Czujnik położenia wału korbowego

Dzisiejszy samochód osobowy jest wręcz naszpikowany wszelkiego rodzaju czujnikami pomiarowymi. Mierzone są takie parametry, o których właściciel zazwyczaj nie ma nawet świadomości ich istnienia. Jeden z czujników jest jednak stosowany już od bardzo dawna i bez niego praca silnika byłaby niemożliwa. Mowa o czujniku położenia wału korbowego.

Jest on jednym z najważniejszych czujników sterujących pracą silnika. Na podstawie wysyłanego sygnału kątowego położenia wału korbowego obliczana jest jego prędkość obrotowa. Dzięki sygnałom z tego czujnika komputer uzyskuje dane na podstawie których steruje kątem zapłonu czy też wtryskiem paliwa. Sygnał prędkości obrotowej wykorzystywany jest do stabilizacji pracy silnika na biegu jałowym, usuwania par paliwa ze zbiornika, sterowania działaniem kolektora dolotowego o zmiennej długości, określania pracy zmiennych faz rozrządu i wielu wielu innych czynności zależnych od położenia wału korbowego.

Najczęściej stosowanymi czujnikami położenia wału korbowego są czujniki indukcyjne, czujniki Halla oraz czujniki dwubiegunowe. Działanie każdego z nich opiera się na współpracy z tarczą pomiarową. Zazwyczaj możemy spotkać się z jednym z trzech rodzajów takich tarcz, które zostały przedstawione na poniższym rysunku. Pierwsza z nich ma postać bębna z wyciętymi szczelinami, druga to po prostu koło zębate, gdzie zęby stanowią znaczniki położenia wału. Trzecia tarcza posiada wprasowane magnesy trwałe, dzięki czemu budowa samego czujnika może być znacznie uproszczona.

Działanie czujnika indukcyjnego wykorzystuje zmianę pola magnetycznego. Wywoływana jest ona zmianą szerokości szczeliny powietrznej pomiędzy czujnikiem, który jest zamocowany na stałe w jednym miejscu, a elementami ferromagnetycznymi obracającej się tarczy, czyli w większości przypadków koła zębatego. Za każdym razem, kiedy jeden z zębów koła jest blisko czujnika, na którym nawinięte są zwoje cewki, pojawia się impuls elektryczny. Zmienne natężenie przepływającego prądu indukuje zmienne napięcie na zwojach cewki czujnika pomiarowego. Na podstawie amplitudy napięcia oraz częstości impulsów obliczana jest prędkość obrotowa wału korbowego.

Czujniki Halla jak sama nazwa wskazuje wykorzystują zjawisko Halla. Nie chciałbym zanudzać na temat przepływu elektronów oraz liniach sił pola magnetycznego, dlatego wszystkich zainteresowanych, którzy pragną się dowiedzieć czegoś więcej na temat zjawiska Halla, odsyłam do wyszukiwarki internetowej. Najważniejszy jest fakt stosowania magnesów w przypadku użycia czujnika Halla. To właśnie przy tym rozwiązaniu tarcza pomiarowa posiada wprasowane magnesy trwałe, dzięki czemu możliwe jest działanie czujnika Halla. W dużym skrócie, przetwarza on energię magnetyczną na energię elektryczną.

Tarczą pomiarową najczęściej jest koło zamachowe, które posiada nacięte zęby i dzięki temu możliwa jest praca czujnika pomiarowego. Budowa typowego czujnika indukcyjnego nie jest skomplikowana. Składa się on z czterech podstawowych komponentów: cewki, oscylatora, obwodów detekcji i obwodów wyjściowych. Czujnik posiada cylindryczną obudowę. Na rdzeniu nawinięta jest cewka, a jej końce wyprowadzone są do gniazda wyjściowego. Rdzeń i cewka znajdują się w nierozbieralnej obudowie. Zazwyczaj zlokalizowany jest on na kadłubie silnika przy kole zamachowym. Czujnik indukcyjny jest najczęściej stosowanym czujnikiem do pomiaru prędkości obrotowej wału korbowego.

Zobacz także: