Download - Senzori u Motornim Vozilima
Električna oprema motornih vozila 1
11
Senzori u motornim vozilima
22
Električne i elektroničke komponente u motornom vozilu (konvencionalni pogon)
Senzori AktuatoriSustavi
• Sustavi za upravljanje radom motora• Sigurnosni sustavi (zaštita putnika)• Sustavi za povećanje komfora• Sustavi za pomoć vozaču pri upravljanju vozilom
(npr. ESP)
33
Upravljačka jedinica (Procesor/i)
Aktuatori/izvršni članoviSenzori
Senzori, računala, aktuatori
44
Senzori pretvaraju fizikalne veličine iz jednog oblika u drugi.
U području motora i vozila najčešće se pretvaraju mehaničke pojave kao što su sila, tlak, položaj, brzina vrtnje itd. u električne signale tj. električni napon.
senzor = osjetnik = davač
Električna oprema motornih vozila 2
55
Senzori se mogu podijeliti prema načinu rada:- promjena otpora,- inducirani napon,- promjena kapaciteta,- ...
Prema namjeni senzori mogu biti za:- položaj,- brzinu vrtnje i brzinu gibanja,- ubrzanje i vibracije,- sile i momente,- tlak,- temperature, - protok,- plinove i njihove koncentracije,- ... 66
Oklopljeni kabel – zaštita od elektromagnetskih smetnji
Žice mogu biti i uvijene
Naponi senzora su u pravilu malih iznosa i osjetljivi na vanjske utjecaje.
Zaštita od elektromagnetskih smetnji najčešće se izvodi tzv. oklopljenim kablom. (eng. Shielded wire, njem. Geschirmte leitung)
77
S promjenom temperature električnim vodičima mijenja se i otpor.
Kod temperaturno promjenljivih otpornika treba razlikovati dvijevrste tzv. PTC otpornike (engl. Positive Tempereture Coefficient) i NTC otpornike (engl. Negative Temperature Coefficient).
NTC i PTC otpornici
Regulator struje za vanjska ogledala.Redukcija struje za grijanje sjedala.
Osjetnik vanjske temperature.Osjetnik temperature rashladne tekućine motora.
hladan – malen otporvruć – velik otpor
hladan – veliki otporvruć – mali otpor
PTC otpornici – trošila, grijačiNTC otpornici – senzori
88
Karakteristika NTC senzora
Električna oprema motornih vozila 3
99
Karakteristika NTC senzora
1010
Senzori temperature – NTC otpornik izrađen od tankog sloja nikla.Nikal je naparen u obliku filma na keramičku jezgru koja služi kao nosivi dio senzora. Obično su i priključni kontakti izvedeni istom tehnologijom tj. naparivanjem.
Senzor temperature motora = senzor temperature rashladne tekućine
1 - NTC otpornik, 2 - kućište 3 - priključni kontakti
Senzori temperature
1111
V
ECU
+5 V
• ECU mjeri pad napona na senzoru.
• Pad napona na senzoru se mijenja zbog promijene otpora senzora.
Senzor temperature
1212
1 – klizna staza, 2 - klizač
Potenciometar – promjenjivi otpornik
Električna oprema motornih vozila 4
1313
Mjerača količine zraka (njem. Luftmengenmesser) kod elektronički reguliranih sustava s ubrizgavanjem benzina (starije izvedbe).
Potenciometar – promjenjivi otpornik
1414
ECU
+5 V
smeđa crnaplava
Potenciometar
1515
Potenciometar – promjenjivi otpornik
Potenciometar za određivanje položaja zaklopke
Vide se 4 kontakta. U kućištu su dva potenciometra1 kontakt - zajednička masa1 kontakt - zajedničko napajanje2 kontakata - signal
ZL1
1616
Potenciometar – promjenjivi otpornik
Određivanje položaja pedale gasa pomoću potenciometra –”E gas”.
Slide 15
ZL1 Vide se 4 kontakta.U kućištu potenciometra su dva potenciometra1 kontakt - zajednička masa1 kontakt - zajedničko napajanje2 kontakata - signal
Kod drugih sistema npr. Opel Multec glavni ulazni signal o opterećenju motora za ECU je podtalak u usisnoj cijevi (MAP senzor). Zbog toga su takvi sistemi manje osjetljivi na oštećenja potenciometra.KMV; 21.12.2003.
