Τι είναι ένας αισθητήρας φάσης
Οι αισθητήρες φάσης είναι σημαντικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα αυτοκινήτων και χρησιμοποιούνται επίσης σε πολλαπλούς τομείς για τη μέτρηση φυσικών μεγεθών όπως η θέση και η ταχύτητα αντικειμένων.
Στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, χρησιμοποιείται κυρίως για την ανίχνευση του χρονισμού των βαλβίδων του κινητήρα, ώστε να προσδιοριστεί ο βέλτιστος χρονισμός ανάφλεξης.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι αισθητήρων φάσης, οι οποίοι ταξινομούνται σε μαγνητοηλεκτρικούς και τύπους Hall, οι οποίοι παράγουν σήματα ημιτονοειδούς και τετραγωνικού κύματος αντίστοιχα. Γενικά, περιλαμβάνουν επίσης φωτοηλεκτρικούς αισθητήρες και μαγνητικούς αισθητήρες.
Ο φωτοηλεκτρικός αισθητήρας φάσης εξάγει σήματα διαφορετικών επιπέδων περιστρέφοντας τον πίνακα σήματος και ενεργοποιώντας ή απενεργοποιώντας το φωτοτρανζίστορ με βάση τη μετάδοση ή το μπλοκάρισμα του φωτός.
Ο τύπος Hall στους μαγνητικούς αισθητήρες φάσης χρησιμοποιεί το φαινόμενο Hall, ενώ ο μαγνητοηλεκτρικός τύπος χρησιμοποιεί την αρχή της μαγνητικής επαγωγής. Όταν ο ρότορας σήματος περιστρέφεται, η αλλαγή στο μαγνητικό κύκλωμα προκαλεί την παραγωγή μιας εναλλασσόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης στο επαγωγικό πηνίο.
Η αρχή λειτουργίας του είναι να επιτυγχάνει τη λειτουργία ανιχνεύοντας τη θέση και τη γωνία περιστροφής του εκκεντροφόρου άξονα. Το εσωτερικό πηνίο ανίχνευσης μπορεί να ανιχνεύσει κοντινά μεταλλικά αντικείμενα. Όταν δεν υπάρχουν μεταλλικά αντικείμενα, το κύκλωμα LC αντηχεί και η τάση εξόδου κορυφώνεται. Όταν πλησιάζει ένα μεταλλικό αντικείμενο, επάγονται δινορρεύματα στο πηνίο ανίχνευσης, η επαγωγή του πηνίου αλλάζει, το παράλληλο κύκλωμα LC αποαρμονίζεται και η τάση εξόδου μειώνεται. Η αλλαγή είναι αντιστρόφως ανάλογη με την απόσταση του μεταλλικού αντικειμένου. Η αλλαγή φάσης ανιχνεύεται μετρώντας την αλλαγή τάσης εξόδου.
Ο χρονισμός βαλβίδων αναφέρεται στη γωνία με την οποία ανοίγουν και κλείνουν οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής ενός κινητήρα σε σχέση με την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Ο σωστός χρονισμός βαλβίδων είναι κρίσιμος για την απόδοση του κινητήρα, επηρεάζοντας την ισχύ, την οικονομία καυσίμου και τις εκπομπές καυσαερίων.
Ο αισθητήρας φάσης είναι υπεύθυνος για την παρακολούθηση της ακρίβειας της φάσης του συστήματος βαλβίδων. Όταν παρουσιαστεί κάποια ανωμαλία, θα ενεργοποιηθεί ένας συναγερμός και θα ανάψει η λυχνία βλάβης κινητήρα.
Οι αισθητήρες φάσης, οι οποίοι είναι επίσης ο γενικός όρος για τους αισθητήρες θέσης εκκεντροφόρου άξονα και τους αισθητήρες θέσης στροφαλοφόρου άξονα, αποτελούν σημαντική βάση για τον προσδιορισμό του χρόνου ανάφλεξης ενός κινητήρα.
Ο αισθητήρας φάσης εκκεντροφόρου ανιχνεύει τη θέση περιστροφής του εκκεντροφόρου και εισάγει ένα σήμα στην ECU, το οποίο είναι το κύριο σήμα για τον έλεγχο ανάφλεξης.
Ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα ανιχνεύει τη γωνία στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα και το άνω νεκρό σημείο του εμβόλου και στέλνει τα σήματα στον υπολογιστή του κινητήρα για τον έλεγχο του χρονισμού ανάφλεξης και ψεκασμού καυσίμου. Είναι επίσης η πηγή σήματος για τη μέτρηση των στροφών του κινητήρα.
Σε άλλους τομείς, οι αισθητήρες φάσης, βασισμένοι στην αρχή της μέτρησης φάσης, εκπέμπουν σήματα σε αντικείμενα και υπολογίζουν τις πληροφορίες θέσης των αντικειμένων μετρώντας τη διαφορά φάσης μεταξύ των εκπεμπόμενων και των ανακλώμενων σημάτων.
Εφαρμόζεται ευρέως σε τομείς όπως ο βιομηχανικός αυτοματισμός, η αεροδιαστημική, η ιατρική περίθαλψη και η ρομποτική, και μπορεί να βοηθήσει στον αυτόνομο έλεγχο πλοήγησης ρομπότ, στον έλεγχο πλοήγησης οχημάτων μεταφοράς και στην ιατρική διάγνωση κ.λπ.
