Anturi signaalien tutkiminen

                                                     Oppimistehtävä:

                                        Auton anturisignaalien tutkiminen

Tämän tehtävän tarkoitus oli oppia mittaamaan erilaisten antureiden signaaleja oskiloskoopilla.

Mittaukset suoritettiin kolmeen eri autoon: Toyota Celica, BMW 325, Opel Astra G.

Aloitetaan lambda anturin signaalien tutkimisella.

Nämä arvot ovat Toyotasta.

Tässä mallikuva minkälaista signaalia lambda anturista pitäisi tulla.

Tässä on lambdan signaali tyhjäkäynnillä.

                                                   Tässä on lambdan signaali n.4000 rpm

Happitunnistimen pakokaasuvirtaan työnnetyn kärjen ja runko-osan välille syntyy jännite-ero, kun pakokaasussa on runsaasti happea. Silloin palamisseoksen sanotaan olevan laiha ja se sisältää enemmän ilmaa kuin teoreettisesti ottaen tarvitaan. Jotta päästäisiin katalysaattorin kannalta oikeaan soessuhteeseen, on polttoaineen määrää lisättävä. Tämän polttoainejärjestelmä tekeekin, kun sähköisenn ohjausyksikköön tulee happitunnistimelta jänniteviesti. Kun polttoaineen syöttömäärää sitten lisätään, muuttuu seos vähitellen liian rikkaaksi, ja pakokaasuihin ei palamisreaktioiden jälkeen enää jää juuri lainkaan happea. Silloin jännite-ero happitunnistimessa häviää, ja silloin ohjausyksikkö alkaa vähentää polttoaineen syöttöä.

Tälläinen jatkuva heiluriliike rikkaan ja laihan seoksen välillä toistuu nopeassa tahdissa, jopa useita kymmeniä kertoja sekunnissa. Siksi polttoaineen ja ilman seossuhde näyttääkin keskimääräisesti pysyvän oikealla alueella eli lähellä teoreettista seosuhdetta.

                                         

 

Tässä videossa tutkimme lambda anturin signaaleja Toyotasta tyhjäkäynnillä ja korotetuilla kierroksilla.

Johtopakki jota käytimme näissä mittauksissa.

Nokka- ja kampiakseli mittaukset suoritettiin Opel Astraan.

 Tässä autossa nokka-akselin asentotunnistimena käytetään hall- tunnistinta.

Tässä johdotuksia nokka-akselin mittauksesta

Tässä johtojen maadoituspaikka

Picoscope väylämoduuli. Tämä laite yhdistää mitattavan anturin signaalit tietokoneen sovellukseen ja näyttää ne käppyröinä.

Nokka-akselin asentotunnistin ja sen tunnistinkehä

Tässä nokka akselin tunnistimen ohjearvot

Tässä mittaamamme arvot testiautosta. Signaalit muistuttavat ohjearvoja joten anturi toimii oikein.

Anturissa on kolme osaa: roottori, magneetti ja Hall-elementti. Roottorissa on ikkunoita ja se kulkee magneetin ja Hall-elementin välistä tai niiden läheltä. Hall-elementti altistuu magneettikentälle, kun ikkuna on suoraan magneettia vastapäätä. Kun roottori kääntyy, roottorin lavat ovat toisinaan magneettikentän ja elementin välissä ja toisinaan magneettikenttä pääsee ikkunoista läpi. Kun roottoria käytetään, hall-elementti tuottaa sakara-aallon. Moottorin rpm ja/tai yläkuolokohta ja nokan paikka määritetään tällä tavoin.

Löysin hyvän kuvan selittämään kuinka hall- tunnistin toimii.

Kampiakselin asentotunnistin

Opel Astra
Tässä autossa on induktiivinen kampiakselin asentotunnistin. Moottorin sisäinen
"vaihdepyörä" pyörii anturin ohi. Tämä muuttaa magneetin magneettikenttää, joka voimistuu kun hampaat lähenevät, ja heikentyy kun hampaat loittonevat. Nämä muutokset ilmenevät kelassa tuotetussa vaihtovirtajännitteessä. Tästä kyseisestä vaihdepyörästä puuttuu 2 hammastusta, ja näin moottorin ohjausyksikkö pystyy päättelemään esimerkiksi nokka-akselin tietojen kanssa, että missä asennossa kampiakseli on tai missä kohtaa sijaitsee yläkuolokohta.


Kampiakselin asentotunnistimen ohjearvot

Selitys mittausjohtimien sijoittamisesta mittauksen aikana

Tämän näköistä signaali käppyrää tuli opelin kampiakselista

Tällä Bosch testerillä oli tarkoitus mitata BMW:n puolan toimintaa.

Kuva BMW:n puolista joista mittaukset suoritettiin.

Yleistoisio adapteri

Tässä kuva siitä kuinka yleistoisio adapterilla puolaa mitataan.

Ensiksi akulta syötetään katkojan läpi sähkövirtaa puolan ensiökäämiin. Kun  sähkövirta katkaistaa, jännite indusoituu ensiökäämistä toisiokäämiin josta se kulkeutuu tulpan sytytyskärkeen sytyttäen kipinän. Kipinän paloaika on noin 2-3 millisekuntia.

Tässä videokuvassa näkyy puolan signaaleja.

Tässä vähän kuvaa johdotuksista jotka teimme aloittaaksemme signaalien mittaukset.

Ilmamassamittarin tehtävänä on mitata ilmavirtausta kuumalangan avulla. Kun kylmä ilma kulkee ilmamassamittarin läpi, kuumalanka pyrkii säilyttämään lämpötilansa. Tieto muuttuneesta vastuksesta välittyy moottorin ohjausyksikölle, joka muuntaa tiedon ilmanmassaksi.

Tässä videossa näkyy minkälaisia signaaleja ilmamassamittari lähettää auton moottorinohjaukselle kun moottorille annetaan kierroksia. Moottoria kuormitettaessa noin 5000rpm, moottori imee ilmaa voimakkaasti ja kun kierroksia lasketaan imu ilman tulo moottoriin pienenee.

Tässä on Opel Astra Garavan merkkisen auton moottorinohjauksen kytkentäkaavio.

Tässä Toyota Celican moottorinohjauksen kytkentäkaavio.

Tekijät: Tomi Kuisma, Riku Matilainen, Tomi Rutanen