¿Cuál es la función del sensor del cigüeñal del vehículo?
El sensor del cigüeñal (también conocido como sensor de velocidad del motor) es el sensor principal del sistema de control electrónico del motor. Se utiliza principalmente para detectar la posición del cigüeñal, la señal del punto muerto superior del pistón y la velocidad del motor, y transmite señales a la ECU para controlar el encendido y la sincronización de la inyección de combustible. Este sensor suele instalarse en la parte delantera del cigüeñal, la parte delantera del árbol de levas, el volante o el distribuidor. Debe funcionar en coordinación con el sensor de posición del árbol de levas.
Según su principio de funcionamiento, se puede clasificar en tres tipos: tipo de pulso magnético, tipo Hall y tipo fotoeléctrico: El tipo de pulso magnético genera una señal de onda sinusoidal al activar un cambio de campo magnético a través de un disco de señal. El tipo Hall emite una señal de onda cuadrada mediante un gatillo. El tipo fotoeléctrico genera un voltaje de pulso mediante una transmisión por orificio de luz. El tipo Hall requiere una fuente de alimentación externa de 5 V y es susceptible a la degradación de la precisión de la señal debido a la contaminación del aceite. Las fallas típicas incluyen interferencias de señal causadas por cableado envejecido y dificultad de arranque debido a un sensor sucio. Situaciones anormales pueden activar la luz de falla del motor y causar potencia insuficiente o imposibilidad de arranque. La ruta de la tecnología moderna muestra una tendencia de evolución de señales analógicas a detección digital.
El principio de detección del sensor de posición del cigüeñal de tipo pulso magnético
Sensor de posición del cigüeñal de tipo pulso magnético de la empresa Nissan
Este sensor de posición del cigüeñal se instala detrás de la polea, en el extremo delantero del cigüeñal. En el extremo trasero de la polea, hay un disco circular delgado con dientes finos (utilizado para generar señales, llamado disco de señal), que se instala junto con la polea del cigüeñal en el cigüeñal y gira con este. En el borde exterior del disco de señal, hay un diente cada 4° a lo largo de la circunferencia. Hay un total de 90 dientes y 3 protuberancias están dispuestas cada 120°, en total 3. La caja del sensor instalada en el borde del disco de señal es un generador de señales que produce una señal eléctrica. El generador de señales tiene 3 cabezales magnéticos enrollados alrededor del imán permanente en la bobina de inducción, donde el cabezal magnético 2 genera una señal de 120°, y los cabezales magnéticos 1 y 3 generan conjuntamente una señal de ángulo del cigüeñal de 1°. El cabezal magnético ② está orientado hacia la protuberancia de 120° del disco de señal, mientras que los cabezales magnéticos ① y ③ están orientados hacia la corona dentada del disco de señal, con una diferencia de fase en la instalación del ángulo del cigüeñal. El generador de señal cuenta con circuitos de amplificación y modelado de señal, y un conector externo de cuatro orificios: el orificio "1" corresponde a la línea de salida de señal de 120°, el orificio "2" a la línea de alimentación del circuito de amplificación y modelado de señal, el orificio "3" a la línea de salida de señal de 1° y el orificio "4" a la línea de tierra. A través de este conector, la señal generada por el sensor de posición del cigüeñal se transmite a la ECU.
Cuando el motor gira, los dientes y las protuberancias del disco de señal modifican el campo magnético que atraviesa la bobina de inducción, generando así una fuerza electromotriz alterna en ella. Tras el filtrado y la conformación, se convierte en una señal de pulso. Tras una rotación del motor, el cabezal magnético ② genera tres señales de pulso de 120°, y los cabezales magnéticos ① y ③ generan 90 señales de pulso cada uno (alternativamente). Dado que los cabezales magnéticos ① y ③ están instalados con un intervalo de 3° respecto al ángulo del cigüeñal y generan una señal de pulso cada 4°, la diferencia de fase entre las señales de pulso generadas por los cabezales magnéticos ① y ③ es exactamente de 90°. Estas dos señales de pulso se envían al circuito de amplificación y conformación de señales para su síntesis, generando así una señal con un ángulo del cigüeñal de 1°.
