Kamaxelpositionssensor: funktion, typer, testning och dess tillämpningar

Nu för tiden, bilsensorer har blivit mycket betydelsefulla under åren som hjälper till att övervaka olika problem med bilar och skicka informationen till den elektroniska kontrollenheten (ECU) eller bilföraren. ECU:n gör i vissa situationer vissa justeringar av den specifika komponenten beroende på informationen som erhålls från bilsensorn. Generellt sett övervakar sensorer i bilar olika aspekter som temperatur, motorns kondition, kylvätskesystem, oljetryck, fordonshastighet, emissionsnivåer, etc. Det finns olika typer av sensorer används i bilar som luftflöde, motorknackning, motorvarvtal, spänning, syre, gasspjällsläge, kamaxelpositionssensor, MAP, krockkudde, parkeringsplats, vevaxelpositionssensor, etc. Den här artikeln diskuterar en översikt av kamaxellägesgivare , dess funktion och dess tillämpningar.

Vad är kamaxelpositionssensor?

En bilsensor som används i en bilmotor för att mäta positionen och rotationen av kamaxeln och skickar informationen till fordonets motorkontrollmodul är känd som en kamaxelpositionssensor. Denna sensor är också känd som en fasdetektor eller cylinderidentifieringssensor. Det är en mycket liten och mycket betydelsefull magnetisk enhet i varje nuvarande bil eftersom den säkerställer att bilmotorn fungerar korrekt eller inte.

Denna sensor är anordnad nära bilmotorn och den kan hittas bakom cylinderhuvudet eller i fordonets lyftdal. Kamaxelns lägesgivare är normalt placerad på åttaventilsmotorer i cylinderhuvudets ände medan den är anordnad på cylinderhuvudet på sextonventilsmotorer. De diagram för kamaxelpositionsgivare visas nedan.

Arbetsprincip

De funktionsprincipen för kamaxelns lägessensor beror främst på Halleffektsensor eller optisk sensor för att detektera varvningen av kamaxeln. Hall Effect-sensorn detekterar varvtalet genom att använda magnetfältet medan den optiska sensorn detekterar läget för kamaxeln med hjälp av en ljusstråle. Kamaxelns lägessensor är normalt en Hall Effect eller magnetisk sensor . Så det fungerar helt enkelt genom att upptäcka vägen för en järnväxel kopplad till kamaxeln när den svänger. När växeln passerar sensorn producerar den en signal och överför den till ECU:n. Därefter använder ECU:n dessa data för att justera bränsleinsprutningstid och tändsystem.

Om denna sensor inte fungerar som den ska, minskar den motorns arbetsprestanda, minskar bränsleeffektiviteten och ökar utsläppen. En felaktig kamaxelpositionssensor kan göra att motorn tänder fel och skadar så det kan vara mycket farligt under körning.

Funktioner

Dess primära funktion är att förse motorkontrollmodulen (ECM) eller motorstyrenheten (ECU) med korrekt information om kamaxelns position och hastighet. Denna information är väsentlig för att motorn och olika relaterade system ska fungera korrekt. Här är nyckelfunktionerna för en kamaxelpositionssensor:

Fastställande av kamaxelposition:

• Huvudfunktionen för kamaxelpositionssensorn är att bestämma den exakta positionen för kamaxeln när den roterar. Denna information hjälper motorkontrollmodulen (ECM) att synkronisera öppningen och stängningen av motorns inlopps- och avgasventiler med motsvarande positioner för kolvarna. Korrekt ventiltid är avgörande för effektiv förbränning och motorprestanda.

Optimera bränsleinsprutningstid:

• Genom att noggrant detektera kamaxelns position hjälper CMP-sensorn ECM att bestämma den optimala tidpunkten för bränsleinsprutning. Detta säkerställer att rätt mängd bränsle sprutas in i förbränningskammaren i rätt ögonblick, vilket förbättrar bränsleeffektiviteten och minskar utsläppen.

