Senzori u motornim vozilima
Download
Download
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Senzori</strong> u<br />
<strong>motornim</strong><br />
<strong>vozilima</strong><br />
Električne i elektroničke komponente u<br />
motornom vozilu (konvencionalni pogon)<br />
• <strong>Senzori</strong><br />
• Aktuatori<br />
• Sustavi<br />
• Sustavi za upravljanje radom motora<br />
• Sigurnosni sustavi (zaštita putnika)<br />
• Sustavi za povećanje komfora<br />
• Sustavi za pomoć vozaču pri upravljanju vozilom<br />
(npr. ESP)<br />
1<br />
2<br />
<strong>Senzori</strong>, računala, aktuatori<br />
senzor = osjetnik = davač<br />
<strong>Senzori</strong><br />
Upravljačka jedinica<br />
(Procesor/i)<br />
Aktuatori/izvršni<br />
članovi<br />
<strong>Senzori</strong> pretvaraju fizikalne veličine iz jednog oblika<br />
u drugi.<br />
U području motora i vozila najčešće se pretvaraju<br />
mehaničke pojave kao što su sila, tlak, položaj, brzina<br />
vrtnje itd. u električne signale tj. električni napon.<br />
3<br />
4<br />
Električna oprema motornih vozila 1
<strong>Senzori</strong> se mogu podijeliti prema načinu rada:<br />
- promjena otpora,<br />
- inducirani napon,<br />
- promjena kapaciteta,<br />
- ...<br />
Oklopljeni kabel – zaštita od elektromagnetskih smetnji<br />
Žice mogu biti i uvijene<br />
Prema namjeni senzori mogu biti za:<br />
- položaj,<br />
- brzinu vrtnje i brzinu gibanja,<br />
- ubrzanje i vibracije,<br />
- sile i momente,<br />
- tlak,<br />
- temperature,<br />
- protok,<br />
- plinove i njihove koncentracije,<br />
Naponi senzora su u pravilu malih iznosa i osjetljivi na vanjske utjecaje.<br />
Zaštita od elektromagnetskih smetnji najčešće se izvodi tzv. oklopljenim<br />
kablom. (eng. Shielded wire, njem. Geschirmte leitung)<br />
5<br />
6<br />
- ...<br />
NTC i PTC otpornici<br />
S promjenom temperature električnim vodičima mijenja se i otpor.<br />
Kod temperaturno promjenljivih otpornika treba razlikovati dvije<br />
vrste tzv. PTC otpornike (engl. Positive Tempereture Coefficient) i<br />
NTC otpornike (engl. Negative Temperature Coefficient).<br />
Karakteristika NTC senzora<br />
NTC otpornici – senzori<br />
hladan – veliki otpor<br />
vruć – mali otpor<br />
Osjetnik vanjske temperature.<br />
Osjetnik temperature rashladne<br />
tekućine motora.<br />
PTC otpornici – trošila, grijači<br />
hladan – malen otpor<br />
vruć –velik otpor<br />
Regulator struje za vanjska<br />
ogledala.<br />
Redukcija struje za grijanje sjedala.<br />
7<br />
8<br />
Električna oprema motornih vozila 2
Karakteristika NTC senzora<br />
<strong>Senzori</strong> temperature<br />
1 - NTC otpornik, 2 - kućište 3 - priključni kontakti<br />
<strong>Senzori</strong> temperature – NTC otpornik izrađen od tankog sloja nikla.<br />
Nikal je naparen u obliku filma na keramičku jezgru koja služi kao nosivi<br />
dio senzora. Obično su i priključni kontakti izvedeni istom tehnologijom tj.<br />
naparivanjem.<br />
Senzor temperature motora = senzor temperature rashladne tekućine<br />
9<br />
10<br />
Senzor temperature<br />
ECU<br />
V<br />
+5 V<br />
• ECU mjeri pad napona na<br />
senzoru.<br />
• Pad napona na senzoru se<br />
mijenja zbog promijene<br />
otpora senzora.<br />
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
1 – klizna staza, 2 - klizač<br />
11<br />
12<br />
Električna oprema motornih vozila 3
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
Potenciometar<br />
ECU<br />
smeđa<br />
plava<br />
+5 V<br />
crna<br />
Mjerača količine zraka (njem. Luftmengenmesser) kod elektronički<br />
reguliranih sustava s ubrizgavanjem benzina (starije izvedbe).<br />
13<br />
14<br />
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
ZL1<br />
Potenciometar za određivanje položaja zaklopke<br />
Vide se 4 kontakta. U kućištu su dva potenciometra<br />
1 kontakt - zajednička masa<br />
1 kontakt - zajedničko napajanje<br />
2 kontakata - signal<br />
15<br />
Određivanje položaja pedale gasa<br />
pomoću potenciometra –”E gas”.<br />
16<br />
Električna oprema motornih vozila 4
Slide 15<br />
ZL1<br />
Vide se 4 kontakta.<br />
U kućištu potenciometra su dva potenciometra<br />
1 kontakt - zajednička masa<br />
1 kontakt - zajedničko napajanje<br />
2 kontakata - signal<br />
Kod drugih sistema npr. Opel Multec glavni ulazni signal o opterećenju motora za ECU je podtalak u usisnoj cijevi (MAP senzor). Zbog toga su<br />
takvi sistemi manje osjetljivi na oštećenja potenciometra.<br />
KMV; 21.12.2003.