Ο αισθητήρας φάσης είναι ένα βασικό στοιχείο των σύγχρονων συστημάτων ελέγχου κινητήρων αυτοκινήτων, που αποτελείται από αισθητήρες θέσης στροφαλοφόρου άξονα και αισθητήρες θέσης εκκεντροφόρου άξονα. Ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα είναι υπεύθυνος για τη συλλογή των σημάτων στροφών του κινητήρα και γωνίας στροφαλοφόρου άξονα, παρέχοντας μια αναφορά χρονισμού για την ανάφλεξη και τον ψεκασμό καυσίμου. Ο αισθητήρας θέσης εκκεντροφόρου άξονα διασφαλίζει την ακριβή εκτέλεση του διαδοχικού ελέγχου ψεκασμού καυσίμου και του ελέγχου έκρηξης προσδιορίζοντας τη θέση του άνω νεκρού σημείου συμπίεσης του κυλίνδρου [3] [8]. Τα δύο λειτουργούν σε συντονισμό μέσω συγχρονισμού φάσης, ο οποίος είναι ιδιαίτερα σημαντικός κατά το στάδιο εκκίνησης και απαιτεί ακριβή αντιστοίχιση του πρώτου χρονισμού ανάφλεξης [6]. Αυτή η ομάδα αισθητήρων αναφέρεται συλλογικά ως "αισθητήρας φάσης" λόγω της συνολικής λειτουργίας ελέγχου της φάσης του συστήματος βαλβίδων και του χρονισμού ανάφλεξης.
Η βλάβη του αισθητήρα φάσης μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά προβλημάτων.
Το πρώτο πρόβλημα είναι η δυσκολία στην εκκίνηση του κινητήρα. Ο αισθητήρας φάσης πρέπει να παρέχει στην ECU πληροφορίες για τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα και η ECU υπολογίζει τον χρόνο ανάφλεξης και τον όγκο ψεκασμού καυσίμου με βάση αυτές τις πληροφορίες. Εάν ο αισθητήρας φάσης δυσλειτουργεί, δεν μπορεί να παρέχει ακριβείς πληροφορίες. Η ECU δεν μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την ανάφλεξη και τον ψεκασμό καυσίμου, καθιστώντας την εκκίνηση του κινητήρα δύσκολη ή και αδύνατη.
Έπειτα, υπάρχει ασταθές ρελαντί. Υπό κανονικές συνθήκες, ο αισθητήρας φάσης παρακολουθεί τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα, επιτρέποντας στη μονάδα ελέγχου κινητήρα να ρυθμίσει τον χρονισμό ανάφλεξης και τον όγκο εισαγωγής για να διασφαλίσει ομαλό ρελαντί του κινητήρα. Μόλις ο αισθητήρας φάσης δυσλειτουργήσει, οι πληροφορίες που μεταδίδονται στην ECU θα είναι ανακριβείς και ο έλεγχος του κινητήρα από την ECU θα αποκλίνει. Ως αποτέλεσμα, οι στροφές ρελαντί θα είναι ασταθείς και ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα όπως τρέμουλο ρελαντί και διακυμάνσεις στροφών.
Θα προκαλέσει επίσης κακή επιτάχυνση. Όταν το όχημα επιταχύνει, ο αισθητήρας φάσης πρέπει να παρέχει ακριβείς πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο, όπως τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα, έτσι ώστε η ECU να μπορεί να προσαρμόσει άμεσα τις στρατηγικές ανάφλεξης και ψεκασμού καυσίμου ώστε να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις επιτάχυνσης του οχήματος. Όταν παρουσιαστεί δυσλειτουργία, οι πληροφορίες είναι ανακριβείς, η ECU δεν μπορεί να κάνει σωστές ρυθμίσεις, επηρεάζεται η ισχύς του κινητήρα, η επιτάχυνση θα είναι ασθενής και μπορεί να εμφανιστεί ακόμη και μια αίσθηση τραντάγματος, η οποία επηρεάζει την οδηγική εμπειρία.
Επιπλέον, θα ανάψει η λυχνία βλάβης. Όταν το σύστημα διάγνωσης βλαβών του αυτοκινήτου ανιχνεύσει βλάβη στον αισθητήρα φάσης, θα ενεργοποιήσει έναν κωδικό βλάβης και η λυχνία βλάβης κινητήρα στο ταμπλό θα ανάψει, υπενθυμίζοντας στον ιδιοκτήτη του αυτοκινήτου ότι υπάρχει πρόβλημα με το όχημα.
Τέλος, η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται. Μια βλάβη στον αισθητήρα φάσης έχει ως αποτέλεσμα η ECU να μην είναι σε θέση να ελέγξει με ακρίβεια τον όγκο ψεκασμού καυσίμου. Ο όγκος ψεκασμού καυσίμου μπορεί να είναι είτε υπερβολικά μεγάλος είτε πολύ μικρός, με αποτέλεσμα την ατελή καύση και τη μη αποτελεσματική μετατροπή του καυσίμου σε ισχύ, αυξάνοντας έτσι την κατανάλωση καυσίμου.
Συμπερασματικά, οι δυσλειτουργίες του αισθητήρα φάσης έχουν σημαντικό αντίκτυπο στα οχήματα. Όταν παρουσιαστούν τα παραπάνω προβλήματα, είναι απαραίτητο να επιθεωρηθεί άμεσα ο αισθητήρας φάσης και, εάν είναι απαραίτητο, να επισκευαστεί ή να αντικατασταθεί για να επαναφέρετε το όχημα σε κανονική κατάσταση.
Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, συνεχίστε να διαβάζετε τα υπόλοιπα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο!
Παρακαλούμε καλέστε μας αν χρειάζεστε τέτοια προϊόντα.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. έχει δεσμευτεί να πουλήσει την MG&ΜΑΞΟΥΣανταλλακτικά αυτοκινήτων ευπρόσδεκτα να αγοράσω.