Električna oprema motornih vozila 5
1717
Osjetnik položaja pedale gasa G79
Kick-downsklopka F8 Prekidač praznog
hoda F60
Potenciometar pedale gasa (s prekidačem)
1818
Potenciometar – promjenjivi otpornik
Starija izvedba –samo potenciometar pedale gasa
Novija izvedba – čitav sklop pedale gasa
1919
Potenciometar – promjenjivi otpornik
Pokazivač razine goriva u spremniku
Dodati sliku
Zasad HIDE
2020
Opis pogreške (TIS 2000 / Tech 2)
• Pogreška: Napon visok (njem. Spannung hoch)
• Opis: Kabl u prekidu
• Razlog: Izmjeren pad napona (preostali napon) u povratnom vodu je visok. Npr. ako je u povratnom vodu izmjereni pad napona od 5 V to je moguće samo kad bi senzor bio beskonačno velikog otpora ili u prekidu (nema pada napona na senzoru).
• Pogreška: Napon nizak (njem. Spannung niedrig)
• Opis: Kabl spojen na masu.
• Razlog: U povratnom vodu se očekuje određeni iznos napona, ali ga nema (zbog spoja na masu sav se napon “potroši” na senzoru).
ECU mjeri pad napona na senzoru na osnovu preostalog napona u povratnom vodu.
Električna oprema motornih vozila 6
2121
Ispitivanje potenciometra
Mjerenje pada napona.
2222
Ispitivanje potenciometra
2323
Induktivni davač
Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.
2424
Induktivni davač
Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.Okretanjem zupčanika dolazi do promjene u magnetskom polju induktivnog davača.
Silnice magnetskog polja oko induktivnog davača
Električna oprema motornih vozila 7
2525
Pri malim brzinama vrtnje slab signal => ne radi.
Induktivni davač
2626
Dva induktivna davača u paru, jedan kao davač brzine vrtnje a drugi kao davač položaja klipa
1 - kućište (blok) motora2 -sklop davač brzine vrtnje3 - permanentni magnet4 - jezgra od mekog željeza5 - namot6 - kućište davača7 - zamašnjak s ozubljenjem po obodu8 - davač ishodišnog (početnog) položaja9 - oznaka početne točke
Induktivni davač
2727
Induktivni davač
1 Upravljački uređaj MOTRONIC K912 Induktivni impulsni davač P353 Inkrementalna ploča (specijalni zupčanik)
Signal induktivnog davač P35
2828
Induktivni davač
Induktivni davač G28 – senzor brzine vrtnje
Zadaća:• potvrda rada motora,• brzina vrtnje motora,• kutna ubrzanja uslijed izgaranja
oznaka
Električna oprema motornih vozila 8
2929
Induktivni davač koljenastog vratila(dva konektora signal, jedan oklop)
Induktivni davač
Induktivni davač brzine vrtnje kotača za ABS
3030
Induktivni davač - ispitivanje• daje izmjenični napon reda veličine od 0 do 20 V
• može ga se mjeriti mulitmetrom ili osciloskopom
3131
Induktivni davač - ispitivanje
• Provjera zavojnice - ohmmetrom
Induktivni davač ABS-a
otpor zavojnice reda veličine 1.5 kΩ
Induktivni davač koljenastog vratila
otpor zavojnice reda veličine 500 Ω(veća brzina vrtnje ⇒ brža promjena magnetskog polja ⇒ kraća žica ⇒ približno jednak inducirani napon)
3232
Uobičajeni izgled naponskog signala induktivnog davača
Induktivni davač
Električna oprema motornih vozila 9
3333
Hall-ov davač
Hallov efektPločicom od poluvodiča (Hallov sloj) teče stalna struja Iv.Na obje njene slobodne strane spojene su elektrode s kojih se odvodi Hallov napon.Ukoliko se pločica izloži okomito na magnetsko polje u njenoj unutrašnjosti dolazi do gibanja nositelja naboja okomito na smjer struje. Zbog stvorene razlike naboja između elektroda između tj. kontaktnih ploha A1 i A2 nastaje napon čiji se iznos mjeri u milivoltima. Taj napon naziva se Hallovim naponom.Ukoliko se magnetsko polje prekine za vrijeme tog prekida na elektrodama Hallova elementa nema napona.
3434
Hall-ov davač
1. Kružni prsten s zastorima širine b2. Magnetski vodljiv dio od mekog željeza
3. Hall IC 4. Zračnost - razmak
Ug = napon davača
Počeo se koristiti uglavnom kod sustava paljenja, a kasnije i kao davač položaja.
