油圧センサー: エンジン潤滑システムを制御

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潤滑システム内の圧力を監視することは、内燃エンジンが正常に機能するための条件の 1 つです。圧力の測定には特別なセンサーが使用されます。油圧センサー、その種類、設計、動作原理、正しい選択と交換については、この記事で詳しく説明しています。

 

 

油圧センサーとは何ですか?

油圧センサーは、レシプロ内燃エンジンの潤滑システム用の計装および警報装置の敏感な要素です。潤滑システム内の圧力を測定し、臨界レベルを下回る圧力の低下を通知するセンサー。

油圧センサーは 2 つの主な機能を実行します。

• システム内の油圧低下についてドライバーに警告します。
• システム内のオイル不足/オイルなしに関するアラーム。
• エンジン内の絶対油圧の制御。

センサーはエンジンのメインオイルラインに接続されており、これによりオイルシステム内の油圧とその存在を監視することができます(これにより、オイルポンプの動作をチェックすることもできます。オイルポンプが故障している場合は、単にオイルが故障しているだけです)ラインに入らないでください)。現在、エンジンにはさまざまな種類や目的のセンサーが取り付けられていますが、これについてはさらに詳しく説明する必要があります。

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エンジン潤滑システムとその中の圧力センサーの場所

油圧センサーの種類、設計、動作原理

まず、すべての圧力センサーはその目的に応じて 2 つのタイプに分類されます。

• 警報センサー(緊急油圧低下警報センサー、「ランプ上のセンサー」)。
• 絶対油圧を測定するセンサー (「装置上のセンサー」)。

最初のタイプの装置は、油圧の重大な低下の警報システムに使用され、圧力が特定のレベルを下回った場合にのみ作動します。このようなセンサーは音や光の表示装置(ブザー、ダッシュボードのランプ)に接続されており、エンジン内の圧力やオイルレベルの低下をドライバーに警告します。したがって、このタイプのデバイスは「ランプごとのセンサー」と呼ばれることがよくあります。

2 番目のタイプのセンサーは油圧測定システムで使用され、エンジン潤滑システムの圧力範囲全体で機能します。これらのデバイスは、対応する測定器 (アナログまたはデジタル) の敏感な要素であり、そのインジケーターはダッシュボードに表示され、エンジン内の現在の油圧を示します。そのため、これらのデバイスは「計器上のセンサー」と呼ばれることがあります。

現在の油圧センサーはすべてダイヤフラム(ダイヤフラム)式です。このデバイスには 3 つの主要コンポーネントがあります。

• 柔軟な金属膜 (ダイヤフラム) で閉じられた密閉キャビティ。
• 送信メカニズム。
• コンバーター: 機械信号を電気信号に変換します。

ダイヤフラムのあるキャビティはエンジンのメインオイルラインに接続されているため、ライン内と常に同じ油圧が保たれており、圧力変動によりダイヤフラムは平均的な位置からずれます。膜の偏差は送信機構によって感知され、トランスデューサーに供給され、電気信号が生成されます。この信号は測定装置または電子制御ユニットに送信されます。

現在、油圧センサーは設計と動作原理が異なる伝達機構とコンバーターを使用しており、合計 4 種類のデバイスが区別されます。

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ダイヤフラム式油圧センサーの主な種類

現在、油圧センサーは設計と動作原理が異なる伝達機構とコンバーターを使用しており、合計 4 種類のデバイスが区別されます。

• 接触型センサーは信号装置(「ランプ上」)のセンサーのみです。
• 可変抵抗器センサー。
• パルスセンサー。
• 圧電結晶センサー。

各デバイスには独自の設計機能と動作原理があります。

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接触油圧センサー(ランプ毎)

センサーは接触式です。このデバイスには、メンブレン上に配置された可動接点とデバイス本体に接続された固定接点の接点グループがあります。接点の位置は、システム内の通常の油圧では接点が開き、低圧では接点が閉じるように選択されます。しきい値圧力はスプリングによって設定され、エンジンのタイプとモデルに依存するため、接触式センサーは必ずしも互換性があるわけではありません。

レオスタットセンサー。この装置には、固定ワイヤ可変抵抗器と膜に接続されたスライダーが備わっています。膜が平均位置からずれると、スライダーはロッキングチェアによって軸の周りを回転し、レオスタットに沿ってスライドします。これによりレオスタットの抵抗が変化し、測定装置または電子ユニットによって監視されます。したがって、油圧の変化はセンサーの抵抗値の変化に反映され、測定に使用されます。

