Senzori - Actuatori MAS [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA DIN PITEŞTI DOMENIUL: INIGINERIA AUTOVEHICULELOR DEPARTAMENTUL DE AUTOVEHICULE SI TRANSPORTURI SPECIALIZAREA :MASTER C.M.P.A

Teoria si practica motoarelor de automobile

Profesor îndrumător: Conf.univ.dr. Adrian Clenci

ANUL UNIVERSITAR : 2013-2014

2

Lista de senzori si actualori la motoarele cu aprindere prin scanteie

3

1. Sonda λ Sonda Lambda este un senzor amplasat pe tubulatura de evacuare si conectat la ECU, care in esenta consta intr-un conductor de curent electric a carui intensitate variaza in functie de cantitatea de oxigen care traverseaza sonda. In interiorul acesteia exista un material ceramic poros, din dioxid de zirconiu (ZrO2). Intensitatea curentului prin placa de zirconiu variaza in functie de numarul de molecule de oxigen care traverseaza materialul ceramic. Deoarece sonda functioneaza optim doar la temperaturi mari, „la rece", pina cind gazele de esapament ating temperaturi de 400-500 °C, sonda este incalzita de o rezistenta din interiorul ei, dupa care caldura ii va fi furnizata chiar de temperatura gazelor de esapament. Autoturismele cu motorizari euro 3 si 4 au chiar 2 sonde, una amplasata inaintea catalizatorului pentru optimizarea amestecului aer/combustibil, si una dupa catalizator, pentru verificarea eficientei acestuia. In principal sonda masoara in mod constant cantitatea de oxigen din gazele evacuate şi trimite semnalul sub forma de voltaj către unitatea de comandă a motorului. ECU (calculatorul central al masinii) foloseste semnalele primite de la sonda pentru a ajusta amestecul in vederea obtinerii amestecului ideal:14, 8kg aer cu 1kg benzina, pentru care asa-numitul factor Lambda este egal cu 1. Valorile de iesire ale senzorului variaza intre 0.2 V (amestec sarac) si 0.8 V (amestec bogat), variatia ideala fiind in jurul valorii de 0.45 V. Realizarea optima a amestecului asigura o eficienţă şi o durată de viaţă maxime ale catalizatorului.

2. Senzorul de debit masic de aer Senzorul de masa de aer masoara cantitatea de aer care intra in cilindri. Acesta informatie este utilizata pentru a determina cantitatea de combustibil ce trebuie injectata. Functionarea cu amestec stoichiometric este cruciala pentru a asigura randamentul optim al TWC.

3. Senzorul de detonatie Detonatia este un proces cu efecte distructive asupra motorului pe benzina. Din punct de vedere fizic detonatia reprezinta autoaprinderea amestecului aer-combustibil si arderea acestuia cu o viteza foarte mare (explozie). La aparitia detonatiei sunt produse vibratii puternice in cilindru care sunt propagate prin blocul motor si captate de senzor. Vibratiile se transmit masei seismice care apasa pe elementul piezoelectric si se produce o tensiune electrică. Tensiunea generata de senzorul de detonatie este captata de ECU. Pe baza acestui semnal si a pozitiei pistoanelor in cilindru calculatorul de injectie poate determina in care cilindru s-a produs detonatia. Detonatia se elimina prin corectarea avansului la aprindere. Astfel, daca se detecteaza detonatia pe un anumit cilindru, avansul va fi redus. La motoarele supraalimentate unitatea electronica de control a motorului intervine si asupra sistemului de supraalimentare reducand presiunea aerului comprimat. Pentru detectia detonatiei la motoarele cu patru cilindrii de obicei se utilizează un singur senzor de detonatie.

4

4. Senzorul de turatie Rolul senzorului de turatie este de a afla pozitia arborelui cotit, sau mai precis cand cilindrul 1 are pistonul la PMI. Aceasta informatie ii serveste ECU la stabilirea injectiei si la stabilirea aprinderii. Daca senzorul de turatie nu functioneaza, ECU nu stie cand sa comande aprinderea si motorul nu porneste.