3535
Induktivni i Hall-ovdavač u sustavu za paljenje
3636
Hall-ov davač položaja bregastog vratila
Hallov davač položaja bregastog vratila (Opel Corsa)
Električna oprema motornih vozila 10
3737
Hall-ov davač
Hallov davač položaja bregastog vratila
3838
Hall-ov davač za ABS
Hallov davač za ABS – integriran u ležaju kotača
Hallov davač za ABS
3939
Hall-ov davač - ispitivanje
• Tri vodiča (napajanje, masa, signal)
• napajanje + 5 V (ponekad + 12 V)
• daje istosmjerni promjenljivi napon reda veličine od 0 do 10 V
• Napon Hallovoa davača se može mjeriti osciloskopom ili mulitmetrom
• Pri mjerenju multimetrom zbog tromosti instrumenta (pogotovo digitalnih) može doći do problema pri mjerenju. Da bi se to izbjeglo Hallov napon može se mjeriti kao izmjenični napon. U tom slučaju je izmjereni izmjenični napon netočan (nije niti srednja vrijednost) ali se barem zna da Hallov davač radi.
4040
Hall-ov davač - ispitivanje
Mjerenje signala Hallovog davača Uobičajeni izgled signala Hallovog davača
Električna oprema motornih vozila 11
4141
Mjerač masenog protoka zraka
Simbol mjerača količine zraka
4242
Mjerenje protočne mase zraka vrućom žicom
Funkcija samočišćenjanakon isključivanja kontakta zagrijavanjem do usijanja.
4343
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom
4444Mjerač masenog protoka zraka - njem. Luftmasemesser
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom
Električna oprema motornih vozila 12
4545
Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom
4646
Lambda sonda
Zadaća:• određivanje sastava smjese• mjerenje sadržaja preostalog kisika u ispuhu.
Simbol Lambda sonde
4747
• Dva tipa lambda sonde
Naponska – izrađena iz cirkonijeva dioksida
Otpornička – izrađena iz titanijeva dioksida
• Naponska - kad se nalazi u bogatoj smjesi kroz porozni materijal dolazi manje kisika i stvara se struja iona te daje napon malo manji od 1 V, a u siromašnoj smjesi daje napon oko 0.1 V
• Otpornička – napaja se naponom od 5 V, u bogatoj smjesi joj je otpor reda veličine kΩ, a u siromašnoj smjesi otpor joj raste do reda veličine MΩ.
• Bosch – uglavnom koristi naponske λ-sonde (Motornic)
• Siemens – uglavnom koristi otporničke λ-sonde (Simtec)(priključak dvije crne žice)
Lambda sonda
4848
Lambda sonda
Ispušna cijev
Ispušni plinovi
Lambda-sonda
Obloga od porozne keramike
Električna oprema motornih vozila 13
4949
Lambda sonda
Nap
on n
a λ-
sond
i
faktor zraka, λ
zaštitno crijevo
zaštitni tuljac
nosač kontakta
priključni vodovi
utikač
dio s grijačem
zaštitna čahura
brtva
zaštitna dvostruka cijev
5050
Lambda sonda
Naponska karakteristika lambda sonde za radnu temperaturu od 600 °C
1. keramički dio lambda sonde,2. elektrode,3. kontakti,4. kontakti kućišta,5. ispušna cijev,6. zaštitni sloj izrađen od porozne keramike
5151
Lambda sonda
Položaj lambda sonde u dvostrukoj ispušnoj cijevi
1. kontaktni dio2. nosivi dio izrađen od keramike3. keramički dio lambda sonde 4. zaštitna cijev5. električni priključci
6. tanjurasta opruga7. zaštitna navlaka8. kućište (-)9. minus elektroda10. plus elektroda
5252
Simbol davača tlaka
Piezoelektrični davač tlaka
Električna oprema motornih vozila 14
5353
Građa piezoelektričnog kristala:
Pri deformaciji kristala, pomiču se električni naboji i nastaje električni napon
Piezoelektrični osjetnici - piezoelektrični kristal
Pomicanje naboja
Naboji u ravnoteži
5454
Način rada davača tlaka u usisnoj cijevi:
Uslijed promjene tlaka dolazi do promijene oblika, a time zbog piezo efekta i do promijene električnog otpora.
nizak tlak visok tlak
Piezoelektrični osjetnici – piezoelektrični otpor
5555
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom
Princip rada seznora tlaka s piezo otpornikom5656
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom
Senzor tlaka u usisnoj cijevi mjeri apsolutni tlak u njoj.Ugrađuje se što je moguće bliže usisnom ventilu.