Koordinerande tändningstid:

• Kamaxelns lägessensor spelar också en roll för att koordinera tändningstiden. ECM använder information om kamaxelns position för att avgöra när tändstiftet ska utlösas, vilket säkerställer att förbränningen sker i rätt ögonblick i motorns cykel.

Upptäcker feltändningar:

• En felaktig kamaxelpositionssensor kan leda till feltändningar, där bränslet inte antänds ordentligt i en eller flera cylindrar. Sensorns data hjälper ECM att identifiera och diagnostisera dessa feltändningar, vilket gör att systemet kan vidta korrigerande åtgärder.

Aktivera variabel ventiltid (VVT):

• I motorer utrustade med variabla ventiltidssystem hjälper kamaxelns lägessensor att styra tidpunkten för ventilöppning och stängning. Detta kan optimera motorns prestanda, effekt och bränsleeffektivitet under olika driftsförhållanden.

Hantera motorprestanda:

• ECM använder kamaxelns positionsdata för att övervaka och justera olika motorparametrar, inklusive luft-bränsleblandning, ventiltiming och tändningstid. Detta säkerställer att motorn fungerar effektivt och uppfyller emissionsnormerna.

Stödjer motorsäkerhet:

• I vissa fall kan en felaktig kamaxelpositionssensor utlösa motorkontrollmodulen att gå in i ett 'säkert läge' för att förhindra potentiell skada. Detta kan innebära att begränsa motoreffekten för att skydda kritiska komponenter.

Diagnostisera motorproblem:

• Kamaxelns positionssensor bidrar till omborddiagnostik (OBD) genom att tillhandahålla värdefull data som kan användas för att identifiera motorprestandaproblem och funktionsfel. Dessa data kan läsas med diagnostiska verktyg för att felsöka problem.

Typer av kamaxelpositionssensorer

Det finns tre typer av kamaxelpositionssensorer tillgängliga magnetisk typ, halleffekt och AC-utgång som diskuteras nedan.

Magnetisk typsensor

Denna typ av kamaxelpositionssensor identifieras helt enkelt genom de två ledningarna. Denna sensor genererar sin egen spänning, en AC sinusvågssignal. Denna sensor kan vara anordnad inuti fördelaren eller ovanför kamaxeln. När denna sensor är nära kamaxeln som har en permanentmagnetenhet ansluten till sig kommer magneten varje gång att passera genom sensorn och genererar ett magnetfält och den resulterande pulsen kan överföras till ECM för vidare bearbetning.

Halleffekt kamaxelsensor

Denna typ av kamaxelsensor innehåller tre ledningar där den första ledningen används för ström, nästa ledning är för GND och den sista ledningen är för att spänningssignalen ska skickas till PC:n. Denna sensor är anordnad på kamaxeln eller i fördelaren. Denna sensor har en skärm genom en slits & en magnet placerad ovanför axeln. När skärmen på denna sensor flyttas in mellan sensorn och magneten kommer denna sensor att slås PÅ och AV. Om denna skärm har ett fast område framför sensorn, kan återkopplingsspänningen avbrytas när magnetfältet delas.

AC-utgångssensor

AC-utgångssensor är en speciell typ av sensor som används för att producera en AC-spänningssignal som en utgång. Motorstyrningsmodulen i bilen producerar extremt hög frekvens för magnetiseringsspolen och som är anordnad nära den roterande skivan.

Denna roterande skiva är anordnad på kamaxelns ände och den har en slits med sig. När denna slits väl passerar genom spolen kommer den att exciteras av ömsesidig induktion och en signal som indikerar att det första cylinderläget sänds till motorns kontrollmodul. Dessa typer av sensorer observeras ofta i Vauxhall ecoTEC-motorer.