Potenciometar pedale gasa (s prekidačem)<br />
Osjetnik položaja<br />
pedale gasa G79<br />
Kick-down<br />
sklopka F8<br />
Prekidač praznog<br />
hoda F60<br />
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
Starija izvedba –<br />
samo potenciometar<br />
pedale gasa<br />
Novija izvedba<br />
– čitav sklop<br />
pedale gasa<br />
17<br />
18<br />
Potenciometar – promjenjivi otpornik<br />
Dodati sliku<br />
Zasad HIDE<br />
Pokazivač razine goriva u spremniku<br />
19<br />
Opis pogreške (TIS 2000 / Tech 2)<br />
ECU mjeri pad napona na senzoru na osnovu preostalog<br />
napona u povratnom vodu.<br />
• Pogreška: Napon visok (njem. Spannung hoch)<br />
• Opis: Kabl u prekidu<br />
• Razlog: Izmjeren pad napona (preostali napon) u povratnom vodu<br />
je visok. Npr. ako je u povratnom vodu izmjereni pad napona od<br />
5 V to je moguće samo kad bi senzor bio beskonačno velikog<br />
otpora ili u prekidu (nema pada napona na senzoru).<br />
• Pogreška: Napon nizak (njem. Spannung niedrig)<br />
• Opis: Kabl spojen na masu.<br />
• Razlog: U povratnom vodu se očekuje određeni iznos napona, ali<br />
ga nema (zbog spoja na masu sav se napon “potroši” na senzoru).<br />
20<br />
Električna oprema motornih vozila 5
Ispitivanje potenciometra<br />
Ispitivanje potenciometra<br />
Mjerenje pada<br />
napona.<br />
21<br />
22<br />
Induktivni davač<br />
Induktivni davač<br />
Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.<br />
Silnice magnetskog polja<br />
oko induktivnog davača<br />
23<br />
Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.<br />
Okretanjem zupčanika dolazi do promjene u magnetskom polju induktivnog davača.<br />
24<br />
Električna oprema motornih vozila 6
Induktivni davač<br />
Induktivni davač<br />
Dva induktivna davača u paru, jedan<br />
kao davač brzine vrtnje a drugi kao<br />
davač položaja klipa<br />
1 - kućište (blok) motora<br />
2 -sklop davač brzine vrtnje<br />
3 - permanentni magnet<br />
4 - jezgra od mekog željeza<br />
5 - namot<br />
6 - kućište davača<br />
7 - zamašnjak s ozubljenjem po obodu<br />
8 - davač ishodišnog (početnog) položaja<br />
9 - oznaka početne točke<br />
Pri malim brzinama vrtnje slab signal => ne radi.<br />
25<br />
26<br />
Induktivni davač<br />
Induktivni davač<br />
Zadaća:<br />
• potvrda rada motora,<br />
• brzina vrtnje motora,<br />
• kutna ubrzanja uslijed izgaranja<br />
oznaka<br />
1 Upravljački uređaj MOTRONIC K91<br />
2 Induktivni impulsni davač P35<br />
3 Inkrementalna ploča (specijalni zupčanik)<br />
Signal induktivnog davač P35<br />
27<br />
Induktivni davač G28 – senzor brzine vrtnje<br />
28<br />
Električna oprema motornih vozila 7
Induktivni davač<br />
Induktivni davač - ispitivanje<br />
• daje izmjenični napon reda veličine od 0 do 20 V<br />
• može ga se mjeriti mulitmetrom ili osciloskopom<br />
Induktivni davač koljenastog vratila<br />
(dva konektora signal, jedan oklop)<br />
Induktivni davač brzine vrtnje<br />
kotača za ABS<br />
29<br />
30<br />
Induktivni davač - ispitivanje<br />
Induktivni davač<br />
• Provjera zavojnice - ohmmetrom<br />
Induktivni davač ABS-a<br />
• otpor zavojnice reda veličine 1.5 kΩ<br />
Induktivni davač koljenastog vratila<br />
• otpor zavojnice reda veličine 500 Ω<br />
(veća brzina vrtnje ⇒ brža promjena magnetskog polja<br />
⇒ kraća žica ⇒ približno jednak inducirani napon)<br />
Uobičajeni izgled<br />
naponskog signala<br />
induktivnog davača<br />
31<br />
32<br />
Električna oprema motornih vozila 8
