- Krótko o zasadzie pracy
- Typy i zakres
- Przykład użycia elementu analogowego
- Cel HH w samochodowym układzie zapłonowym
- Objawy i możliwe przyczyny
- Jak sprawdzić działanie czujnika Halla?
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Urządzenie elektromagnetyczne, zwane czujnikiem Halla (dalej HF), jest używane w wielu urządzeniach i mechanizmach. Ale znalazł największe zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. W prawie wszystkich modelach krajowego przemysłu samochodowego (VAZ 2106, 2107, 2108 itd.) Ten czujnik steruje bezstykowym układem zapłonowym silnika benzynowego. W związku z tym, gdy zawiedzie, pojawiają się poważne problemy z pracą silnika. Aby nie pomylić się z diagnozą, konieczne jest zrozumienie zasady działania czujnika, poznanie jego konstrukcji i metod testowania.
Krótko o zasadzie pracy
Zasada działania czujnika zapłonu opiera się na efekcie Halla, który otrzymał nazwę na cześć amerykańskiego fizyka, który odkrył to zjawisko w 1879 roku. Przez przyłożenie stałego napięcia do krawędzi prostokątnej płyty (A i B na rys. 1) i umieszczenie jej w polu magnetycznym, Edwin Hall odkrył różnicę potencjałów na pozostałych dwóch krawędziach (C i D).
Zgodnie z prawami elektrodynamiki, siła Lorentza działa na nośniki ładunku, co prowadzi do różnicy potencjałów. Napięcie U hali jest dość małe, w zakresie od 10 µV do 100 mV, zależy ono zarówno od siły prądu, jak i siły pola elektromagnetycznego.
Do połowy ubiegłego stulecia odkrycie nie znalazło poważnych zastosowań technicznych, dopóki nie powstała produkcja elementów półprzewodnikowych na bazie krzemu, ultraczystego germanu, arsenku indu itp., Posiadających niezbędne właściwości. To otworzyło możliwości produkcji małych rozmiarów czujników, które pozwalają zmierzyć zarówno natężenie pola, jak i siłę prądu płynącego przez przewodnik.
Typy i zakres
Pomimo różnorodności elementów, które stosują efekt Halla, można je podzielić na dwa typy:
- Analogowy, wykorzystujący zasadę konwersji indukcji magnetycznej na napięcie. Oznacza to, że polaryzacja i wartość napięcia są bezpośrednio zależne od charakterystyki pola magnetycznego. Obecnie tego typu urządzenia wykorzystywane są głównie w urządzeniach pomiarowych (np. Jako czujniki prądu, wibracje, kąt obrotu).
Czujniki prądu Halla mogą mierzyć prąd AC i DC. - Cyfrowy. W przeciwieństwie do poprzedniego typu, czujnik ma tylko dwie stabilne pozycje, sygnalizujące obecność lub brak pola magnetycznego. Oznacza to, że wyzwalanie następuje, gdy natężenie pola magnetycznego osiągnie określoną wartość. Ten typ urządzenia jest stosowany w technice motoryzacyjnej jako czujnik prędkości, faza, pozycja wałka rozrządu, a także wał korbowy itp.
Należy zauważyć, że typ cyfrowy obejmuje następujące podgatunki:
- unipolarny - działanie zachodzi przy określonej sile pola, a po jego zmniejszeniu czujnik przełącza się do pierwotnego stanu;
- bipolarny - ten typ reaguje na polaryzację pola magnetycznego, tzn. jeden biegun włącza urządzenie, a przeciwnie - wyłącza się.
Z reguły większość czujników jest komponentem z trzema przewodami, z których dwa są zasilane dwukierunkowo lub unipolarnie, a trzeci jest sygnałem sygnałowym.
Przykład użycia elementu analogowego
Weźmy za przykład projekt czujnika prądu, którego działanie opiera się na efekcie Halla.
Legenda:
- A jest dyrygentem.
- B - otwarty pierścień przewodu magnetycznego.
- C - analogowy czujnik Halla.
- D - wzmacniacz sygnału.
Zasada działania takiego urządzenia jest dość prosta: prąd przepływający przez przewodnik tworzy pole elektromagnetyczne, czujnik mierzy jego wielkość i polaryzację oraz wyprowadza proporcjonalne napięcie U DT, które jest podawane do wzmacniacza, a następnie do wskaźnika.
Cel HH w samochodowym układzie zapłonowym
Rozważając zasadę działania elementu Halla, rozważamy, w jaki sposób ten czujnik jest używany w bezstykowym układzie zapłonowym linii samochodowej VAZ. Aby to zrobić, przejdź do rysunku 5.
Legenda:
- I - czujnik.
- B jest magnesem.
- C - płyta z materiału przewodzącego magnetycznie (liczba występów odpowiada liczbie cylindrów).
Algorytm takiego schematu wygląda następująco:
- Gdy wał rozdzielacza przerywacza (synchroniczny ruchomy wał korbowy) obraca się, jeden z występów płytki przewodzącej magnetycznie zajmuje pozycję między czujnikiem a magnesem.
- W wyniku tego działania zmienia się siła pola magnetycznego, co powoduje działanie DF. Wysyła impuls elektryczny do przełącznika sterującego cewką zapłonową.
- Cewka generuje napięcie wymagane do utworzenia iskry.
Nie wydawałoby się to skomplikowane, ale iskra powinna pojawić się w pewnym momencie. Jeśli prędzej czy później powstanie, spowoduje to awarię silnika, aż do jego całkowitego zatrzymania.