Shematski prikaz senzora tlaka u usisnoj cijevi
Električna oprema motornih vozila 15
5757
Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi
Seznor tlaka u usisnoj cijevi mjeri apsolutni tlak u njoj.njem. Ladeluftdrucksensor, eng. MAP senzor
5858
Simbol osjetnikadetonacije
Piezoelektrični osjetnici - osjetnik detonacije
5959
Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru detonantnog izgaranja
Za vrijeme djelovanja pritiska na piezokristal u njemu dolazi do pomicanja nositelja naboja. To pomicanje naboja mjerljivo je u obliku električnog napona.Napon i njegov polaritet ovisi o intenzitetu i promjeni pritiska.
Tok tlaka u cilindru
Tok signala senzora
Tok tlaka u cilindru
Tok signala senzora
6060
Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru detonantnog izgaranja
15 Kućište senzora detonantnog izgaranja16 Piezo kristal
17 Kontakti18 Prigušni elementi
Električna oprema motornih vozila 16
6161
Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila
Simbol ultrazvučnog senzora za nadzor unutrašnjeg prostora vozila
Namjena: nadzor unutrašnjeg prostora – alarmni uređaj
6262
Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila
U prostoru koji se nadzire odašilju se ultrazvučni valovi.Odaslani valovi se primaju putem posebnog mikrofona.Primljeni signal se analizira u sklopu prijemnika a uočene promjene u obliku odaslanog signala ili prekidi ultrazvučnih valova uključuju alarm.
6363
Osjetnik tlaka u gumama
• Bežični prijenos signala (433.92 MHz – Europa; 315 MHz Japan/Australija)• Napajanje baterijom - Napon ispod 2.4 V daje poruku o pogrešci u sistemu
(DTC – Diagnostic Trouble Code)• Rezervni kotač? (sa ili bez senzora, ako ga nema daje DTC /FC)
6464
Osjetnik tlaka u gumama
• Uzima u obzir signal kočenja zbog preraspodjele opterećenja uslijed pomicanja karoserije.
• Upozorenje na razlici tlakova od 0.2 bara
• Alarm - signal pri padu tlaka većem od 0.5 bara
Električna oprema motornih vozila 17
6565
Senzor sunčevog zračenja
Pin Namjena1 Senzor sunčeva zračenja, lijevo2 Senzor temperature u vozilu3 Senzor sunčeva zračenja, desno4 Masa
Dvostruki se koristi kod dvozonskih klima uređaja.
Izvedbe:- jednostruki- dvostruki
6666
Senzor kišeSenzor projicira infracrveno svjetlo na vjetrobransko staklo pod kutom od 45°.
• Ako je staklo suho, većina se svjetla reflektira u sklop senzora.
• Ako se na staklu nalaze kapljice vode, svjetlo se reflektira u različitim smjerovima. Što je staklo mokrije, manje će se svjetla reflektirati u sklop senzora.
Ispod određene razine reflektiranog svjetla uključuju se brisači.Brzina brisača se određuje u ovisnosti koliko se brzo nagomilavaju kapljice između svakog brisanja.
6767
• Senzor “mraka” za automatsko uključivanje svjetala
• Senzor kvalitete (sastava) zraka u vozilu
• Senzori položaja vozila– zakret oko uzdužne osi Roll senzor– zakret oko vertikalne osi Yaw senzor
• Senzori udaljenosti od objekta (prepreke) –ultrazvučni “Parkpilot”
Senzor kiše
6868
Namjena: Sprječavanje neujednačenog rada motora tzv. “cukanja” kod promjene brzine
oznaka
Prekidač pedale spojke F36
Električna oprema motornih vozila 18
6969
oznaka
Namjena:• uključivanje svjetla kočnice;• uključivanje “stanja” smanjena snaga motora -
onemogućavanje davanje gasa kod kočenja
Prekidač pedale kočnice (F47)
7070
Pri udaru se oslobađa kugla iz udubine te zatvara električni kontakt
Normalno stanje Pri sudaru
Osjetnik sudara
7171
Vremenski termoprekidač
1 - električni priključci - kontakti2 - kućište3 - bimetal4 - namot za zagrijavanje5 - prekidački kontakt
7272
Reed kontakt(Reed-ov relej, relej s jezičastim kontaktima)
Koristi se kod raznih brojača, za uključivanje svjetla u prtljažnom prostoru, …
Električna oprema motornih vozila 19
7373
Princip rada Reed-ova kontakta/prekidača
Kada se magnetni prsten pomakne, zatvara se električni kontakt.
Reed-ov kontakt
7474
Tijelo davača s Reed-ovim kontaktom
Plovak s magnetom
Simbol davača razine kočne tekućine
Davač razine kočne tekućine
7575
Pitanja?