Detonationsfashastighetssensorer och TPS

Gasspjällslägessensor

TPS-signalen används av ECM-styrenheten för att beräkna gasspjällsventilens vinkelläge. TPS är monterad på gasröret, när gasspjället vrids överför dess axel sin rörelse till sensorn.

TPS är ett motstånd av potentiometrisk typ.
Spänning tillförs en arm på potentiometern från styrenheten, den andra armen är ansluten till jord. Den tredje kontakten är ansluten till potentiometerns rörliga kontakt. Utsignalen från TPS ändras i proportion till gasspjällsventilens rotationsvinkel. När gasreglaget är helt stängt är dess spänning 0,35–0,7 V, och när den är helt öppen är den 4,05–4,75 V. Det lägsta sensorspänningsvärdet som bestäms av styrenheten i viloläge används som referens, det vill säga 0 % gasöppning.

Baserat på TPS-signalen bestämmer styrenheten motorns aktuella driftläge. Ett helt stängt gasreglage motsvarar tomgång. Vid stora gasspjällsöppningsvinklar sker en övergång till ett effektläge, vid vilket maximalt vridmoment eller maximal motoreffekt uppnås. Vid mellanvärden för gasspjällsöppningen (dellastläge) bibehåller regulatorn den stökiometriska sammansättningen av luft-bränsleblandningen.

Baserat på DPKV- och TPS-signalerna bestämmer styrenheten motorbelastningen. Denna parameter används för att beräkna bränsletillförseln och tändningstiden i händelse av ett MAF-fel.

För att kompensera för kortvarig mager luft-bränsleblandning när gasreglaget öppnas snabbt, beräknar styrenheten ett tillägg till basbränsletillförseln med hjälp av information om TPS-signalökningen.

Knacksensor

I förbränningsmotorer med gnisttändning kan under vissa förhållanden onormala förbränningsprocesser uppstå som leder till en minskning av motoreffekten. Detta oönskade fenomen kallas detonation och är resultatet av självantändning av en frisk luft-bränsleblandning som ännu inte har blivit uppslukad av låga.

Den normalt startade processen med förbränning av luft-bränsleblandningen och dess kompression av kolven orsakar en ökning av tryck och temperatur i förbränningskammaren, vilket kan orsaka spontan antändning av de återstående gaserna. I detta fall kan lågans utbredningshastighet vara högre än 2000 m/s, medan hastigheten för normal förbränning är ca 30 m/s. Med sådan chockförbränning skapas ett högt tryck i kammaren. Långvarig detonation kan leda till mekanisk skada på topplockspackningen, kolven och huvudet i ventilområdet.

Fluktuationer av knackande förbränning registreras av knackningssensorn, omvandlas till en elektrisk signal och överförs till motorns styrenhet. Strukturellt är det en accelerometer som omvandlar energin från mekaniska vibrationer i motorblocket till en elektrisk signal.

När vibration uppstår verkar tröghetsmassan på det piezoelektriska elementet med lämplig frekvens och kraft, som ett resultat av den piezoelektriska effekten uppträder en elektrisk signal på kontakterna. I regulatorn utsätts knackningssensorns utsignal för speciell bearbetning för att detektera ögonblicket för detonationsförbränning av luft-bränsleblandningen.

Knacksensorspecifikationer:

• temperaturvariation. Den måste vara effektiv upp till 150-200°C;
• egen resonansfrekvens. Det finns system med resonans- och bredbandsknackningssensorer. I resonansanordningar sammanfaller det naturliga frekvensvärdet med frekvensen av detonationssvängningar i cylindern. I bredbandssystem är den naturliga resonansfrekvensen mycket högre, men det finns ett enhetligt avsnitt om frekvenssvaret som ligger i frekvensområdet för detonationssvängningar;
• omvandlingsfaktor. Visar hur amplituden för utsignalen korrelerar med amplituden för detonationsvibrationer vid sensorns plats.

Fassensor

Kamaxeln styr motorns inlopps- och avgasventiler. Frekvensen av dess rotation är två gånger lägre än vevaxelns rotationsfrekvens.

När kolven närmar sig övre dödpunkten är det omöjligt att utifrån vevaxelns läge avgöra vid vilket slag av motorn detta sker. På kompressionsslaget med efterföljande tändning av luft-bränsleblandningen eller på avgasslaget. Denna information är relevant för det stegvisa injektionssystemet. Där tillförs bränsle genom ett munstycke till cylindern där kompressionsslaget sker precis innan insugningsventilen öppnar.

För att styrenheten tydligt ska kunna avgöra vilken av injektorerna den behöver styra för tillfället, används en signal från kamaxelns lägessensor. Det kallas också en fassensor.

Motorstyrsystem använder en Hall-effektsensor. Den känner av passagen av en slitsad metallslutare, som är ansluten till kamaxeln, och ger styrsignaler till motorns omborddator. Slutaren är monterad på motorns kamaxeldrivremskiva och har endast en slits. Utformningen av slutaren är sådan att DF genererar en impuls i det ögonblick då kompressionsslaget faller på den första cylindern.

Pulsparametrarna är som följer: spåret mittemot sensorn är en låg nivå (spänningen är nära 0 volt), annars är den en hög nivå (spänningen är nära spänningen i det ombordvarande nätverket). Denna design har en slitssensor. En anordning av ändtyp används också. Den reagerar inte på ett spår i gardinen, utan på ett speciellt referensmärke som är fäst på kamaxeln eller på kamaxelns drivremskiva. Avståndet mellan märket och sensorn är mycket mindre än avståndet mellan det och kamaxeln.

Hastighetssensor

För driften av motorstyrningssystemet krävs information om fordonets rörelse. Styrenheten gör en slutsats om förekomsten av rörelse och bilens hastighet enligt signalerna från hastighetssensorn. Den är monterad på växellådan och levererar sex pulser per meter av fordonsrörelse.

Den använder Hall-effekten och signalernas utgångsparametrar är identiska med fassensorns signaler. Huvudelementet är en skiva monterad på den inre axeln med en flerpolig magnet fäst på den eller en gardin med sex spår.

Det finns två typer: framkomlig och icke framkomlig. Genomgångarna är installerade i springan i fästet på hastighetsmätarens drivkabel. Oframkomlig – installerad i bilar med elektroniskt instrumentkluster. I det här fallet matas signalen från hastighetssensorn inte bara till motorns styrsystem utan också till den elektroniska kombinationen.