Wstęp


W artykule tym objaśnimy zasadę działania najczęściej spotykanych układów wyzwalających zapłon. Konstrukcje różnych typów różnią się między sobą między innymi metodą wytwarzania impulsów sterujących. Impulsy sterujące wytwarzane są przez czujniki położenia wału.


Czujniki magnetyczne


Jest to rodzaj czujnika, który nie wymaga zasilania gdyż jest on sam w sobie nietypowym generatorem prądu przemiennego z magnesem trwałym.

Częstotliwość wytwarzanych impulsów jest zależna od prędkości obrotowej i ilości cylindrów. Dzięki odpowiedniej konstrukcji czujnik ten zawsze wytwarza tę samą - odpowiednią dla liczby cylindrów - ilość impulsów na jeden obrót wału. Istnieją również układy, gdzie na każdy cylinder przypada oddzielny czujnik - w układach tych każdy z czujników wytwarza jeden impuls na obrót wału. Oczywiście impulsy z poszczególnych czujników sa przesunięte względem siebie w czasie.

Wartość napięcia wytwarzanego przez taki czujnik nie jest stała i zależy od:

Czujnik tego typu odróżnić można od innych typów tym, że ma jedynie 2 wyprowadzenia (przewody).

Na fotografii poniżej widzimy sposób podłączenia oscyloskopu do złącza umieszczonego w czujniku. Jeżeli wzmacniacz jest zainstalowany bezpośrednio na nim należy go wymontować, podłączyć przewody pomiarowe do złącza czujnika i zamontować wcześniej usunięty wzmacniacz. Jeżeli przewody pomiarowe uniemożliwiają jego ponowne zainstalowanie - możemy mimo wszystko zbadać czujnik nadając silnikowi ruch rozrusznikiem (bez zapłonu).

Uruchomienie silnika lub samo włączenie rozrusznika (np. kiedy wzmacniacz jest usunięty) powinno dać rezultat zbliżony do tego na ilustracji poniżej.

Czujnik magnetyczny
Badanie czujnika magnetycznego

Rysunek 1 przedstawia pomiar, który wykonano na obrotach jałowych. Przy wyższych obrotach napięcie sięgało by 50V lub więcej (uwaga - należy odpowiednio dobrać zakres pomiarowy przyrządu). Wartości tych napięć mogą się różnić w różnych modelach pojazdów, dlatego nie należy traktować tego przebiegu jako wzorcowego dla każdego modelu auta.

Niskie napięcie wytwarzane przez czujnik może być skutkiem:

Rysunek 1

Rysunek 1



Czujniki halla


Są to czujniki, które działają jak obrotowe, dwustanowe wyłączniki (włącz/wyłącz). Czujnik Halla składa się z obracającej się tarczy z otworami lub nacięciami. Tarcza ta umieszczona jest między elektromagnesem a półprzewodnikiem. Pole magnetyczne, które w zależności od kąta obrotu tarczy w odpowiednich momentach przenika przez szczeliny zatrzymuje przepływ prądu w półprzewodniku. W ten sposób powstają impulsy prostokątne, które trafiają do układu ECM (Electronic Control Module) lub innego układu załączajęcego cewki.

Typowy czujnik Halla ma 3 wyprowadzenia: zasilanie (+), masa (-) oraz wyjście impulsów. Wyjście czujnika zwykle znajduje się na środkowym wyprowadzeniu. Kiedy na wyjściu czujnika napięcie spada do 0V następuje rozładowanie cewki i zapłon.

Aby przetestować czujnik Halla należy podłączyć przewód pomiarowy (+) oscyloskopu do wyjścia czujnika oraz przewód (-) do masy auta. Po uruchomieniu silnika powinien być widoczny prostokątny przebieg podobny do tego przedstawionego poniżej.

Rysunek 2

Rysunek 2 - sygnał z czujnika Halla


Prawidłowy przebieg napięcia wyjściowego ze sprawnego czujnika Halla powinien mieć kształt prostokątny, z szybko narastającymi i opadającymi zboczami. Czasy trwania impulsów i czasy trwania przerw są zależne od prędkości obrotowej silnika oraz rozmieszczenia i ilości nacięć/otworów w tarczy czujnika.


Czujniki indukcyjne


Zasadą działania przypominają czujniki magnetyczne. Mogą być zamontowane w różnych miejscach silnika - w pobliżu kół pasowych, w okolicach koła zamachowego, na bocznej części bloku silnika. Wytwarzany przez czujnik sygnał jest używany przez moduł ECM (Engine Control Module) do określania dokładnej pozycji pierwszego tłoka.

Czujnik indukcyjny posiada zwykle 2 terminalowe złącze. Niektórzy producenci stosują trzeci terminal, który podłączany jest do tzw. ekranu przewodu (ang. shield) aby wyelminować zakłócenia pochodzące od obwodów wysokiego napięcia (np. cewki zapłonowej).

Kształt przebiegu napięcia wyjściowego z takiego sensora może znacznie się różnić w różnych modelach pojazdów. Wielkość tego napięcia zależna jest od:

Czujniki położenia czasami przestają pracować kiedy stają się gorące. Uszkodzone uzwojenie, które może mieć drobną przerwę staje wtedy bezużyteczne. Kiedy czujnik ostygnie zaczyna znowu pracować normalnie.

Aby przetestować czujnik należy podłączyć go w ten sam sposób, jak czujnik magnetyczny. Oscyloskop powinien wyświetlić przebieg zbliżony do tego poniżej.

Rysunek 3

Rysunek 3 - sygnał z czujnika indukcyjnego


Ten przebieg został zarejestrowany podczas rozruchu silnika, co można rozpoznać po zmianach (falowaniu) wartości maksymalnej napięcia. Jest to efekt zwalniania silnika kiedy trwa takt sprężania. Kiedy silnik przyspiesza po zakończeniu tego taktu napięcie wzrasta.

W następnym artykule opiszemy czujniki położenia stosowane w systemach Multec Opla oraz DIS Forda.