脈拍センサー。このデバイスには、膜と強固に接続された熱バイメタル振動子 (トランスデューサー) が備わっています。バイブレータは 2 つの接点で構成されており、そのうちの 1 つ (上の接点) は加熱コイルが巻かれたバイメタル プレートでできています。冷たい状態では、バイメタルプレートは真っ直ぐになり、下部接点で閉じられます。電流は加熱コイルを含む閉回路を流れます。時間の経過とともに、スパイラルはバイメタルプレートを加熱し、曲がって下部接点から遠ざかり、回路が開きます。回路の破損により、スパイラルの加熱が停止し、バイメタルプレートが冷えて真っ直ぐになります - 回路が再び閉じ、プロセスが再び始まります。その結果、バイメタルプレートは常に振動し、センサーの出力に特定の周波数の交流が形成されます。

センサーの下接点はダイヤフラムに接続されており、油圧に応じてダイヤフラムが中間位置から上下にずれます。ダイアフラムを持ち上げる(油圧が増加する)場合、下部接点が上昇し、バイメタルプレートに強く押し付けられるため、振動周波数が減少し、接点が閉位置にある時間が長くなります。メンブレンが下降すると、下部接点がバイメタル プレートから離れるため、振動周波数が増加し、接点が閉位置にある時間が短くなります。接点が閉じた状態にある期間を変更する (つまり、センサーの出力における交流の周波数を変更する) もので、アナログ デバイスまたは電子ユニットによってエンジン内の油圧を測定するために使用されます。

圧電結晶センサー。このセンサーには、膜に接続された圧電結晶トランスデューサーが付いています。トランスデューサの基礎は圧電特性を持つ結晶である圧電結晶抵抗器で、その 2 つの面に直流が供給され、垂直面はメンブレンと固定ベースプレートに接続されています。油圧が変化すると、メンブレンが平均位置からずれ、圧電結晶抵抗器にかかる圧力が変化します。その結果、抵抗器の導電特性が変化し、それに応じて抵抗値も変化します。センサーの出力における電流の変化は、コントロールユニットまたはインジケーターによってエンジン内の油圧を測定するために使用されます。

タイプに関係なく、すべてのセンサーには円筒形の金属ケースがあり、ハウジングの底部にはオイルラインに接続するためのネジ付き継手があり (シールにはシールワッシャーが使用されます)、電気システムに接続するための接点が配置されています。上面または側面にあります。2 番目の接点はハウジングで、エンジン ブロックを介して電気システムのアースに接続されます。本体には従来のレンチを使用してセンサーを取り付けたり取り外したりするための六角形もあります。

 

油圧センサーの選定と交換の課題

油圧センサー(アラームおよび圧力測定)はエンジンの動作を監視するために重要であるため、故障した場合は交換する必要があり、原則として修理できません。センサーを交換する必要があることは、デバイスの読み取り値が正しくないことや、ダッシュボード上のインジケーターが継続的に動作していることによって示される場合があります。システム内のオイルレベルが正常で、エンジンに問題がない場合は、センサーを交換する必要があります。

交換する場合は、エンジンメーカーが推奨する種類・型式のセンサーのみを選定する必要があります。異なるセンサーモデルを使用すると、ダッシュボード上の測定器やインジケーターの測定値に違反する可能性があります。これは特に警報センサーに当てはまります。通常、警報センサーは調整できず、工場で特定のしきい値圧力に設定されます。油圧センサーの場合は状況が異なります。測定装置または電子制御ユニットには新しいセンサーに合わせて調整 (校正) できる機能があるため、多くの場合、他のタイプやモデルの装置を使用することができます。

油圧センサーの交換は非常に簡単です。この場合、メインオイルラインにオイルがなく(またはごくわずかしかなく)、センサーを分解したときに漏れが発生しないため、作業は停止した冷えたエンジンでのみ実行する必要があります。センサーをキーで緩め、新しいデバイスを所定の位置にねじ込むだけです。シールワッシャーをセンサーフィッティングに取り付ける必要があります。そうしないと、システムの気密性が失われる可能性があります。

センサーを正しく選択して交換すると、重大な油圧低下警報システムとエンジン油圧測定システムが確実に機能し、パワーユニットの状態を必要に応じて監視できます。


投稿日時: 2023 年 8 月 18 日