最新のパワーユニットには常にクランクシャフト位置センサーがあり、それに基づいて点火システムと燃料噴射システムが構築されています。この記事では、クランクシャフト位置センサー、その種類、設計、操作、およびこれらのデバイスの正しい選択と交換について詳しく説明しています。
エンジン内のクランクシャフト位置センサーの目的と配置
クランクシャフト位置センサー (DPKV、同期センサー、基準始動センサー) - 内燃エンジンの電子制御システムのコンポーネント。クランクシャフトの性能特性 (位置、速度) を監視し、パワーユニットの主要システム (点火、電力、ガス分配など) の機能を保証するセンサー。
あらゆるタイプの最新の内燃エンジンには、ほとんどの場合、電子制御システムが装備されており、すべてのモードでユニットの動作を完全に引き継ぎます。このようなシステムで最も重要な場所はセンサー、つまりモーターの特定の特性を追跡し、データを電子制御ユニット（ECU）に送信する特別なデバイスによって占められています。クランクシャフト位置センサーなど、一部のセンサーはパワーユニットの動作に重要です。
DPKV は、各時点でのクランクシャフトの位置という 1 つのパラメーターを測定します。得られたデータに基づいて、シャフトの速度と角速度が決定されます。この情報を受信した ECU は、さまざまなタスクを解決します。
● 1 番目および/または 4 番目のシリンダーのピストンの TDC (または TDC) モーメントの決定。
● 燃料噴射システムの制御 - 噴射の瞬間と噴射時間の決定。
● 点火システム制御 - 各シリンダーの点火瞬間の決定。
●可変バルブタイミングシステムの制御。
● 燃料蒸気回収システムのコンポーネントの動作の制御。
● 他のエンジン関連システムの動作の制御と修正。
したがって、DPKV はパワーユニットの正常な機能を保証し、点火 (ガソリン エンジンのみ) と燃料噴射 (インジェクターおよびディーゼル エンジン) という 2 つの主要システムの動作を完全に決定します。また、このセンサーは、その動作がシャフトの位置と速度と直接的または間接的に同期する他のモーター システムの制御に便利であることが判明しました。センサーが故障するとエンジンの動作が完全に中断される可能性があるため、センサーを交換する必要があります。ただし、新しい DPKV を購入する前に、これらのデバイスの種類、設計、操作を理解する必要があります。
DPKVの種類、設計、動作原理
タイプや設計に関係なく、クランクシャフト位置センサーは 2 つの部分で構成されます。
● 位置センサー。
● マスターディスク（シンクディスク、シンクディスク）。
DPKV はプラスチックまたはアルミニウムのケースに入れられ、マスター ディスクの隣にブラケットを使用して取り付けられます。センサーには車両の電気システムに接続するための標準電気コネクタがあり、コネクタはセンサー本体とそれ自体の短いケーブルの両方に配置できます。センサーはエンジンブロックまたは特別なブラケットに固定されており、マスターディスクの反対側に配置され、動作中にその歯をカウントします。
さまざまなエンジンのクランクシャフト位置センサー
マスターディスクはプーリーまたはホイールであり、その外周に沿って正方形の輪郭の歯があります。ディスクはクランクシャフト プーリーまたはそのつま先に直接しっかりと固定されているため、両方の部品が同じ周波数で回転することが保証されます。
センサーの動作はさまざまな物理現象や効果に基づいて行われますが、最も普及しているのは次の 3 種類のデバイスです。
● 誘導性 (または磁気性)。
● ホール効果に基づく。
●オプティカル(光)。
センサーの種類ごとに、独自の設計上の特徴と動作原理があります。
誘導（磁気）DPKV。デバイスの中心には、巻線 (コイル) に配置された磁気コアがあります。センサーの動作は電磁誘導の影響に基づいています。静止状態では、センサー内の磁場は一定であり、その巻線には電流が流れません。マスターディスクの金属歯が磁気コアの近くを通過すると、コアの周囲の磁場が急激に変化し、巻線に電流が誘導されます。ディスクが回転すると、センサーの出力に特定の周波数の交流が発生し、ECU はこれを使用してクランクシャフトの速度とその位置を決定します。
これは最も単純なセンサー設計であり、あらゆる種類のエンジンで広く使用されています。このタイプのデバイスの利点は、電源なしで動作することです。これにより、わずか 1 対のワイヤでデバイスを制御ユニットに直接接続することが可能になります。