El cabezal magnético 2 que genera la señal de 120° se instala a 70° antes del punto muerto superior, por lo que su señal también se puede llamar señal de 70° antes del punto muerto superior, es decir, durante el funcionamiento del motor, el cabezal magnético 2 genera una señal de pulso en el punto muerto superior de cada cilindro.
Sensor de posición del cigüeñal de tipo pulso magnético de la empresa Toyota
El sistema TCCS de Toyota instala el sensor de posición del cigüeñal de pulso magnético en el distribuidor. El sensor se divide en dos partes: la superior genera la señal G y la inferior, la señal Ne. Ambas utilizan un rotor dentado que provoca un cambio de flujo magnético en la bobina de inducción del generador de señales. Esto genera una fuerza electromotriz inducida alterna en la bobina de inducción, que se amplifica y se envía a la ECU.
La señal Ne detecta el ángulo del cigüeñal y la velocidad del motor, equivalente a la señal de 1° del sensor de posición del cigüeñal de pulso magnético de Nissan. Esta señal es generada por un rotor (rotor de sincronización N0.2) fijado en la parte inferior con 24 dientes uniformemente espaciados y una bobina sensora adyacente.
Cuando el rotor gira, el entrehierro entre los dientes y la brida (cabezal magnético) de la bobina sensora cambia, lo que provoca un cambio en el campo magnético que la atraviesa y genera una fuerza electromotriz inducida. Al acercarse y alejarse los dientes del cabezal magnético, se produce un cambio en el aumento y la disminución del flujo magnético, de modo que cada diente genera una señal de tensión CA completa en la bobina sensora al pasar por él. El rotor de sincronización N0.2 tiene 24 dientes, por lo que cuando el rotor gira una vuelta completa (es decir, el cigüeñal gira 720°), la bobina sensora genera 24 señales de tensión CA. Un pulso de la señal Ne en un ciclo equivale a 30° de rotación del cigüeñal (720° ÷ 24 = 30°). Se consigue una detección de ángulo más precisa dividiendo el tiempo de rotación de 30° realizado por la ECU en 30 partes iguales, generando así una señal de rotación del cigüeñal de 1°. De forma similar, la ECU mide la velocidad del motor basándose en el tiempo transcurrido entre dos pulsos de la señal Ne (rotación del cigüeñal de 60°). La señal G se utiliza para identificar cilindros y detectar el punto muerto superior del pistón, equivalente a la señal de 120° del sensor de posición del cigüeñal de pulso magnético de Nissan. La señal G es generada por un rotor de brida (rotor de sincronización n.° 1) situado encima del generador Ne y sus dos bobinas sensoras simétricas (bobina sensora G1 y bobina sensora G2). El principio de generación de la señal es el mismo que el de la señal Ne. La señal G también se utiliza como señal de referencia para calcular el ángulo del cigüeñal.
Las señales G1 y G2 detectan respectivamente el punto muerto superior del sexto y el primer cilindro. Debido a la posición del generador de señales G1 y G2, al generarse, el pistón no se encuentra exactamente en el punto muerto superior (APMS), sino 10° por delante del mismo.
Detección del pulso magnético del sensor de posición del cigüeñal
Tomemos como ejemplo el sensor de posición del cigüeñal de pulso magnético utilizado en el sistema de control electrónico del motor 2JZ-GE del sedán Crown 3.0 para ilustrar su método de detección.
Comprobación de la resistencia del sensor de posición del cigüeñal
Apague el interruptor de encendido, retire el conector del sensor de posición del cigüeñal y mida la resistencia entre sus terminales con un multímetro (Tabla 1). Si la resistencia no se encuentra dentro del rango especificado, deberá reemplazar el sensor de posición del cigüeñal.
¡Si quieres saber más, sigue leyendo los demás artículos de este sitio!
Llámenos si necesita dichos productos.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. se ha comprometido a vender MG&MAXUSSe aceptan autopartes comprar.
