület (elektróda) között villamos feszültség keletkezik. A szonda működése lényegében szilárdtest-elektroli szilárdtest- elektrolitos-galvanikus-oxigén tos-galvanikus-oxigének ek elvén működik. működik. A lambda-szonda a motor indítása után mindaddig nem képes vezérlőjelet adni, míg a hőmérséklete kb.: 300 ºC-ra fel nem melegszik. (Azért, hogy az indítás után mielőbb legyen keverék-szabályzás, a szonda belsejében fűtőbetétet helyeznek el.) Jellemzői: -
Működési hőmérséklet 300 - 1000ºC (alacsonyabb hőfokon még nem működik, magasabbon pedig tönkremegy, elég)
-
Jelfeszültség dús keveréknél: 800 – 1000 mV
-
Jelfeszültség szegény keveréknél: 100 – 200 mV
-
Lambdaszonda Lambdaszonda szabályzási tartománya λ=0,98-tól – 1,01-ig (lambda ablak)
-
Élettartama változó függ az üzemi körülményektől kb.: 100 000-150 000 km
-
Fajtái: 1, 2, 3, 4, több vezetékes
Szabályzási jelleggörbéje:
Lambdaszonda ellenőrzése: -
Ellenőrizzük a csatlakozó(ka), ha szükséges tisztítsuk meg vagy rögzítsük azokat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a csatlakozások jók.
-
Ellenőrizzük az ECU csatlakozót: Vegyük le a gyújtást, húzzuk ki a csatlakozót a szenzorvezeték(ek)ből és az ECU-ból. Mérjük meg az ellenállást a csatlakozó és az ECU csatlakozó megfelelő megfelelő pontja pont ja között. Kisebbnek kell lennie, mint mint 1 Ohm. Ha nem így van, akkor ellenőrizzük a vezetékeket. 34
-
Ellenőrizzük az oxigén-érzékelő jelét: Kapcsoljuk egy oszcilloszkópot az ECU jelcsatlakozójához jelcsatlakozójához és a testhez. Indítsuk el a motort, és várjuk meg, hogy felmelegedjen. felmelegedjen. Ellenőrizzük E llenőrizzük a kipufogógázt, a dús keverék nagy kimenő feszültséget, feszültséget, a szegény keverék pedig kis kimenő feszültséget eredményez. Hasonlítsuk össze az oszcilloszkóp oszcilloszkóp képet a gyári karakterisztikával:
2. ELLENÁLLÁSUGRÁS-SZONDA ELLENÁLLÁSUGRÁS-SZONDA Az ilyen szondafajta esetében a kerámiaelem titándioxidból készül, mégpedig többrétegű, vastagréteges technikával. A titándioxid olyan tulajdonsággal bír, hogy az ellenállását a kipufogógázban lévő oxigénkoncentrációval arányosan változtatja. Magas oxigénhányad (szegény keverék) esetén nagyobb az ellenállása, míg alacsony oxigéntartalom mellett (dús keverék) kisebb az ellenállása. Ennek a szondának nincs szüksége referencialevegőre, de a szondát a vezérlőegységnek 35
egy ellenálláskombináció segítségével 5 Voltos feszültséggel kell ellátnia. A különböző ellenállásértékeknél kialakuló feszültségesés révén kialakul a vezérlőegység által igényelt jel. 3. SZÉLESSÁVÚ LAMBDA-SZONDA LAMBDA-SZONDA Az ugrásjelű lambda-szondák azt tudják megmondani, hogy a keverék dús-e vagy szegény-e. Azt viszont nem tudják, hogy ezeken belül, milyen a keverék. A szélessávú lambda-szonda lehetővé teszi, hogy mind a szegény(λ˃1), mind a dús (λ ˂1) tartományban pontos levegőviszonyt(keverékösszetételt) mérhessünk. Így alkalmazható szegénykeverékes Otto-motoroknál, Illetve Dieselmotoroknál is. Működése: a szélessávú lambda-szonda a hagyományos szondához hasonlóan referencia-levegővel működik, de pluszként egy második elektrokémiai cellával is rendelkezik: egy szivattyúcellával. A szivattyúcellában
lévő
kis
furaton
keresztül
kipufogógáz jut a mérés terébe, a diffúziós hézagba. Itt a levegőviszony beállításához összehasonlításra kerül az oxigénkoncentráció a referencialevegő oxigénkoncentrációjával. vezérlőegység
mérhető
Ahhoz,
hogy
a
jelet
kapjon,
a
szivattyúcellára feszültséget kell kapcsolnia. E feszültség révén az oxigén a kipufogógázból a diffúziós hézagba bele- vagy abból kipumpálható. A vezérlőegység úgy szabályozza a szivattyúfeszültséget, hogy a diffúziós hézagban a gáz összetétele állandóan λ=1 legyen: - Ha szegény a keverék, a szivattyúcellán keresztül oxigént pumpál kifelé. Ebből pozitív szivattyúáram keletkezik. - Ha a keverék dús, a referencialevegőből oxigént pumpál befelé, így negatív szivattyúáram keletkezik. - λ=1 esetén a diffúziós hézagban nem kerül szállításra oxigén, így a szivattyúáram nulla.
