Senzori u Motornim Vozilima

Električna oprema motornih vozila 1

11

Senzori u motornim vozilima

22

Električne i elektroničke komponente u motornom vozilu (konvencionalni pogon)

Senzori AktuatoriSustavi

• Sustavi za upravljanje radom motora• Sigurnosni sustavi (zaštita putnika)• Sustavi za povećanje komfora• Sustavi za pomoć vozaču pri upravljanju vozilom

(npr. ESP)

33

Upravljačka jedinica (Procesor/i)

Aktuatori/izvršni članoviSenzori

Senzori, računala, aktuatori

44

Senzori pretvaraju fizikalne veličine iz jednog oblika u drugi.

U području motora i vozila najčešće se pretvaraju mehaničke pojave kao što su sila, tlak, položaj, brzina vrtnje itd. u električne signale tj. električni napon.

senzor = osjetnik = davač


55

Senzori se mogu podijeliti prema načinu rada:- promjena otpora,- inducirani napon,- promjena kapaciteta,- ...

Prema namjeni senzori mogu biti za:- položaj,- brzinu vrtnje i brzinu gibanja,- ubrzanje i vibracije,- sile i momente,- tlak,- temperature, - protok,- plinove i njihove koncentracije,- ... 66

Oklopljeni kabel – zaštita od elektromagnetskih smetnji

Žice mogu biti i uvijene

Naponi senzora su u pravilu malih iznosa i osjetljivi na vanjske utjecaje.

Zaštita od elektromagnetskih smetnji najčešće se izvodi tzv. oklopljenim kablom. (eng. Shielded wire, njem. Geschirmte leitung)

77

S promjenom temperature električnim vodičima mijenja se i otpor.

Kod temperaturno promjenljivih otpornika treba razlikovati dvijevrste tzv. PTC otpornike (engl. Positive Tempereture Coefficient) i NTC otpornike (engl. Negative Temperature Coefficient).

NTC i PTC otpornici

Regulator struje za vanjska ogledala.Redukcija struje za grijanje sjedala.

Osjetnik vanjske temperature.Osjetnik temperature rashladne tekućine motora.

hladan – malen otporvruć – velik otpor

hladan – veliki otporvruć – mali otpor

PTC otpornici – trošila, grijačiNTC otpornici – senzori

88

Karakteristika NTC senzora


99

Karakteristika NTC senzora

1010

Senzori temperature – NTC otpornik izrađen od tankog sloja nikla.Nikal je naparen u obliku filma na keramičku jezgru koja služi kao nosivi dio senzora. Obično su i priključni kontakti izvedeni istom tehnologijom tj. naparivanjem.

Senzor temperature motora = senzor temperature rashladne tekućine

1 - NTC otpornik, 2 - kućište 3 - priključni kontakti

Senzori temperature

1111

V

ECU

+5 V

• ECU mjeri pad napona na senzoru.

• Pad napona na senzoru se mijenja zbog promijene otpora senzora.

Senzor temperature

1212

1 – klizna staza, 2 - klizač

Potenciometar – promjenjivi otpornik


1313

Mjerača količine zraka (njem. Luftmengenmesser) kod elektronički reguliranih sustava s ubrizgavanjem benzina (starije izvedbe).


1414

ECU

+5 V

smeđa crnaplava

Potenciometar

1515


Potenciometar za određivanje položaja zaklopke

Vide se 4 kontakta. U kućištu su dva potenciometra1 kontakt - zajednička masa1 kontakt - zajedničko napajanje2 kontakata - signal

ZL1

1616


Određivanje položaja pedale gasa pomoću potenciometra –”E gas”.

Slide 15

ZL1 Vide se 4 kontakta.U kućištu potenciometra su dva potenciometra1 kontakt - zajednička masa1 kontakt - zajedničko napajanje2 kontakata - signal

Kod drugih sistema npr. Opel Multec glavni ulazni signal o opterećenju motora za ECU je podtalak u usisnoj cijevi (MAP senzor). Zbog toga su takvi sistemi manje osjetljivi na oštećenja potenciometra.KMV; 21.12.2003.