Kamaxelpositionssensor kopplingsschema

Kamaxelpositionssensorn används vanligtvis för att placera kamaxelmotorns position och ändra den till en elektronisk signal efter att den skickar till bilens ECU. Denna sensorposition är tillgänglig med olika kopplingsscheman som två trådar och tre trådar. Kopplingsschemat för den tretrådiga kamaxelns lägesgivare visas nedan.

Den 3-trådiga kamaxelpositionssensorn inkluderar tre ledare; referensspänningsledning, signalledning och jord. Dessa tre ledningar är helt enkelt anslutna till den elektroniska styrenheten. Denna sensor får en strömkälla från ECU:n, GND för denna sensor tas från den elektroniska styrenheten och slutligen går spänningssignalen från kamaxelsensorn till den elektroniska styrenheten.

En tretrådig kamaxelsensor har en magnet och ett stålmaterial som germanium och en transistor. När ett föremål närmar sig mycket nära denna sensor, kommer dess magnetiska flöde att ändras, spänningen genereras i materialet och förstärks genom transistorn och överförs till ECU:n.

Kamaxelpositionssensorgränssnitt med mikrokontroller (Arduino eller PIC):

Det finns olika typer av kamaxelsensorer tillgängliga som vi såg ovan. Var och en kommer med sina egna typer av utdata. När du ansluter en kamaxelsensor till mikrokontrollern måste följande punkter beaktas.

1. Förstå sensorutgången:

Bestäm vilken typ av signal din kamaxelpositionssensor producerar. Det kan vara en digital signal (ON/OFF), analog spänning eller PWM (Pulse Width Modulation)-signal. I fall att

• Halleffektsensorer:

• • • Utgångstyp är: Digital
    • Beskrivning: Halleffektsensorer upptäcker förändringar i ett magnetfält. De ger vanligtvis en digital signal som växlar mellan HÖG och LÅG tillstånd när kamaxeln roterar, vilket indikerar kamaxelns position.

• Optiska sensorer:

• • • Utgångstyp är: Digital (vanligtvis)
    • Beskrivning: Optiska sensorer använder ljus för att detektera kamaxelns position. De ger ofta en digital signal med pulser som representerar kamaxelns position.
• Magnetiska sensorer (sensorer med variabel reluktans):
  • • Utgångstyp: Variabel (analogliknande)
    • Beskrivning: Magnetiska sensorer genererar en analogliknande spänningssignal som varierar när kamaxeln roterar. Signalens amplitud ändras med kamaxelns position.

2. Välj inmatningsstift:

På mikrokontrollern väljer du de digitala eller analoga stiften som du ska använda för att ansluta till kamaxelns lägessensor. Se till att dessa stift är kompatibla med sensorns utsignal och     spänningsnivåer.

1. Kabeldragning: Anslut kamaxelpositionssensorns utgång till de valda ingångsstiften på mikrokontrollern. Använd lämpliga spänningsdelare eller nivåskiftare om det behövs för att säkerställa att sensorns spänningsnivåer är kompatibla med mikrokontrollern.

1. Strömförsörjning: Tillhandahåll den nödvändiga strömförsörjningen till kamaxelns lägessensor. Detta kan innebära att sensorn kopplas till en lämplig spänningskälla (t.ex. 5V) och dess jord (GND) kopplas till mikrokontrollerns jord.

1. Läs sensordata: Skriv kod på det programmeringsspråk som stöds av din mikrokontroller (t.ex. C/C++, Python, etc.) för att läsa signalen från sensorn. Använd funktionerna digitalRead() eller analogRead() efter behov.

6. Bearbetning av data: Beroende på sensortypen kan du behöva bearbeta sensordata ytterligare. Om du till exempel använder en digital sensor kan du använda dess tillstånd direkt för din            applikation. Om du använder en analog sensor kan du behöva konvertera den analoga spänningen till ett meningsfullt värde.