36
Jelleggörbéje: látható, hogy a szélessávú szonda nemcsak azt tudja megmondani a vezérlőegységnek, hogy a keverék szegény vagy dús-e, hanem azt is tudja, hogy mennyire szegény, mennyire dús, vagyis a pontos λértéket közli az ECU-val.
Szélessávú szonda szétszerelve:
37
38
AZ ESP MŰKÖDÉSÉHEZ SZÜKSÉGES NÉHÁNY JELADÓ 1. KORMÁNYKERÉK KORMÁNYKERÉK ELFORDULÁ E LFORDULÁS-ÉRZÉKELŐ S-ÉRZÉKELŐ A kormánykerék elfordulás szenzor érzékeli a kormányzás szögét és továbbítja az információt a vezérlőegység vezérlőegység számára. A szenzor a kormányoszlopra kormányoszlopra van szerelve, szere lve, és a fénysorompó elvén működik. Egy kódtárcsában található két különböző módon lyuggatott, betét formájú gyűrű, amelyek közül az egyik abszolút gyűrű, míg a másik egy inkrementáló (jelgeneráló) gyűrű, s a két gyűrű között
fényforrás
van
elhelyezve.
A
fényforrással szemben két optikai szenzor található, amely a fényforrásból érkező fényt dolgozza fel.
a: fényt adó diódák, b: a kormánykerékkel együtt forgó kódtárcsa, c és d: fényérzékelők, fényérzékelők, e: fogaskerekes számlálómű a teljes körülfordulások számlálásához számlálásához
Ha elfordítják a kormánykereket és a lyukasztott kódtárcsa nyílásain keresztül fény esik az optikai érzékelőkre, akkor az feszültséget hoz létre. A kódtárcsa két gyűrűből áll, az egyik gyűrű szabályos hasítéksorból áll, míg a másik gyűrű hasítékai és szárnyai szabálytalanul követik egymást. Így a jelgeneráló jelgeneráló gyűrű oldalán o ldalán egyforma jelsorozat keletkezik, keletkezik, míg az abszolút gyűrű oldalán szabálytalan jelsorozat keletkezik. keletkezik. A hasítékolt hasítékolt gyűrűk a fényforrás két oldalán helyezkednek helyezkednek el, kívül pedig a fényérzékelők helyezkednek el. A két jel összehasonlításából a vezérlőegység meghatározza, hogy a kormánykereket a vezető mennyire fordította el. A kormánykerék-elfordulás szenzor számlálóval van kiegészítve, amely számolja a kormánykerék megtett fordulatainak számát. Ez azért szükséges, mivel a szögérzékelők csak 360 0-igvérzékelnek, de a kormánykereket 720 0-ig (két teljes t eljes körülfordulás) körülfordulás) lehet elfordítani. 2. KERESZTGYORSULÁS-ÉRZÉKELŐ A
keresztgyorsulás-érzékelő
egy
állandó
mágnesből(1),
egy
Hall-jeladóból(4),
egy
