قابس تسخين أصلي من ماركة SAIC MAXUS V80 - National five 0281002667

مستشعر موضع عمود الكامات هو جهاز استشعار، ويسمى أيضًا مستشعر الإشارة المتزامنة، وهو جهاز تحديد موضع تمييز الأسطوانات، وإشارة موضع عمود الكامات المدخلة إلى وحدة التحكم الإلكترونية هي إشارة التحكم في الإشعال.

1. وظيفة ونوع مستشعر موضع عمود الكامات (CPS): تتمثل وظيفته في جمع إشارة زاوية حركة عمود الكامات، وإدخالها إلى وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) لتحديد وقت الإشعال ووقت حقن الوقود. يُعرف مستشعر موضع عمود الكامات (CPS) أيضًا باسم مستشعر تحديد الأسطوانة (CIS)، وذلك للتمييز بينه وبين مستشعر موضع عمود المرفق (CPS). يُرمز عادةً بمستشعر موضع عمود الكامات بالرمز CIS. تتمثل وظيفة مستشعر موضع عمود الكامات في جمع إشارة موضع عمود الكامات المسؤول عن توزيع الغاز وإدخالها إلى وحدة التحكم الإلكترونية (ECU)، لكي تتمكن وحدة التحكم الإلكترونية من تحديد النقطة الميتة العليا للضغط في الأسطوانة رقم 1، ومن ثم تنفيذ التحكم المتسلسل في حقن الوقود، والتحكم في وقت الإشعال، والتحكم في إيقاف الإشعال. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم إشارة موضع عمود الكامات أيضًا لتحديد لحظة الإشعال الأولى أثناء بدء تشغيل المحرك. نظرًا لقدرة مستشعر موضع عمود الكامات على تحديد مكبس الأسطوانة الذي على وشك الوصول إلى النقطة الميتة العليا، يُطلق عليه اسم مستشعر التعرف على الأسطوانات. وقد تم تحسين الخصائص الهيكلية لمستشعر موضع عمود المرفق وعمود الكامات الكهروضوئي الذي تنتجه شركة نيسان، وذلك بشكل أساسي من خلال قرص الإشارة (دوار الإشارة)، ومولد الإشارة، وأجهزة التوزيع، وغلاف المستشعر، وقابس حزمة الأسلاك. قرص الإشارة هو دوار الإشارة الخاص بالمستشعر، والذي يتم ضغطه على عمود المستشعر. يوجد بالقرب من حافة قرص الإشارة حلقتان من الثقوب الضوئية بفاصل منتظم بين الثقوب داخل وخارج الدائرة. تحتوي الحلقة الخارجية على 360 ثقبًا شفافًا (فجوات)، بفاصل 1 راديان (0.5 للثقب الشفاف، و0.5 للثقب المظلل)، وتُستخدم لتوليد إشارة دوران عمود المرفق وسرعته. أما الحلقة الداخلية فتحتوي على 6 ثقوب شفافة (مستطيلة الشكل على شكل حرف L)، بفاصل 60 راديان. يُستخدم لتوليد إشارة النقطة الميتة العليا (TDC) لكل أسطوانة، حيث يوجد مستطيل ذو حافة عريضة أطول قليلاً لتوليد إشارة TDC للأسطوانة رقم 1. يتم تثبيت مولد الإشارة على غلاف المستشعر، ويتكون من مولد إشارة Ne (إشارة السرعة والزاوية)، ومولد إشارة G (إشارة النقطة الميتة العليا)، ودائرة معالجة الإشارة. يتكون كل من مولد إشارة Ne ومولد إشارة G من ثنائي باعث للضوء (LED) وترانزستور حساس للضوء (أو ثنائي ضوئي)، حيث يواجه كل من الثنائيين الباعثين للضوء الترانزستورين الضوئيين مباشرةً. مبدأ عمل قرص الإشارة: يتم تركيب قرص الإشارة بين الثنائي الباعث للضوء (LED) والترانزستور الضوئي. عندما تدور فتحة نفاذية الضوء الموجودة على قرص الإشارة بين الثنائي الباعث للضوء والترانزستور الضوئي، فإن الضوء المنبعث من الثنائي الباعث للضوء سيضيء الترانزستور الضوئي، وفي هذه الحالة يكون الترانزستور الضوئي قيد التشغيل، ويكون خرج جامعه منخفض المستوى (0.1 ~ 0.3 فولت). عندما يدور الجزء المظلل من قرص الإشارة بين الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) والترانزستور الضوئي، لا يستطيع الضوء المنبعث من الصمام الثنائي الباعث للضوء إضاءة الترانزستور الضوئي، وفي هذه الحالة ينقطع الترانزستور الضوئي، ويكون خرج جامعه عاليًا (4.8 ~ 5.2 فولت). إذا استمر قرص الإشارة في الدوران، فإن فتحة النفاذية والجزء المظلل