5. Senzorul de viteza al rotii Sistemele de franare care previn blocarea rotilor (ABS) au in componenta senzori de viteza pentru fiecare roata. Pe baza informatiilor primite de la senzori calculatorul ABS determina care dintre roti este blocata si comanda scaderea presiunii de franare pentru deblocarea roții. In functie de principiul de functionare al senzorului, acestia se clasifica in:  senzori de turatie activi (inductivi) - nu necesita alimentare, produc tensiune electrica;  senzori de turatie pasivi (Hall) - necesita o tensiune de alimentare; Functionarea senzorilor de turatie inductivi se bazeaza pe variatia reluctantei magnetice obtinuta cu un disc danturat fixat solidar cu roata si un circuit magnetic cu magnet permanent si bobina. In momentul in care dintii discului danturat trec prin dreptul magnetului permanent se modifica intensitatea campului magnetic generat.

6. Senzorul de temperatura a lichidului de racire Senzorul de temperatura monitorizeaza temperatura lichidului de racire al motorului, deci implicit temperatura medie a acestuia. Informatia furnizata de senzorul de temperatura este utilizata de calculatorul de injectie in principal pentru controlul turatiei de mers in gol si pentru controlul imbogatirii amestecului, mai ales in faza de pornire a motorului.

7. Senzorul de pozitie al clapetei obturatoare Senzorul de pozitie al clapetei obturatoare ofera un al doilea semnal legat de variatia sarcinii bazat pe unghiul facut de clapeta obturatoare. El ofera informatii pentru functii dinamice si serveste ca element de siguranta la eventualele defectiuni ale senzorilor. Senzorul de pozitie al clapetei obturatoare este montat la ansamblul clapeta obturatoare si transmite pozitia sa catre ECU. Se poate utiliza acest tip de senzor ca senzor primar, dar atunci este necesara o precizie suplimentara care se poate obtine cu ajutorul a doua potentiometre si se poate introduce o suspendare suplimentara. Unitatea de control determina masa de aer admis prin monitorizarea pozitiei clapetei obturatoare si a turatiei. De asemenea, cu ajutorul temperaturii aerului admis se poate face corectia de densitate.

8. Pompa de aer secundar La pornirea la rece, un motor pe benzina functioneaza cu amestec bogat (λ< 1.0), uneori ajungandu-se si la valori ale coeficientului de exces de aer de 0.6. Din acest motiv monoxidul de carbon si hidrocarburile sunt in cantitati importante in gazele de evacuare. Sistemul de injectie de aer secundar presupune injectarea de aer atmosferic comprimat in galeria de evacuare, imediat dupa supape, in scopul continuarii procesului de ardere. Avantajele utilizării unui astfel de sistem sunt: Pe de-o parte se reduc emisiile de monoxid de carbon si hidrocarburi, iar pe de alta parte, datorita continuarii arderii pe galeria de evacuare si cresterii temperaturii, catalizatorul ajunge mai repede la temperatura de functionare. Sistemul 5

contine o pompa centrifugala actionata electric, o supapa actionata pneumatic care realizeaza injectia si o supapa electrica de control. Atat pompa de aer cat si supapa electrica sunt controlate de calculatorul de injectie.

9. Supapa injectie aer secundar Injectia aerului secundar in galeria de admisie se realizeaza cu ajutorul unei supape comandate pneumatic. Acesta contine si o supapa de sens integrata care impiedica patrunderea de gaze arse în pompa. Actionarea supapei de injectie se face prin intermediul vacuumului din galeria de admisie controlat cu ajutorul unei supape electromagnetice cu solenoid. Ultimele generatii de supape de aer secundar sunt comandate electric, direct de calculatorul de injectie.

10.Comanda injectoarelor Injectorul de combustibil este un dispozitiv electromecanic care debiteaza, pulverizeaza si directioneaza combustibilul in galeria de admisie, in poarta supapei de admisie. Injectoarele sunt montate pe galeria de admisie. Acestea sunt instalate etans pe galerie pentru a preveni scaparea de aer admis in motor. Pentru a injecta combustibilul in galeria de admisie, calculatorul de injectie, prin intermediul contactelor electrice, alimenteaza cu energie electrica solenoidul. Acesta se energizeaza si produce o forta magnetica care ridica acul injectorului de pe sediu. Pentru a opri injectia de combustibil, calculatorul de injectie intrerupe alimentarea cu energie electrica iar arcul elicoidal apasa acul injectorului pe sediu.

6

7