Hall-ov davač<br />
Hallov efekt<br />
Pločicom od poluvodiča (Hallov sloj) teče<br />
stalna struja I v .<br />
Na obje njene slobodne strane spojene su<br />
elektrode s kojih se odvodi Hallov napon.<br />
Ukoliko se pločica izloži okomito na<br />
magnetsko polje u njenoj unutrašnjosti<br />
dolazi do gibanja nositelja naboja okomito<br />
na smjer struje. Zbog stvorene razlike<br />
naboja između elektroda između tj.<br />
kontaktnih ploha A1 i A2 nastaje napon<br />
čiji se iznos mjeri u milivoltima. Taj napon<br />
naziva se Hallovim naponom.<br />
Ukoliko se magnetsko polje prekine za<br />
vrijeme tog prekida na elektrodama<br />
Hallova elementa nema napona.<br />
33<br />
Hall-ov davač<br />
Počeo se koristiti uglavnom kod sustava paljenja, a kasnije i kao davač položaja.<br />
1. Kružni prsten s zastorima širine b<br />
2. Magnetski vodljiv dio od mekog željeza<br />
U g = napon davača<br />
3. Hall IC<br />
4. Zračnost - razmak<br />
34<br />
Induktivni i Hall-ov<br />
davač u sustavu za paljenje<br />
Hall-ov davač položaja bregastog vratila<br />
35<br />
Hallov davač položaja bregastog vratila (Opel Corsa)<br />
36<br />
Električna oprema motornih vozila 9
Hall-ov davač<br />
Hall-ov davač za ABS<br />
Hallov davač položaja bregastog vratila<br />
Hallov davač za ABS<br />
Hallov davač za ABS – integriran u<br />
ležaju kotača<br />
37<br />
38<br />
Hall-ov davač - ispitivanje<br />
Hall-ov davač - ispitivanje<br />
• Tri vodiča (napajanje, masa, signal)<br />
• napajanje + 5 V (ponekad + 12 V)<br />
• daje istosmjerni promjenljivi napon reda veličine od 0 do 10 V<br />
• Napon Hallovoa davača se može mjeriti osciloskopom ili<br />
mulitmetrom<br />
• Pri mjerenju multimetrom zbog tromosti instrumenta (pogotovo<br />
digitalnih) može doći do problema pri mjerenju. Da bi se to<br />
izbjeglo Hallov napon može se mjeriti kao izmjenični napon. U<br />
tom slučaju je izmjereni izmjenični napon netočan (nije niti<br />
srednja vrijednost) ali se barem zna da Hallov davač radi.<br />
39<br />
Mjerenje signala Hallovog davača<br />
Uobičajeni izgled signala<br />
Hallovog davača<br />
40<br />
Električna oprema motornih vozila 10
Mjerač masenog protoka zraka<br />
Simbol mjerača količine<br />
zraka<br />
Mjerenje protočne<br />
mase zraka<br />
vrućom žicom<br />
Funkcija samočišćenja<br />
nakon isključivanja<br />
kontakta zagrijavanjem<br />
do usijanja.<br />
41<br />
42<br />
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom<br />
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom<br />
43<br />
Mjerač masenog protoka zraka - njem. Luftmasemesser<br />
44<br />
Električna oprema motornih vozila 11
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom<br />
Lambda sonda<br />
Simbol<br />
Lambda sonde<br />
45<br />
Zadaća:<br />
• određivanje sastava smjese<br />
• mjerenje sadržaja preostalog kisika u ispuhu.<br />
46<br />
Lambda sonda<br />
• Dva tipa lambda sonde<br />
• Naponska – izrađena iz cirkonijeva dioksida<br />
• Otpornička – izrađena iz titanijeva dioksida<br />
• Naponska - kad se nalazi u bogatoj smjesi kroz porozni<br />
materijal dolazi manje kisika i stvara se struja iona te daje napon<br />
malo manji od 1 V, a u siromašnoj smjesi daje napon oko 0.1 V<br />
• Otpornička – napaja se naponom od 5 V, u bogatoj smjesi joj je<br />
otpor reda veličine kΩ, a u siromašnoj smjesi otpor joj raste do<br />
reda veličine MΩ.<br />
• Bosch – uglavnom koristi naponske λ-sonde (Motornic)<br />