1717

Osjetnik položaja pedale gasa G79

Kick-downsklopka F8 Prekidač praznog

hoda F60

Potenciometar pedale gasa (s prekidačem)

1818


Starija izvedba –samo potenciometar pedale gasa

Novija izvedba – čitav sklop pedale gasa

1919


Pokazivač razine goriva u spremniku

Dodati sliku

Zasad HIDE

2020

Opis pogreške (TIS 2000 / Tech 2)

• Pogreška: Napon visok (njem. Spannung hoch)

• Opis: Kabl u prekidu

• Razlog: Izmjeren pad napona (preostali napon) u povratnom vodu je visok. Npr. ako je u povratnom vodu izmjereni pad napona od 5 V to je moguće samo kad bi senzor bio beskonačno velikog otpora ili u prekidu (nema pada napona na senzoru).

• Pogreška: Napon nizak (njem. Spannung niedrig)

• Opis: Kabl spojen na masu.

• Razlog: U povratnom vodu se očekuje određeni iznos napona, ali ga nema (zbog spoja na masu sav se napon “potroši” na senzoru).

ECU mjeri pad napona na senzoru na osnovu preostalog napona u povratnom vodu.


2121

Ispitivanje potenciometra

Mjerenje pada napona.

2222

Ispitivanje potenciometra

2323

Induktivni davač

Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.

2424

Induktivni davač

Za funkcioniranje mora postojati promjena magnetskog polja.Okretanjem zupčanika dolazi do promjene u magnetskom polju induktivnog davača.

Silnice magnetskog polja oko induktivnog davača


2525

Pri malim brzinama vrtnje slab signal => ne radi.

Induktivni davač

2626

Dva induktivna davača u paru, jedan kao davač brzine vrtnje a drugi kao davač položaja klipa

1 - kućište (blok) motora2 -sklop davač brzine vrtnje3 - permanentni magnet4 - jezgra od mekog željeza5 - namot6 - kućište davača7 - zamašnjak s ozubljenjem po obodu8 - davač ishodišnog (početnog) položaja9 - oznaka početne točke

Induktivni davač

2727

Induktivni davač

1 Upravljački uređaj MOTRONIC K912 Induktivni impulsni davač P353 Inkrementalna ploča (specijalni zupčanik)

Signal induktivnog davač P35

2828

Induktivni davač

Induktivni davač G28 – senzor brzine vrtnje

Zadaća:• potvrda rada motora,• brzina vrtnje motora,• kutna ubrzanja uslijed izgaranja

oznaka


2929

Induktivni davač koljenastog vratila(dva konektora signal, jedan oklop)

Induktivni davač

Induktivni davač brzine vrtnje kotača za ABS

3030

Induktivni davač - ispitivanje• daje izmjenični napon reda veličine od 0 do 20 V

• može ga se mjeriti mulitmetrom ili osciloskopom

3131

Induktivni davač - ispitivanje

• Provjera zavojnice - ohmmetrom

Induktivni davač ABS-a

otpor zavojnice reda veličine 1.5 kΩ

Induktivni davač koljenastog vratila

otpor zavojnice reda veličine 500 Ω(veća brzina vrtnje ⇒ brža promjena magnetskog polja ⇒ kraća žica ⇒ približno jednak inducirani napon)

3232

Uobičajeni izgled naponskog signala induktivnog davača

Induktivni davač


3333

Hall-ov davač

Hallov efektPločicom od poluvodiča (Hallov sloj) teče stalna struja Iv.Na obje njene slobodne strane spojene su elektrode s kojih se odvodi Hallov napon.Ukoliko se pločica izloži okomito na magnetsko polje u njenoj unutrašnjosti dolazi do gibanja nositelja naboja okomito na smjer struje. Zbog stvorene razlike naboja između elektroda između tj. kontaktnih ploha A1 i A2 nastaje napon čiji se iznos mjeri u milivoltima. Taj napon naziva se Hallovim naponom.Ukoliko se magnetsko polje prekine za vrijeme tog prekida na elektrodama Hallova elementa nema napona.

3434

Hall-ov davač

1. Kružni prsten s zastorima širine b2. Magnetski vodljiv dio od mekog željeza

3. Hall IC 4. Zračnost - razmak

Ug = napon davača

Počeo se koristiti uglavnom kod sustava paljenja, a kasnije i kao davač položaja.

