Moderne Einspritz- und Dieselmotoren verwenden Steuerungssysteme mit vielen Sensoren, die Dutzende Parameter überwachen.Unter den Sensoren nimmt der Phasensensor bzw. der Nockenwellenpositionssensor einen besonderen Platz ein.Lesen Sie im Artikel über die Funktionen, den Aufbau und die Funktionsweise dieses Sensors.
Was ist ein Phasensensor?
Der Phasensensor (DF) oder Nockenwellenpositionssensor (DPRV) ist ein Sensor des Steuersystems für Einspritz-Benzin- und Dieselmotoren, der die Position des Gasverteilungsmechanismus überwacht.Mit Hilfe von DF wird der Beginn des Motorzyklus durch seinen ersten Zylinder bestimmt (wenn der OT erreicht ist) und ein phasenweises Einspritzsystem implementiert.Dieser Sensor ist funktionell mit dem Kurbelwellenpositionssensor (DPKV) verbunden – das elektronische Motormanagement nutzt die Messwerte beider Sensoren und generiert auf dieser Grundlage Impulse für die Kraftstoffeinspritzung und Zündung in jedem Zylinder.
DFs werden nur bei Benzinmotoren mit verteilter Phaseneinspritzung und bei einigen Arten von Dieselmotoren verwendet.Und dank des Sensors lässt sich das Prinzip der Phaseneinspritzung, also die Kraftstoffeinspritzung und Zündung für jeden Zylinder, abhängig von der Motorbetriebsart, am einfachsten umsetzen.Bei Vergasermotoren ist kein DF erforderlich, da das Kraftstoff-Luft-Gemisch den Zylindern über einen gemeinsamen Verteiler zugeführt wird und die Zündung über einen Verteiler oder einen Kurbelwellenpositionssensor gesteuert wird.
DF wird auch bei Motoren mit variabler Ventilsteuerung verwendet.In diesem Fall werden separate Sensoren für die Nockenwellen verwendet, die die Einlass- und Auslassventile steuern, sowie komplexere Steuerungssysteme und deren Betriebsalgorithmen.
Design von Phasensensoren
Derzeit wird DF verwendet, die auf dem Hall-Effekt basiert – dem Auftreten einer Potentialdifferenz in einem Halbleiterwafer, durch den Gleichstrom fließt, wenn er in ein Magnetfeld gebracht wird.Hall-Effekt-Sensoren sind recht einfach implementiert.Es basiert auf einem quadratischen oder rechteckigen Halbleiterwafer, an dessen vier Seiten Kontakte angeschlossen sind – zwei Eingänge zur Gleichstromversorgung und zwei Ausgänge zur Signalableitung.Der Einfachheit halber erfolgt dieses Design in Form eines Chips, der zusammen mit dem Magneten und anderen Teilen im Sensorgehäuse installiert wird.
Es gibt zwei Bauformen von Phasensensoren:
-Schlitz;
- Ende (Stange).
Schlitzsensor
Endsensor
Der geschlitzte Phasensensor hat eine U-Form, in seinem Abschnitt befindet sich ein Referenzpunkt (Markierung) der Nockenwelle.Der Körper des Sensors ist in zwei Hälften geteilt, in der einen befindet sich ein Permanentmagnet, in der zweiten befindet sich ein empfindliches Element, in beiden Teilen befinden sich Magnetkerne einer speziellen Form, die während des Betriebs für eine Änderung des Magnetfelds sorgen Verabschiedung der Benchmark.
Der Endsensor hat eine zylindrische Form, der Referenzpunkt der Nockenwelle verläuft vor seinem Ende.Bei diesem Sensor befindet sich am Ende das Sensorelement, darüber befinden sich ein Permanentmagnet und Magnetkerne.
Hierbei ist zu beachten, dass der Nockenwellenpositionssensor integriert ist, das heißt, er kombiniert das oben beschriebene Signalerfassungselement und einen sekundären Signalwandler, der das Signal verstärkt und in eine für die Verarbeitung durch das elektronische Steuersystem geeignete Form umwandelt.Der Wandler ist in der Regel direkt in den Sensor eingebaut, was die Installation und Konfiguration des gesamten Systems erheblich vereinfacht.
Funktionsprinzip des Phasensensors
Der Phasensensor ist mit einer auf der Nockenwelle montierten Masterscheibe gekoppelt.Diese Scheibe verfügt über einen Referenzpunkt der einen oder anderen Bauart, der im Motorbetrieb vor dem Sensor oder in dessen Spalt verläuft.Beim Passieren vor dem Sensor schließt der Referenzpunkt die von ihm ausgehenden Magnetlinien, was zu einer Änderung des Magnetfelds führt, das das empfindliche Element durchquert.Dadurch wird im Hallsensor ein elektrischer Impuls erzeugt, der vom Wandler verstärkt und verändert und dem elektronischen Motorsteuergerät zugeführt wird.
Für Schlitz- und Endsensoren werden Masterscheiben unterschiedlicher Bauart verwendet.Gepaart mit Schlitzsensoren arbeitet eine Scheibe mit Luftspalt – beim Passieren dieses Spalts entsteht ein Steuerimpuls.Gepaart mit einem Endsensor funktioniert eine Scheibe mit Zähnen oder kurzen Benchmarks – beim Passieren des Benchmarks wird ein Steuerimpuls gebildet.
Der Phasensensor ist mit einer auf der Nockenwelle montierten Masterscheibe gekoppelt.Diese Scheibe verfügt über einen Referenzpunkt der einen oder anderen Bauart, der im Motorbetrieb vor dem Sensor oder in dessen Spalt verläuft.Beim Passieren vor dem Sensor schließt der Referenzpunkt die von ihm ausgehenden Magnetlinien, was zu einer Änderung des Magnetfelds führt, das das empfindliche Element durchquert.Dadurch wird im Hallsensor ein elektrischer Impuls erzeugt, der vom Wandler verstärkt und verändert und dem elektronischen Motorsteuergerät zugeführt wird.
Für Schlitz- und Endsensoren werden Masterscheiben unterschiedlicher Bauart verwendet.Gepaart mit Schlitzsensoren arbeitet eine Scheibe mit Luftspalt – beim Passieren dieses Spalts entsteht ein Steuerimpuls.Gepaart mit einem Endsensor funktioniert eine Scheibe mit Zähnen oder kurzen Benchmarks – beim Passieren des Benchmarks wird ein Steuerimpuls gebildet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2023