ホール効果センサー。このセンサーは、約 1 世紀半前にアメリカの物理学者エドウィン ホールによって発見された効果に基づいています。つまり、一定の磁場内に置かれた薄い金属板の反対側の 2 つの面に電流が流れると、他の 2 つの面に電圧が現れます。このタイプの最新のセンサーは、磁気コアを備えたケース内に配置された特殊なホール チップ上に構築されており、そのマスター ディスクには磁化された歯が付いています。センサーの仕組みは簡単です。静止している状態ではセンサーの出力には電圧がゼロですが、磁化された歯が通過すると出力に電圧が現れます。先ほどと同様にマスターディスクが回転するとDPKVの出力に交流が発生し、ECUに供給されます。
誘導型クランクシャフト位置センサー
これはより複雑なセンサーですが、クランクシャフト速度範囲全体にわたって高い測定精度を提供します。また、ホールセンサーは動作させるために別途電源が必要なため、3本または4本のワイヤーで接続されています。
光学センサー。センサーの基礎は一対の光源と受光器（LEDとフォトダイオード）であり、その間のギャップにはマスターディスクの歯または穴があります。センサーは単純に動作します。ディスクがさまざまな間隔で回転すると LED を上回り、その結果、フォトダイオードの出力にパルス電流が形成され、電子ユニットが測定に使用します。
現在、光学センサーは、エンジン内での作動が困難な条件、つまり粉塵が多い、煙が発生する可能性、液体による汚染、道路の汚れなどにより、用途が限られています。
センサーを操作するには、標準化されたマスター ディスクが使用されます。このようなディスクは 6 度ごとに 60 個の歯に分割されていますが、ディスクの 1 か所には 2 つの歯はありません (同期ディスク タイプ 60-2)。このパスはクランクシャフトの回転の開始点であり、センサーの同期を確保します。 ECU および関連システム。通常、スキップ後の最初の歯は、上死点または上死点での最初または最後のシリンダーのピストンの位置と一致します。互いに 180 度の角度で配置された 2 つのスキップ歯を備えたディスク (同期ディスク タイプ 60-2-2) もあり、そのようなディスクは一部のタイプのディーゼル パワー ユニットで使用されます。
誘導センサーのマスターディスクはスチールで作られており、クランクシャフトプーリーと同時に作られる場合もあります。ホール センサーのディスクは多くの場合プラスチックでできており、歯の中に永久磁石が配置されています。
結論として、DPKV はクランクシャフトとカムシャフトの両方で使用されることが多く、後者の場合、カムシャフトの位置と速度を監視し、ガス分配機構の動作を調整するために使用されます。
誘導型DPKVとマスターディスクの設置
クランクシャフトセンサーの正しい選択と交換方法
DPKVはモーターの重要な役割を果たしており、センサーの故障はエンジンの動作の急激な悪化（始動困難、動作の不安定、出力特性の低下、デトネーションなど）につながります。また、場合によっては、DPKV に障害が発生すると、エンジンが完全に動作不能になります (チェック エンジン信号で示されるように)。エンジンの動作に問題があると記載されている場合は、クランクシャフトセンサーをチェックし、故障の場合は交換する必要があります。
まず、センサーを検査し、本体、コネクター、ワイヤーの完全性を確認する必要があります。誘導センサーはテスターでチェックできます。動作しているセンサーの0.6〜1.0 kOhmの範囲にある巻線の抵抗を測定するだけで十分です。ホール センサーはこの方法ではチェックできません。その診断は特別な装置でのみ実行できます。しかし、最も簡単な方法は新しいセンサーを取り付けることであり、エンジンが始動した場合、問題はまさに古いDPKVの誤動作にありました。
交換する場合は、車に取り付けられており、自動車メーカーが推奨するタイプのセンサーのみを選択する必要があります。別のモデルのセンサーは、所定の位置に収まらなかったり、測定に重大な誤差が生じたりする可能性があり、その結果、モーターの動作が中断される可能性があります。DPKV は車両の修理指示に従って交換する必要があります。通常は、電気コネクタを外し、1 つまたは 2 つのネジ/ボルトを外し、センサーを取り外し、代わりに新しいセンサーを取り付けるだけで十分です。新しいセンサーはマスターディスクの端から 0.5 ～ 1.5 mm の距離に配置する必要があります (正確な距離は説明書に示されています)。この距離はワッシャーまたは別の方法で調整できます。DPKV とその交換品を正しく選択すると、エンジンはすぐに作動し始めますが、場合によってはセンサーを調整してエラー コードをリセットする必要があります。
投稿日時: 2023 年 7 月 13 日