3535

Induktivni i Hall-ovdavač u sustavu za paljenje

3636

Hall-ov davač položaja bregastog vratila

Hallov davač položaja bregastog vratila (Opel Corsa)


3737

Hall-ov davač

Hallov davač položaja bregastog vratila

3838

Hall-ov davač za ABS

Hallov davač za ABS – integriran u ležaju kotača

Hallov davač za ABS

3939

Hall-ov davač - ispitivanje

• Tri vodiča (napajanje, masa, signal)

• napajanje + 5 V (ponekad + 12 V)

• daje istosmjerni promjenljivi napon reda veličine od 0 do 10 V

• Napon Hallovoa davača se može mjeriti osciloskopom ili mulitmetrom

• Pri mjerenju multimetrom zbog tromosti instrumenta (pogotovo digitalnih) može doći do problema pri mjerenju. Da bi se to izbjeglo Hallov napon može se mjeriti kao izmjenični napon. U tom slučaju je izmjereni izmjenični napon netočan (nije niti srednja vrijednost) ali se barem zna da Hallov davač radi.

4040

Hall-ov davač - ispitivanje

Mjerenje signala Hallovog davača Uobičajeni izgled signala Hallovog davača


4141

Mjerač masenog protoka zraka

Simbol mjerača količine zraka

4242

Mjerenje protočne mase zraka vrućom žicom

Funkcija samočišćenjanakon isključivanja kontakta zagrijavanjem do usijanja.

4343

Mjerenje protočne mase zraka vrućim filmom

4444Mjerač masenog protoka zraka - njem. Luftmasemesser



4545


4646

Lambda sonda

Zadaća:• određivanje sastava smjese• mjerenje sadržaja preostalog kisika u ispuhu.

Simbol Lambda sonde

4747

• Dva tipa lambda sonde

Naponska – izrađena iz cirkonijeva dioksida

Otpornička – izrađena iz titanijeva dioksida

• Naponska - kad se nalazi u bogatoj smjesi kroz porozni materijal dolazi manje kisika i stvara se struja iona te daje napon malo manji od 1 V, a u siromašnoj smjesi daje napon oko 0.1 V

• Otpornička – napaja se naponom od 5 V, u bogatoj smjesi joj je otpor reda veličine kΩ, a u siromašnoj smjesi otpor joj raste do reda veličine MΩ.

• Bosch – uglavnom koristi naponske λ-sonde (Motornic)

• Siemens – uglavnom koristi otporničke λ-sonde (Simtec)(priključak dvije crne žice)

Lambda sonda

4848

Lambda sonda

Ispušna cijev

Ispušni plinovi

Lambda-sonda

Obloga od porozne keramike


4949

Lambda sonda

Nap

on n

a λ-

sond

i

faktor zraka, λ

zaštitno crijevo

zaštitni tuljac

nosač kontakta

priključni vodovi

utikač

dio s grijačem

zaštitna čahura

brtva

zaštitna dvostruka cijev

5050

Lambda sonda

Naponska karakteristika lambda sonde za radnu temperaturu od 600 °C

1. keramički dio lambda sonde,2. elektrode,3. kontakti,4. kontakti kućišta,5. ispušna cijev,6. zaštitni sloj izrađen od porozne keramike

5151

Lambda sonda

Položaj lambda sonde u dvostrukoj ispušnoj cijevi

1. kontaktni dio2. nosivi dio izrađen od keramike3. keramički dio lambda sonde 4. zaštitna cijev5. električni priključci

6. tanjurasta opruga7. zaštitna navlaka8. kućište (-)9. minus elektroda10. plus elektroda

5252

Simbol davača tlaka

Piezoelektrični davač tlaka


5353

Građa piezoelektričnog kristala:

Pri deformaciji kristala, pomiču se električni naboji i nastaje električni napon

Piezoelektrični osjetnici - piezoelektrični kristal

Pomicanje naboja

Naboji u ravnoteži

5454

Način rada davača tlaka u usisnoj cijevi:

Uslijed promjene tlaka dolazi do promijene oblika, a time zbog piezo efekta i do promijene električnog otpora.

nizak tlak visok tlak

Piezoelektrični osjetnici – piezoelektrični otpor

5555

Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom

Princip rada seznora tlaka s piezo otpornikom5656

Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi s piezo otpornikom

Senzor tlaka u usisnoj cijevi mjeri apsolutni tlak u njoj.Ugrađuje se što je moguće bliže usisnom ventilu.

Shematski prikaz senzora tlaka u usisnoj cijevi


5757

Osjetnik tlaka u usisnoj cijevi

Seznor tlaka u usisnoj cijevi mjeri apsolutni tlak u njoj.njem. Ladeluftdrucksensor, eng. MAP senzor

5858

Simbol osjetnikadetonacije

Piezoelektrični osjetnici - osjetnik detonacije

5959

Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru detonantnog izgaranja

Za vrijeme djelovanja pritiska na piezokristal u njemu dolazi do pomicanja nositelja naboja. To pomicanje naboja mjerljivo je u obliku električnog napona.Napon i njegov polaritet ovisi o intenzitetu i promjeni pritiska.