Kamaxelsensorgränssnitt till mikrokontrollerkod:

#inkludera< Arduino.h>

const int sensorPin = 2; // Ersätt med det faktiska pinnumret

int sensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(sensorPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

sensorValue = digitalRead(sensorPin);

Serial.println(sensorValue);

fördröjning(1000); // Fördröjning i 1 sekund

}

Kamaxelpositionssensor Symtom

När kamaxelns kolvsensor inte fungerar kan ett antal problem uppstå. Så det finns några varningssymptom som uppstår innan denna sensor har misslyckats helt och bilmotorn kommer att stängas av.

Se till att motorlampan är PÅ

Motorlampan tänds om kamaxelns lägessensor slutar fungera. När denna lampa är PÅ måste du stoppa fordonet utan dröjsmål. Om du inte uppmärksammar det, kommer det att orsaka allvarlig skada på bilmotorn.

Tändningsproblem

När ett problem med sensorn börjar fungerar inte heller signalen som överförs till bilens motor. Så den överförda signalen är mycket svag och den låter inte bilen starta eftersom det inte kommer att bli något flimmer från tändsystemet.

Bränsleeffektiviteten är dålig

Om fordonet saknar tillräckligt med bränsle för bilmotorn kan sensorn ge felaktig information till ECM annars kan bränsleinsprutarna öppnas under mycket lång tid. Så detta kommer att göra att motorn inte fungerar särskilt effektivt, orsaka knackningar och kan orsaka mycket allvarliga skador.

Växellådan är dålig

Om kamaxelns lägessensor är fel kommer bilar med automatisk växellåda att möta vissa problem när de växlar bil. Så måste stänga av din bilmotor, stanna lite och starta motorn igen. Dessutom undviker data som erhålls genom ECM från en dålig sensor växlingssolenoiden från att arbeta och växla bilväxlar, vilket är känt som Limp Mode och det hjälper till att skydda bilmotorn från skada genom att minska motorns hastighet.

Avstängning av motor

När bilmotorn stannar eller stannar under körning på grund av att motorn inte tillförs tillräckligt med bränsle via bränsleinsprutare, kan motorn stanna och bilen kan skadas.

Bränsleförbrukningen är hög

En felaktig sensor kan påverka bränsleekonomin negativt vilket innebär att fordonets motor förbrukar mer bränsle. Detta problem är mycket sällsynt även om vi inte kan försumma och behöver omedelbart byte eller reparation av sensorn.

Dålig acceleration

Dålig acceleration uppstår på grund av den dåliga kamaxelpositionssensorn. När denna sensor slutar fungera kommer fordonet inte att accelerera särskilt snabbt. När dålig acceleration inträffar får din bil att sprattla, brist på kraft, dålig hastighet, stanna eller till och med stanna.

Motorfel tänder

Sensorsignalen är nödvändig för att fungera bränsleinsprutare och motorer. Om denna sensor misslyckas kan det orsaka att motorn tänder fel och ger vibrationer när den accelererar.

Gaslukt

En felaktig sensor kan dumpa oförbränt bränsle indirekt i ett fordons avgassystem. Så detta påverkar inte bara bränsleekonomin utan orsakar också en del svart rök och det orsakar en tydlig lukt som är extremt osäker för människor.

Grov tomgång

Fel på sensorn kan orsaka grov tomgång på fordonsmotorn. När sensorn inte fungerar, uppstår det på grund av asynkron förbränning i cylindern.

Hur man testar en kamaxelpositionssensor med en multimeter

Testning av kamaxelpositionsgivare är mycket viktigt för att kontrollera att den fungerar korrekt. Dessa sensorer kan påverkas av många fel som kan påverka sensorfelet eller dess ojämna funktion. Så en korrekt sensordiagnos är mycket viktig testning. Testning av kamaxelpositionssensor är möjlig med hjälp av en multimeter eller ett oscilloskop. Så att testa en kamaxelpositionssensor med en multimeter är väldigt enkelt och snabbare.