csillapítólemezből(3) és egy rugóból(2) áll. A csillapító, a rugó és az állandó mágnes együtt egy mágneses mágneses rendszert alkot. Az állandó mágnes, amely össze van kötve köt ve a rugóval a csillapítólemez felet szabadon ide-oda lenghet. Ha a gépkocsira keresztgyorsulás is hat, akkor a csillapítólemez az állandó mágnes alatt elmozdul, amely a tömegtehetetlensége miatt késve mozdul el. Mozgás közben a csillapítólemezben csillapítólemezben örvényáramok keletkeznek, amelyek az állandó mágnessel ellentétes mezőt hoznak létre. Ezáltal az eredő mező gyen g yengülését gülését eredményezik, amely a Hall-feszültség változását okozza (ezt mérjük), amely arányos a keresztgyorsulás nagyságával. 39
3. PERDÜLET (ELFORDULÁSI SEBESSÉG) SZENZOR Az elfordulási szenzor feladata, hogy információt adjon arról, hogy a gépkocsi hajlamos-e a függőleges tengelye körüli megforgásra (pördülésre). A szenzort a gépkocsi súlypontjának közelében helyezik el, és az érzékelő egy üreges henger, amelyen nyolc piezoelektromos érzékelő helyezkedik el. Ebből a négy elem az üreges henger rezonanciarezgését idézi elő, míg a másik négy elem regisztrálja, hogy a rezgési csomópontok megváltoztatták-e a helyüket. Ha forgatónyomaték hat az üreges hengerre, akkor eltolódik a rezgési csomópont. Az eltolódást érzékelik a piezoelemek és továbbítják továbbítják a vezérlőegységhez. vezérlőegységhez.
4. EGYESÍTETT KERESZTGYORSULÁS ÉS PERDÜLETSZENZOR Újabb rendszerekben a két szenzort egy házban egyesítik. Egy nyomtatott áramköri lapra szerelik, így kisebb a helyigényük, illetve pontosabb az egymáshoz képesti helyzetük.
40
- Keresztgyorsulás-érzékelő: egy kondenzátorlap egy mozgó tömeggel úgy van felfüggesztve, hogy ide-oda tudjon lengeni. Ezt a mozgó lapot két rögzítetten beépített kondenzátorlap szegélyezi. Így két kondenzátor (K1 és K2) keletkezik, amelyek sorba vannak kapcsolva. Az elektródákon keresztül lehet töltést mérni (C1 és C2 kapacitás), melyet a két kondenzátor tárol. Nyugalmi helyzetben mindkét kondenzátor töltése azonos, ha a szenzorra keresztgyorsulás is hat, akkor a tehetetlensége miatt a mozgó lemez elmozdul a gyorsulás irányával ellentétes irányban. Ez az elmozdulás megváltoztatja a lemezek távolságát és ezzel a kondenzátorok töltését, amelyet mérünk.
- Perdületszenzor: a keresztgyorsulás érzékelővel egy lapon található, de helyileg elkülönítve. Működése: vezetőcsíkokkal ellátott lengőképes tömeg egy állandó mágneses mező északi és déli pólusa közé van felszerelve. felszerelve. Váltakozó feszültség feszültség hozzávezetésével hozzávezetésével a lengőképes lengőképes tömeget a vezetőcsíkokkal elmozdítja, a bevezetett váltakozó feszültségnek megfelelően egyenes vonalon, úgy hogy az lengőmozgást végezzen. A jármű megpördülésekor a lengő tömeg tehetetlensége miatt megváltozik az ide-oda mozgás, így a vezetőcsíkok elektromos viselkedése is, amely a mérés alapját képezi.
