クランクシャフトポジションセンサーについて

あらゆるエンジンで最も重要なセンサーであるクランクシャフトとカムシャフトの位置センサーは、ディストリビューターと点火タイミングのパフォーマンスにとって重要です。クランクシャフト ポジション センサーは、点火時期の制御、RPM の検出、相対エンジン速度の計算を行う多目的センサーです。このセンサーのおかげで、ディストリビューターの手動タイミングは不要になりました。燃料インジェクターとコイルの点火シーケンスを同期させるために、カムシャフト位置センサーを使用して、どのシリンダーが点火しているかを検出します。

今日の記事では、クランクシャフト ポジション センサーの定義、機能、図、種類、動作、および一般的な症状について学びます。

クランクシャフト ポジション センサーとは

クランク センサーは、ガソリンとディーゼルの両方の内燃機関のクランク シャフトの位置または回転速度を監視する電子デバイスです。エンジン管理システムは、このデータを使用して、燃料噴射のタイミングやその他のエンジン特性を調整します。電子クランク センサーが利用可能になるまで、ディストリビューターはガソリン エンジンのタイミング マークに手動で設定する必要がありました。

クランク センサーは、カムシャフト ポジション センサーと組み合わせて使用​​して、エンジンのピストンとバルブの関係を監視できます。これは、可変バルブ タイミングを備えたエンジンで特に重要です。この手順は、最初の始動時に 4 ストローク エンジンを「同期」するためにも使用され、管理システムがいつガソリンを注入するかを決定できるようにします。また、毎分回転数でエンジン速度を決定するためにも広く使用されています。メイン クランク プーリー、フライホイール、カムシャフト、およびクランクシャフト自体は、すべて共通の取り付けポイントです。このセンサーは、カムシャフト ポジション センサーと共に、最新のエンジンで最も重要な 2 つのセンサーの 1 つです。

クランク センサーの位置信号は、燃料噴射 (ディーゼル エンジン) または火花点火 (ガソリン エンジン) のタイミングに使用されるため、センサーに障害があると、エンジンが始動しないか、走行中に停止します。このセンサーは、エンジン速度インジケーターにも速度情報を提供します。

関数

以下は、クランクシャフト位置センサーの機能です:

• クランクシャフト位置センサーの主な機能は、クランクの位置および/または回転速度 (RPM) を決定することです。
• センサーから送信された情報は、エンジン調整ユニットが点火タイミングや燃料噴射タイミングなどの要因を制御するために使用されます。
• ディーゼル エンジンでは、センサーが燃料噴射を制御します。
• センサー出力は、カム位置などの他のセンサー データとリンクして、4 ストローク エンジンの始動に重要な現在の燃焼サイクルを特定することもできます。

クランクシャフト位置センサーの主な機能は次のとおりです。

センシング

よく見ると、クランクシャフトの横に強力な磁石があります。クランクシャフトの周りには、スチール製のピンまたはペグが一定の間隔で配置されていることにも気付くでしょう。この磁石は常に連続磁場を発しています。エンジンが始動してクランクシャフトが回転すると、クランクシャフトの周りのスチールピンがこのフィールドの周りを回転します。フィールドの変動の結果として、AC (交流) 信号が生成されます。これはまた、エンジン管理ユニット (エンジン コンピューター) に回転速度を決定するように指示します。その結果、EMU はカムシャフトの位置と速度を計算して、燃料噴射と点火を改善することができます。

調整

現代の自動車から学ばなければならないことが 1 つあります。内部部品が特定の必要なペースで動いている場合にのみ、エンジンは効率的なパフォーマンスを提供します。オンボード コンピューターは、エンジン内部のクランクシャフトの回転を検出すると、クランクシャフト ポジション センサーから送信された情報のみを使用できます。これは、コンピューターがエンジンの効率を向上させるために、エンジンを微調整または微調整するときです。

フルスロットルになる状況を考えてみましょう。スロットルが一定であるため、クルーズモードやスポーツモードなどの設定で速度を変更するには、コンピューターがエンジンにこれらの小さな調整を行う必要があります。コンピュータは、適切な範囲と比較して、クランクシャフトの回転速度が常に監視されていることを確認し、必要に応じて速度調整を行います。この調整は、速度の増加と速度の減少の両方に関して行うことができます。

クランクシャフト位置センサーの要素と図:

クランクシャフト ポジション センサーの種類

以下は、さまざまなタイプのクランクシャフト位置センサーです:

帰納的:

このタイプのクランクシャフト位置センサーでは、磁石を使用してエンジンのクランキングからの信号を検出します。エンジンブロック、フライホイールの近く、またはクランクシャフト自体の近くのいずれかです。スピニングディスク、リラクターホイール、またはクランクシャフトのノッチがピックアップされます。ノッチが通過するたびに磁場が変化し、交流信号が ECU に送信されます。

ホール効果:

このタイプは、同じ位置に配置され、同じノッチに応答するという点で、誘導センサーに似ています。アナログ AC 信号の代わりにデジタル信号を生成します。ノッチがセンサーのそばを移動すると、オンまたはオフになります。

AC 出力センサー:

AC 出力センサの出力は、AC 電圧信号であるという点で他のセンサとは異なります。回転ディスクの近くに配置された励磁コイルは、オンボード コントローラーから非常に高い周波数 (毎秒 150 ～ 2500 サイクル) を受け取ります。このディスクにはスロットがあり、カムシャフトの端に取り付けられています。相互インダクタンスは、スロットがコイルを通過するときにスロットを励起し、最初のシリンダーの位置を指定する信号がオンボード コントローラーに送信されます。一部の Vauxhall ECOTEC エンジンは、このタイプのセンサーを採用しています。