För att testa denna sensor med en multimeter är det viktigt att mäta sensorspänningen som produceras på dess signalledning. Här beror de data som erhålls huvudsakligen på typen av sensor och fordon. Dessutom, baserat på sensortypen, har de olika stift eftersom en induktiv eller magnetisk typ av kamaxelsensor inkluderar två ledningar medan en halleffektsensor inkluderar tre ledningar.

Innan du påbörjar sensortestet med en multimeter måste du ställa lådan i neutralläge eller i en park, lokalisera bilen på parkeringsbromsen och koppla loss bränslesystemet genom att helt enkelt dra bygeln till bränslepumpen från säkringsblocket för att undvika motorn startande.

3-tråds test av kamaxelpositionssensor

För att testa tre trådkamaxelpositionssensorer måste du ställa in DC-voltsläget på multimetern och separera kontakten på sensorn.

• Först måste den röda färgsonden på multimetern anslutas till strömkabeln och den svarta färgsonden till batteriets minus;
• Efter det i några sekunder, försök att starta bilmotorn.
• Nu måste spänningsavläsningen vara ca 5 volt på multimetern.
• För att se om sensoranslutningens minuskabel är intakt och kortsluten, fäst den röda oljestickan på den och håll den svarta ovanför batteriets minuspol.
• Nu måste du starta bilmotorn igen, avläsningen av spänningen måste vara 0,1 eller 0,2V på multimeterskärmen.
• Samma process måste testas av endast signaltråden, nu bör spänningen på multimeterskärmen ändras från 0 – 5 volt om sensorn är bra.
• Nu utan att starta bilmotorn och endast med tändningen på, mät spänningen mellan plus- och signalkontakterna, den bör vara minst 90% av spänningsförsörjningen.

Hur byter man ut kamaxelsensor?

För att byta ut denna sensor måste följande steg följas.

• Först måste vi separera batteriets minuskabel.
• Behöver placera denna sensor normalt på framsidan, baksidan eller toppen av bilmotorn och den kommer förmodligen att ha en 2 till 3-trådskontakt ansluten.
• När du väl upptäcker det måste du lossa fliken ovanför sensorn för att separera ledningarna från kamaxelsensorn.
• Ta utan dröjsmål bort monteringsbulten som är ansluten till kamaxelsensorn till bilmotorn.
• Dra av den utmattade sensorn genom en liten vridning.
• När en ny sensor är ansluten måste du applicera lite motorolja på sensorns O-ring.
• Sätt upp den nya sensorn och skydda den genom monteringsbultarna.
• Återigen anslut trådkontakten ordentligt till kamaxelsensorn.
• Återanslut till sist batteriets minuspol.
• Ta sedan en provkörning för att veta om kamaxelns lägessensor fungerar eller inte.

Ansökningar

De kamaxelpositionsgivaren använder inkluderar följande.

• Kamaxelsensorn låter motorkontrollen bestämma den exakta platsen för vevaxeldriften.
• Denna sensor spårar rotationen av kamaxeln genom att fokusera på om ventilerna är öppna eller stängda.
• Denna sensor används i en bilmotor för att mäta kamaxelns position och varv,
• Dessa används inom BLDC-motorer eller används i bilar.
• Denna sensor används i vissa Vauxhall ECOTEC-motorer.

Detta är alltså en översikt över kamaxelns lägesgivare , dess funktion och dess tillämpningar. Detta är en elektronisk komponent som används för att samla information om rotationshastigheten och kamaxelns placering. Den överför data till fordonets elektroniska styrenhet så att den ställer in tidpunkten för tändsystemen och bränsleinsprutningen. Det finns många orsaker till fel på kamaxelsensorn som kortslutning internt, mekanisk skada, brott i kodarhjulet och avbrott i anslutningen till CU (styrenhet). Här är en fråga till dig, vad är en vevaxelpositionssensor?