• Siemens – uglavnom koristi otporničke λ-sonde (Simtec)<br />
(priključak dvije crne žice)<br />
47<br />
Lambda sonda<br />
Ispušna cijev<br />
Ispušni<br />
plinovi<br />
Lambda-sonda<br />
Obloga od porozne<br />
keramike<br />
48<br />
Električna oprema motornih vozila 12
Lambda sonda<br />
Lambda sonda<br />
priključni vodovi<br />
zaštitno crijevo<br />
zaštitni tuljac<br />
utikač<br />
nosač kontakta<br />
dio s grijačem<br />
zaštitna čahura<br />
brtva<br />
Napon na λ-sondi<br />
zaštitna dvostruka<br />
cijev<br />
faktor zraka, λ<br />
49<br />
Naponska karakteristika<br />
lambda sonde za radnu<br />
temperaturu od 600 °C<br />
1. keramički dio lambda sonde,<br />
2. elektrode,<br />
3. kontakti,<br />
4. kontakti kućišta,<br />
5. ispušna cijev,<br />
6. zaštitni sloj izrađen od porozne keramike<br />
50<br />
Lambda sonda<br />
Piezoelektrični davač tlaka<br />
Simbol davača tlaka<br />
1. kontaktni dio<br />
2. nosivi dio izrađen od keramike<br />
3. keramički dio lambda sonde<br />
4. zaštitna cijev<br />
5. električni priključci<br />
6. tanjurasta opruga<br />
7. zaštitna navlaka<br />
8. kućište (-)<br />
9. minus elektroda<br />
10. plus elektroda<br />
Položaj lambda sonde u<br />
dvostrukoj ispušnoj cijevi<br />
51<br />
52<br />
Električna oprema motornih vozila 13
Piezoelektrični osjetnici - piezoelektrični kristal<br />
Građa piezoelektričnog kristala:<br />
Piezoelektrični osjetnici – piezoelektrični otpor<br />
Način rada davača tlaka u usisnoj cijevi:<br />
nizak tlak<br />
visok tlak<br />
Naboji u ravnoteži<br />
Pomicanje<br />
naboja<br />
Pri deformaciji kristala, pomiču se električni naboji i nastaje električni napon<br />
53<br />
Uslijed promjene tlaka dolazi do promijene oblika, a time zbog piezo efekta i<br />
do promijene električnog otpora.<br />
54<br />
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom<br />
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom<br />
Senzor tlaka u usisnoj<br />
cijevi mjeri apsolutni<br />
tlak u njoj.<br />
Ugrađuje se što je<br />
moguće bliže usisnom<br />
ventilu.<br />
Princip rada seznora tlaka s piezo otpornikom<br />
55<br />
Shematski prikaz senzora tlaka u usisnoj cijevi<br />
56<br />
Električna oprema motornih vozila 14
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi<br />
Piezoelektrični osjetnici - osjetnik detonacije<br />
Simbol osjetnika<br />
detonacije<br />
Seznor tlaka u usisnoj cijevi mjeri apsolutni tlak u njoj.<br />
njem. Ladeluftdrucksensor, eng. MAP senzor<br />
57<br />
58<br />
Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru<br />
detonantnog izgaranja<br />
Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru<br />
detonantnog izgaranja<br />
Tok tlaka u<br />
cilindru<br />
Tok signala<br />
senzora<br />
Za vrijeme djelovanja pritiska na piezo<br />
kristal u njemu dolazi do pomicanja<br />
nositelja naboja. To pomicanje naboja<br />
mjerljivo je u obliku električnog napona.<br />
Napon i njegov polaritet ovisi o<br />
intenzitetu i promjeni pritiska.<br />
Tok tlaka u<br />
cilindru<br />
Tok signala<br />
senzora<br />
15 Kućište senzora detonantnog izgaranja<br />
16 Piezo kristal<br />
17 Kontakti<br />
18 Prigušni elementi<br />
59<br />
60<br />
Električna oprema motornih vozila 15
Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila<br />
Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila<br />
Simbol ultrazvučnog<br />
senzora za nadzor<br />
unutrašnjeg prostora vozila<br />