41
NÉHÁNY JELADÓ A KOMFORT-ELEKTRONIKÁHOZ 1. ESŐ-/FÉNYSZENZOR ESŐ-/FÉNYSZENZOR Az esőszenzor felismeri a szélvédőre került legkisebb esőcseppeket is, és így lehetővé teszi az ablaktörlők megfelelő működtetését. A mért esőmennyiségnek megfelelően vezérli a szenzor a törlés sebességét (szakaszos, 1. és 2. fokozat). Ezzel a kisegítő funkcióval a jármű vezetője sok kézi kapcsolgatástól szabadul meg, melyekre a hagyományos törlő működtetésénél szükség volt. A kézi vezérlés továbbra is fennmaradt kiegészítő műveletként. Az esőszenzor jeleit felhasználhatjuk még, pl: az ablakok ablakok és a tolótető automatikus automatikus zárására is. Esőszenzor felépítése és működése 1: esőcseppek 2: szélvédő üveglap 3: környezeti fényszenzor 4: fotodióda 5: messzebbre irányított fényszenzor fényszenzor 6: fénydióda Az esőszenzor optikai adó-vevő sorból áll. A világító dióda(6) fényt sugároz meghatározott szög alatt a szélvédő üvegre(2), ami a külső felületről (az üveg-levegő üveg-levegő határrétegről) visszaverődik (teljes reflexió), majd az irányba állított vev vevőben(vagyis őben(vagyis a 4es jelű fotodiódában) megtörténik a beeső fény értékelése. Ha nedvesség van az érzékeny külső felületen, akkor a fény egy része szétszóródik, így kevesebb érkezik a vevőbe, vagyis gyengébb vevőjel keletkezik a vízcseppek nagyságától és számától függően. A vett jel változása képezi alapját az állapot-felismerésnek, és ezzel a törlőkészül tö rlőkészülék ék működtetésének. Ahhoz, hogy a törlési állapot á llapot után, az újból becsapódó esőmennyiséget megállapíthassuk, az esőszenzort a szélvédő-törlőlapátok törlési területén belül kell elhelyeznünk e lhelyeznünk.. Az esőszenzorok új generációja infravörös fénnyel dolgozik, ezáltal a szenzor kívülről alig láthatóan helyezhető el. Fényszenzor felépítése és működése Az esőszenzorhoz mindig szerelnek fényszenzort is, amelynek segítségével detektálhatók a különböző fényviszonyok, (Pl: az esti sötétedés, behajtás egy alagútba) és így a fényszenzor jelzéseit a járművön belül valamennyi világítási feladatnál hasznosítani hasznosítani lehet. lehet. Pl: a kombiműszer megvilágításához, megvilágításához, vagy a ködzárófény szelektív bekapcsolásához. Az integrált fényszenzor általában két vagy három fotodiódából áll, amelyek a különböző irányból beeső fényt fényt felfogják és kiértékelik. A fényszenzor rendeltetésétől függően vagy olyan diódákat tartalmaz, melyek feldolgozása az emberi szemet tükrözi vissza (szilikon szemek), vagy közel 42
infravörös tartományúakat, amelyeknek igen nagy az érzékenysége. Fénykapcsolási funkcióra a szilikon szemek az alkalmasabbak, kiegészítő klíma funkcióhoz a szilikon szemek és a szabványos diódák kombinációjára van szükség. 2. FÉNYSZÓRÓ FÉNYSZÓRÓ SZENNYEZŐDÉS-SZENZ S ZENNYEZŐDÉS-SZENZOR OR Lényege: a fényszóró szennyeződés szenzor felismeri a fényszóró üvegek szennyezettségének mértékét és ezzel önálló, automatikus tisztítást tesz t esz lehetővé. Felépítése és működése 1: fényszóró üveg 2: szennyező részecskék 3: szenzorház 4: fényadó 5: fényérzékelő A szenzor fényvisszaverő doboza LED-fényforrásból és fotodiódás fényérzékelőből áll. A fényszóró üveg belső oldalán, a tisztított részen helyezik el, de nem közvetlenül a fényszóró fényének útjában. Tiszta vagy esőcseppekkel fedett üvegnél is a közel infravörös tartományú mérőfény akadálytalanul kijut a szabadba, és csak egy elhanyagolhatóan csekély hányad verődik vissza a fényérzékelőhöz. Ha azonban a mérőfény a lámpaüveg külső felületén szennyező részecskéket ér el, akkor a szennyeződés mértékétől függően onnan visszaverődve jut el az érzékelőhöz. A meghatározott küszöbértéket túllépve a fényszórótisztító készülék automatikusan működésbe lép.
43