動作原理

クランクシャフト位置センサーの動作はそれほど複雑ではなく、簡単に理解できます。その動作では、クランクシャフトに取り付けられたリラクター リングの歯が、クランクシャフト ポジション センサーのセンサー チップの近くを通過します。エンジン コンピューター (PCM) の基準点として機能するリラクター リングから 1 つまたは複数の歯が欠落しています。センサーは、クランクシャフトが回転するときにパルス電圧信号を生成します。各パルスは、リラクター リングの歯に対応します。エンジンがアイドリングしている状態で、下の写真はクランクシャフト位置センサーからの実際の信号を示しています。グラフからわかるように、この車両のリラクター リングには 2 つの歯が欠けています。

PCMは、クランクシャフト位置センサーからの信号を使用して、いつ、どのシリンダーで火花を発射するかを決定します。クランクシャフト位置からの信号は、シリンダー内の失火をチェックするためにも利用されます。センサー信号が欠落している場合、火花は発生せず、燃料インジェクターは作動しません。

上の写真に示すように、A/C 電圧を生成するピックアップ コイルとデジタル方形波信号を生成するホール効果センサーを備えた磁気センサーは、2 つの最も一般的な種類です。ホール効果センサーは、最新の自動車に使用されています。ピックアップ コイル センサーには 2 ピン コネクタがあります。ホール効果センサー (基準電圧、接地、および信号) の接続には 3 ピン コネクタが使用されます。

以下のビデオを見て、クランクシャフト ポジション センサーの働きを視覚的に学びましょう:

クランクシャフト位置センサーの不良または故障の症状

以下は、クランクシャフト位置センサーが故障したときに遭遇する一般的な問題です:

難しいスタート:

車を始動するのが難しいのは、クランクシャフト位置センサーの損傷または故障の最も一般的な兆候です。クランクシャフト ポジション センサーは、クランクシャフトの位置と速度、およびエンジンの始動時に重要なその他の情報を追跡します。クランクシャフト位置センサーが誤動作している場合、車は断続的な始動の問題を抱えているか、まったく始動しない可能性があります.

断続的な失速:

断続的な失速は、クランクシャフト位置センサーの誤動作を示すもう 1 つの一般的な兆候です。クランクシャフトポジションセンサーまたはその配線に問題がある場合、エンジンが作動している間にクランクシャフト信号が遮断され、エンジンが停止する可能性があります。これは、多くの場合、配線の問題を示しています。この症状は、クランクシャフト ポジション センサーの故障が原因である可能性があります。

エンジン ライトが点灯していることを確認します:

照らされたチェックエンジンライトは、クランクシャフトポジションセンサーに問題がある可能性を示す別の兆候です。コンピューターがクランクシャフト ポジション センサーからの信号に問題があると判断すると、チェック エンジン ライトが点灯してドライバーに知らせます。チェックエンジンライトは、他のさまざまな問題によって引き起こされる可能性があります。コンピュータのエラー コードを検査することを強くお勧めします。

不均一な加速:

エンジン コントロール ユニットは、クランクシャフト ポジション センサーからの誤入力によりエンジン回転数が上昇すると、点火時期と燃料噴射を調整できなくなります。正確さが欠けていると、加速が遅くなったり、不均一になったりして、一定のペースを維持することが難しくなります。

エンジンの失火と振動:

エンジンの一時的なスタッターは、クランクシャフト位置センサーの故障によって引き起こされるシリンダーの失火の兆候である可能性があります。クランクシャフト位置センサーが故障すると、エンジン内のピストンの位置に関する正確な情報を提供できなくなり、シリンダーの失火が発生します。これは不適切なスパーク プラグのタイミングによっても発生する可能性がありますが、スパーク プラグに問題がない場合は、クランクシャフト センサーが原因である可能性が最も高くなります。

エンジンのラフ アイドルおよび/または振動:

荒いアイドリングは、クランクシャフト位置センサーの問題の別の指標です。赤信号などで停止しているときに、モーターのギリギリや振動を検出することがあります。これが発生すると、センサーはクランクシャフトの位置を監視していないため、振動が発生してエンジン全体の出力が低下します。エンジンの走行距離の追跡も、振動によって妨げられる可能性があります。異常な振動は、整備士ができるだけ早く調査する必要があります。

燃費が低下:

クランクシャフト位置センサーが適切なタイミング情報を提供しない場合、燃料噴射器はエンジンにガスを適切に送り込みません。短いドライブでも長いドライブでも、エンジンは必要以上にガスを消費し、全体的な燃費を低下させます。不十分な燃費はさまざまな故障によって引き起こされる可能性があるため、メカニックにセンサーを点検してください。

結論

クランク センサーをカムシャフト ポジション センサーと組み合わせて使用​​すると、エンジンのピストンとバルブの関係を監視できます。これは、可変バルブ タイミングを備えたエンジンで特に重要です。この手順は、最初の始動時に 4 ストローク エンジンを「同期」するためにも使用され、管理システムがいつガソリンを注入するかを決定できるようにします。クランクシャフト位置センサーの不良の定義、機能、要素と図、種類、動作、および症状について説明したこの記事は以上です。

読書から多くのことを学べることを願っています。もしそうなら、親切に他の学生と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!