Tok tlaka u cilindru

Tok signala senzora

Tok tlaka u cilindru

Tok signala senzora

6060

Osjetnik tlaka s piezo kristalom u senzoru detonantnog izgaranja

15 Kućište senzora detonantnog izgaranja16 Piezo kristal

17 Kontakti18 Prigušni elementi


6161

Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila

Simbol ultrazvučnog senzora za nadzor unutrašnjeg prostora vozila

Namjena: nadzor unutrašnjeg prostora – alarmni uređaj

6262

Ultrazvučni senzor za nadzor unutrašnjeg prostora vozila

U prostoru koji se nadzire odašilju se ultrazvučni valovi.Odaslani valovi se primaju putem posebnog mikrofona.Primljeni signal se analizira u sklopu prijemnika a uočene promjene u obliku odaslanog signala ili prekidi ultrazvučnih valova uključuju alarm.

6363

Osjetnik tlaka u gumama

• Bežični prijenos signala (433.92 MHz – Europa; 315 MHz Japan/Australija)• Napajanje baterijom - Napon ispod 2.4 V daje poruku o pogrešci u sistemu

(DTC – Diagnostic Trouble Code)• Rezervni kotač? (sa ili bez senzora, ako ga nema daje DTC /FC)

6464

Osjetnik tlaka u gumama

• Uzima u obzir signal kočenja zbog preraspodjele opterećenja uslijed pomicanja karoserije.

• Upozorenje na razlici tlakova od 0.2 bara

• Alarm - signal pri padu tlaka većem od 0.5 bara


6565

Senzor sunčevog zračenja

Pin Namjena1 Senzor sunčeva zračenja, lijevo2 Senzor temperature u vozilu3 Senzor sunčeva zračenja, desno4 Masa

Dvostruki se koristi kod dvozonskih klima uređaja.

Izvedbe:- jednostruki- dvostruki

6666

Senzor kišeSenzor projicira infracrveno svjetlo na vjetrobransko staklo pod kutom od 45°.

• Ako je staklo suho, većina se svjetla reflektira u sklop senzora.

• Ako se na staklu nalaze kapljice vode, svjetlo se reflektira u različitim smjerovima. Što je staklo mokrije, manje će se svjetla reflektirati u sklop senzora.

Ispod određene razine reflektiranog svjetla uključuju se brisači.Brzina brisača se određuje u ovisnosti koliko se brzo nagomilavaju kapljice između svakog brisanja.

6767

• Senzor “mraka” za automatsko uključivanje svjetala

• Senzor kvalitete (sastava) zraka u vozilu

• Senzori položaja vozila– zakret oko uzdužne osi Roll senzor– zakret oko vertikalne osi Yaw senzor

• Senzori udaljenosti od objekta (prepreke) –ultrazvučni “Parkpilot”

Senzor kiše

6868

Namjena: Sprječavanje neujednačenog rada motora tzv. “cukanja” kod promjene brzine

oznaka

Prekidač pedale spojke F36


6969

oznaka

Namjena:• uključivanje svjetla kočnice;• uključivanje “stanja” smanjena snaga motora -

onemogućavanje davanje gasa kod kočenja

Prekidač pedale kočnice (F47)

7070

Pri udaru se oslobađa kugla iz udubine te zatvara električni kontakt

Normalno stanje Pri sudaru

Osjetnik sudara

7171

Vremenski termoprekidač

1 - električni priključci - kontakti2 - kućište3 - bimetal4 - namot za zagrijavanje5 - prekidački kontakt

7272

Reed kontakt(Reed-ov relej, relej s jezičastim kontaktima)

Koristi se kod raznih brojača, za uključivanje svjetla u prtljažnom prostoru, …


7373

Princip rada Reed-ova kontakta/prekidača

Kada se magnetni prsten pomakne, zatvara se električni kontakt.

Reed-ov kontakt

7474

Tijelo davača s Reed-ovim kontaktom

Plovak s magnetom

Simbol davača razine kočne tekućine

Davač razine kočne tekućine

7575

Pitanja?

Documents

Senzori u Motornim Vozilima