Namjena: nadzor unutrašnjeg prostora – alarmni uređaj<br />
61<br />
U prostoru koji se nadzire odašilju se ultrazvučni valovi.<br />
Odaslani valovi se primaju putem posebnog mikrofona.<br />
Primljeni signal se analizira u sklopu prijemnika a uočene promjene u obliku<br />
odaslanog signala ili prekidi ultrazvučnih valova uključuju alarm.<br />
62<br />
Osjetnik tlaka u gumama<br />
Osjetnik tlaka u gumama<br />
• Uzima u obzir signal kočenja<br />
zbog preraspodjele<br />
opterećenja uslijed pomicanja<br />
karoserije.<br />
• Upozorenje na razlici tlakova<br />
od 0.2 bara<br />
• Alarm - signal pri padu tlaka<br />
većem od 0.5 bara<br />
• Bežični prijenos signala (433.92 MHz – Europa; 315 MHz Japan/Australija)<br />
• Napajanje baterijom - Napon ispod 2.4 V daje poruku o pogrešci u sistemu<br />
(DTC – Diagnostic Trouble Code)<br />
• Rezervni kotač? (sa ili bez senzora, ako ga nema daje DTC /FC)<br />
63<br />
64<br />
Električna oprema motornih vozila 16
Senzor sunčevog zračenja<br />
Izvedbe:<br />
-jednostruki<br />
- dvostruki<br />
Dvostruki se koristi kod<br />
dvozonskih klima uređaja.<br />
Pin Namjena<br />
1 Senzor sunčeva zračenja, lijevo<br />
2 Senzor temperature u vozilu<br />
3 Senzor sunčeva zračenja, desno<br />
4 Masa<br />
Senzor kiše<br />
Senzor projicira infracrveno svjetlo na vjetrobransko staklo<br />
pod kutom od 45°.<br />
• Ako je staklo suho, većina se svjetla reflektira u sklop<br />
senzora.<br />
• Ako se na staklu nalaze kapljice vode, svjetlo se<br />
reflektira u različitim smjerovima. Što je staklo mokrije,<br />
manje će se svjetla reflektirati u sklop senzora.<br />
Ispod određene razine reflektiranog svjetla uključuju se<br />
brisači.<br />
Brzina brisača se određuje u ovisnosti koliko se brzo<br />
nagomilavaju kapljice između svakog brisanja.<br />
65<br />
66<br />
Senzor kiše<br />
Prekidač pedale spojke F36<br />
• Senzor “mraka” za automatsko uključivanje svjetala<br />
• Senzor kvalitete (sastava) zraka u vozilu<br />
• <strong>Senzori</strong> položaja vozila<br />
– zakret oko uzdužne osi Roll senzor<br />
– zakret oko vertikalne osi Yaw senzor<br />
• <strong>Senzori</strong> udaljenosti od objekta (prepreke) –<br />
ultrazvučni “Parkpilot”<br />
67<br />
oznaka<br />
Namjena: Sprječavanje neujednačenog rada motora tzv.<br />
“cukanja” kod promjene brzine<br />
68<br />
Električna oprema motornih vozila 17
Prekidač pedale kočnice (F47)<br />
Osjetnik sudara<br />
Pri udaru se oslobađa kugla iz udubine te zatvara električni kontakt<br />
oznaka<br />
Namjena:<br />
• uključivanje svjetla kočnice;<br />
• uključivanje “stanja” smanjena snaga motora -<br />
onemogućavanje davanje gasa kod kočenja<br />
69<br />
Normalno stanje<br />
Pri sudaru<br />
70<br />
Vremenski termoprekidač<br />
Reed kontakt<br />
(Reed-ov relej, relej s jezičastim kontaktima)<br />
1 - električni priključci - kontakti<br />
2 - kućište<br />
3 - bimetal<br />
4 - namot za zagrijavanje<br />
5 - prekidački kontakt<br />
71<br />
Koristi se kod raznih brojača, za uključivanje svjetla u prtljažnom prostoru, …<br />
72<br />
Električna oprema motornih vozila 18
Reed-ov kontakt<br />
Davač razine kočne tekućine<br />
Princip rada Reed-ova kontakta/prekidača<br />
Simbol davača razine<br />
kočne tekućine<br />
Kada se magnetni prsten pomakne, zatvara se električni kontakt.<br />
Tijelo davača<br />
s Reed-ovim<br />
kontaktom<br />
Plovak s magnetom<br />
73<br />
74<br />
Pitanja?<br />
75<br />
Električna oprema motornih vozila 19
Change language