Objawy i możliwe przyczyny
Naruszenia w pracy HH można wykryć za pomocą następujących funkcji pośrednich:
- Nastąpił gwałtowny wzrost zużycia paliwa. Wynika to z faktu, że wtrysk mieszanki paliwowo-powietrznej jest wykonywany więcej niż raz na cykl obrotu wału korbowego.
- Przejaw niestabilnej pracy silnika. Samochód może zacząć „drgać”, następuje gwałtowne spowolnienie. W niektórych przypadkach nie jest możliwe rozwinięcie prędkości większej niż 50-60 km.ch. Silnik „zatrzymuje się” w procesie.
- Czasami awaria czujnika może prowadzić do unieruchomienia skrzyni biegów, bez możliwości przełączania (w niektórych modelach samochodów importowanych). Aby poprawić sytuację, należy ponownie uruchomić silnik. W takich regularnych przypadkach możesz z całą pewnością stwierdzić, jak wyjść z DP DP.
- Często awaria może objawiać się zanikiem iskry zapłonowej, co w konsekwencji spowoduje niemożność uruchomienia silnika.
- W systemie autodiagnostyki można zaobserwować regularne awarie, na przykład, gdy kontrolka silnika zapala się na biegu jałowym, a lampka gaśnie, gdy prędkość silnika wzrasta.
Nie jest konieczne, aby te czynniki były spowodowane awarią DP. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że awaria jest spowodowana innymi przyczynami, a mianowicie:
- uderzenie gruzu lub innych ciał obcych na korpus DP;
- nastąpiła przerwa w przewodzie sygnałowym;
- woda weszła do złącza DP;
- przewód sygnałowy jest zamknięty siecią „uziemienia” lub pokładową;
- ekranująca membrana była rozdarta na całej wiązce lub pojedynczych drutach;
- uszkodzenie przewodów zasilających DP;
- polaryzacja napięcia przyłożonego do czujnika jest mylona;
- problemy z obwodem wysokiego napięcia układu zapłonowego;
- problemy z jednostką sterującą;
- nieprawidłowo ustawić odstęp między DP a płytką przewodnika magnetycznego;
- Być może przyczyną jest wysoka amplituda końcowego pobicia koła zębatego wałka rozrządu.
Jak sprawdzić działanie czujnika Halla?
Istnieją różne sposoby sprawdzenia przydatności czujnika SBK, opiszmy je krótko:
- Naśladujemy obecność HF. To najłatwiejszy sposób na szybkie sprawdzenie. Ale jego skuteczność można przedyskutować tylko wtedy, gdy iskra nie powstaje, jeśli w głównych węzłach systemu jest moc. Do testowania musisz wykonać następujące kroki:
- odłączyć wtyczkę trójprzewodową od dystrybutora;
- uruchamiamy układ zapłonowy, a jednocześnie „skracamy” ziemię i sygnał z czujnika (odpowiednio styki 3 i 2). Jeśli na cewce zapłonowej znajduje się iskra, można stwierdzić, że czujnik SBK utracił swoją funkcjonalność i wymaga wymiany.
Należy pamiętać, że aby wykryć iskrzenie, przewody wysokiego napięcia powinny znajdować się blisko ziemi.
- Zastosowanie multimetru do sprawdzenia. Ta metoda jest najbardziej znana i jest podana w podręczniku do samochodu. Musisz podłączyć sondy urządzenia, jak pokazano na rysunku 7, i zmierzyć napięcie.
Przy dobrym czujniku napięcie zmienia się w zakresie od 0, 4 do 11 woltów (nie zapomnij przełączyć multimetru na tryb pomiaru DC). Należy zauważyć, że sprawdzenie oscyloskopu będzie znacznie bardziej efektywne. Jest podłączony w taki sam sposób jak multimetr. Przykładowy oscylogram działającej HF podano poniżej.
- Instalacja oczywiście działa HF. Jeśli jest inny czujnik tego samego typu lub istnieje możliwość, aby go wziąć na chwilę, ta opcja również istnieje, zwłaszcza jeśli trudno jest zrobić pierwsze dwa.
Zjada kolejną wersję testu, na zasadzie przypominającej drugą metodę. Może to być przydatne, jeśli nie ma pod ręką żadnych urządzeń pomiarowych. Do testów potrzebny jest rezystor 1, 0 kΩ, dioda LED, na przykład z lżejszej latarki i kilka przewodów. Z tego całego zestawu zbieramy urządzenie zgodnie z rysunkiem 9.
Testowanie odbywa się według następującego algorytmu:
- Sprawdź zasilanie czujnika. W tym celu podłączamy (obserwując polaryzację) nasz tester do zacisków 1 i 3 HF. Włącz zapłon, jeśli wszystko jest w porządku z diodą, zapali się dioda LED, w przeciwnym razie będziesz musiał sprawdzić obwód zasilania (po upewnieniu się, że dioda LED jest prawidłowo podłączona).
- Sprawdź sam czujnik. Aby to zrobić, przewód od pierwszego terminala „toss” do drugiego (sygnał z HF). Po tym zaczynamy obracać wałek rozrządu (ręcznie lub starterem). Migająca dioda LED wskazuje dobrą wartość HH. W przeciwnym razie, na wszelki wypadek, sprawdzamy zgodność biegunowości podczas podłączania diody LED, a jeśli jest wykonywana poprawnie, zmieniamy czujnik na nowy.