Referat Senzori [PDF]

Zitiervorschau

Senzori in domeniul Autovehiculelor 1. Senzor de detonatii Detonația este un proces cu efecte distructive asupra motorului pe benzină. Din punct de vedere fizic detonația reprezintă autoaprinderea amestecului aer-combustibil și arderea acestuia cu o viteză foarte mare (explozie). Motoarele care funcționează cu benzină fără plumb utilizează un senzor pentru detecția detonației. Acest senzor este de fapt un senzor pentru detecția vibrațiilor și funcționează pe principiul piezoelectricității. Senzorul se montează direct pe blocul motor, prin intermediul unui șurub.

Senzorul de detonație conține un cristal piezoelectric (3) și o masă seismică (1). La apariția detonației sunt produse vibrații puternice în cilindru care sunt propagate prin blocul motor și captate de senzor. Vibrațiile se transmit masei seismice care apasă pe elementul piezoelectric și se produce o tensiune electrică.

1. 2. 3. 4. 5.

masă seismică carcasă element piezoelectric electrozi contacte electric

2. Senzor de pozitie arbore cu came La motoarele cu ardere internă moderne calculatorul de injecție controlează deschiderea injectoarelor, producerea scânteii, fazele de distribuție (la motoare cu distribuție variabilă), în funcție de poziția pistoanelorîn cilindri. Calculatorul de injecție trebuie să recunoască poziția fiecărui piston în cilindru în funcție de semnalul de turație al arborelui cotit și/sau semnalul de poziție arbore cu came.

1. roată de antrenare arbore cu came 2. arbore cu came 3. roată metalică poziție arbore cu came (pentru senzorul de poziție)

Semnalul dat de senzorul de poziție arbore (ax) cu came și roată metalică semilună este pozitiv (+13.5 V) când semiluna este în dreptul senzorului și nul (0 V) când semiluna nu este în dreptul senzorului.

3. Senzor ABS cu efect Hall În anul 1879 fizicianul american Edwin Herbert Hall (1855 – 1938) a observat că atunci când un semiconductor, parcurs de un curent electric, este plasat sub acțiunea unui câmp magnetic, apare o tensiune electrică, proporțională cu curentul electric și perpendiculară pe direcția câmpului magnetic și a curentului electric. Acest efect manifestat în materialele semiconductoare se numește efect Hall. B – inducția câmpului magnetic UA – tensiunea de alimentare IA – curentul electric de alimentare UH – tensiunea Hall măsurată

Senzorii Hall sunt senzori activi, care necesită alimentare cu energie electrică. Astfel, cei mai simpli senzori Hall au cel puțin 3 pini: 1. tensiune alimentare, UA (intrare) 2. masă 3. tensiune Hall, UH (ieșire) Senzorii cu efect Hall sunt cei mai răspândiți senzori cu electronică integrată, cu o gama largă de aplicații. În domeniul automobilelor sunt utilizați ca senzori de turație motor, senzori de poziție arbore cu came, senzor de turație arbori cutie de viteze și senzori de viteza roată (ABS/ESP). De asemenea, la motoarele mai vechi, cu sistem de aprindere cu distribuitor, informația de la un senzor Hall este utilizat pentru a iniția scânteia bujiei în funcție de poziția rotorului distribuitorului. Senzorii Hall sunt senzori digitali care produc un semnal de ieșire cu doar două valori (ex. 0 si +5V). Cu cât frecvența de variație a câmpului magnetic este mai mare cu atât durata semnalului de ieșire este mai mică, deci turația discului mai mare. Calculatorul de injecție preia semnalul digital (C) de la senzor și-l transformă în informație de turație sau poziție în funcție de frecvența acestuia. Datorită principiului de funcționare, senzorii cu efect Hall sunt fiabili, ieftini și stabili la perturbații. Din acest motiv sunt foarte des utilizați în industrie, mai ales în industria automobilelor, atât ca senzori de poziție cât și ca senzori de turație.

-Senzor ABS

4. Senzor de temperatura motor (ECT) Senzorul de temperatură monitorizează temperatura lichidului de răcire al motorului, deci implicit temperatura medie a acestuia. Informaţia furnizată de senzorul de temperatură este utilizată de calculatorul de injecţie în principal pentru controlul turaţiei de ralanti şi pentru controlul îmbogăţirii amestecului (raportul aer-combustibil), mai ales în faza de pornire a motorului. Perioada dintre pornirea motorului şi momentul în care acesta ajunge la temperatura nominală de funcţionare (aprox. 80-90 °C) este critică mai ales pentru nivelul de emisii poluante. De reţinut că senzorul de temperatură motor are o influenţă semnificativă asupra consumului, orice defect care alterează semnalul transmis către calculatorul de injecţie are ca efect modificarea consumului de combustibil. Principiul de funcţionare al senzorului de temperatură motor are la bază un dispozitiv semiconductor numit termistor. Majoritatea materialelor conductoare au un coeficient pozitiv de temperatură. Acest lucru presupune că atunci când temperatura conductorului creşte, rezistenţa electrică creşte de asemenea. La polul opus se află termistorul, care are coeficient negativ de temperatură. Astfel la creşterea temperaturii rezistenţa electrică a semiconductorului scade. Senzorul de temperatură este introdus în blocul motor cu ajutorul unui filet prevăzut pe carcasa metalică(2). Termistorul (3), prin intermediul carcasei metalice, preia temperatura lichidului de răcire al motorului. Contactele electrice (4) transmit semnalul electric către calculatorul de injecţie, legătura dintre acestea fiind realizată prin intermediul conectorului din plastic (1).

5. Senzor presiune rampa combustibil Motoarele diesel cu injecție directă precum și motoarele pe benzină cu injecție directă utilizează senzori de presiune care măsoară presiunea combustibilului din rampă. Cu acesta informație calculatorul de injecție ajustează timpul de deschidere al injectoarelor astfel încât să livreze în cilindri cantitatea optimă de combustibil pentru ardere, în funcție de regimul de funcționare al motorului termic. Senzorul de presiune rampă trebuie să măsoare presiunea de combustibil cu o acuratețe destul de mare și într-un timp foarte scurt. Informația trimisă de acest senzor este critică și absolut necesară în procesul de injecție. Senzorul de presiune combustibil este montat pe rampa de înaltă presiune, atât la sistemele de injecție diesel cât și la cele pe benzină.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

pompă de înaltă presiune injector rampă comună senzor de presiune combustibil regulator de presiune calculator de injecție

1. 2. 3.

canal (prin care pătrunde combustibilul sub presiune) corp (conține elementul sensibil și circuitul electronic) conector electric

1 - masă (GND) 2 - tensiunea de ieșire (UA) 3 - tensiunea de alimentare (UV)

6. Senzorul pentru Cruise-Control Senzorii de mișcare radar denumiți și senzori cu ultrasunete sau senzori de înaltă frecvență ( HF high frequency), funcționează prin transmiterea undelor sonore de înaltă frecvență, care scanează obiectele aflate în jur și emit senzorului informațiile din mediu. Mișcarea detectată în câmpul de acțiune al senzorului perturba modelul undelor reflectate și activează senzorul. Senzorul de mișcare cu ultrasunete emite unde sonore de frecvențe înalte nepercetibile de auzul uman.

7. Senzor pentru masurarea debitului de aer din admisie

8. Senzor pentru masurarea continutului de oxygen din gazele de evacuare