سيُبدّلان وضع الصمام الثنائي الباعث للضوء بين النفاذية والتظليل، وسيُخرج جامع الترانزستور الضوئي مستويات عالية ومنخفضة بالتناوب. عندما يدور محور المستشعر مع عمود المرفق وعمود الكامات، تدور فتحة إشارة الضوء على اللوحة والجزء المظلل بين الصمام الثنائي الباعث للضوء والترانزستور الضوئي، وستُضيء لوحة إشارة ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء، التي تتميز بتأثير النفاذية والتظليل، مولد الإشارة في الترانزستور الضوئي بالتناوب، مما يُنتج إشارة المستشعر ويُحدد موضع عمود المرفق وعمود الكامات وفقًا لإشارة النبض. بما أن عمود المرفق يدور مرتين، فإن محور المستشعر يُرسل إشارة مرة واحدة، وبالتالي سيُولد مستشعر الإشارة G ست نبضات. سيولد مستشعر الإشارة 360 نبضة. نظرًا لأن الفاصل الرادياني لفتحة نقل الضوء لإشارة G هو 60، و120 لكل دورة لعمود المرفق، فإنه ينتج إشارة نبضية، لذلك تُسمى إشارة G عادةً بإشارة 120. يضمن تصميم التركيب إشارة 120 قبل النقطة الميتة العليا. (BTDC70.، والإشارة الناتجة عن الفتحة الشفافة ذات العرض المستطيل الأطول قليلاً تتوافق مع 70 درجة قبل النقطة الميتة العليا لأسطوانة المحرك رقم 1. بحيث يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية (ECU) التحكم في زاوية تقدم الحقن وزاوية تقدم الإشعال. نظرًا لأن نفاذية إشارة Ne تساوي 1 راديان (الفتحة الشفافة تمثل 0.5، والفتحة المظللة تمثل 0.5)، ففي كل دورة نبضة، يمثل المستوى العالي والمستوى المنخفض 1 على التوالي. تشير إشارات 360 إلى دوران عمود المرفق 720 درجة. كل دورة لعمود المرفق تساوي 120 درجة. يولد مستشعر إشارة G إشارة واحدة، بينما يولد مستشعر إشارة Ne 60 إشارة. يمكن تقسيم مستشعر موضع الحث المغناطيسي إلى نوع هول ونوع مغناطيسي كهربائي. يستخدم النوع الأول تأثير هول لتوليد إشارة موضع ذات سعة ثابتة، كما هو موضح في الشكل 1. يستخدم النوع الثاني مبدأ الحث المغناطيسي لتوليد إشارات موضع تتغير سعتها مع التردد. يتغير مقدار التيار مع السرعة من بضع مئات من الميليفولتات إلى مئات الفولتات، ويتفاوت سعته بشكل كبير. فيما يلي شرح مفصل لمبدأ عمل المستشعر: يمر خط القوة المغناطيسية عبر مسار محدد، وهو: الفجوة الهوائية بين القطب الشمالي للمغناطيس الدائم والدوار، والسن البارز للدوار، والفجوة الهوائية بين السن البارز للدوار ورأس المغناطيس الثابت، ورأس المغناطيس، ولوحة التوجيه المغناطيسية، والقطب الجنوبي للمغناطيس الدائم. عند دوران دوار الإشارة، تتغير الفجوة الهوائية في الدائرة المغناطيسية بشكل دوري، وتتغير المقاومة المغناطيسية للدائرة المغناطيسية والتدفق المغناطيسي عبر رأس ملف الإشارة بشكل دوري أيضًا. وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، تتولد قوة دافعة كهربائية متناوبة في ملف الاستشعار. عند دوران دوار الإشارة في اتجاه عقارب الساعة، تقل الفجوة الهوائية بين الأسنان المحدبة للدوار ورأس المغناطيس، وتقل ممانعة الدائرة المغناطيسية، ويزداد التدفق المغناطيسي φ، ويزداد معدل تغير التدفق (dφ/dt>0)، وبالتالي تزداد القوة الدافعة الكهربائية المستحثة. تكون القوة الدافعة الكهربائية E موجبة (E>0). عندما تقترب الأسنان المحدبة للدوار من حافة الرأس المغناطيسي، يزداد التدفق المغناطيسي φ بشكل حاد، ويكون معدل تغير التدفق هو الأكبر [Dφ/dt=(dφ/dt) Max]، وتكون القوة الدافعة الكهربائية المستحثة E هي الأعلى (E=Emax). بعد دوران الدوار حول النقطة B، على الرغم من استمرار ازدياد التدفق المغناطيسي φ، إلا أن معدل تغيره يتناقص، وبالتالي تتناقص القوة الدافعة الكهربائية المستحثة E. عندما يدور الدوار إلى خط المنتصف بين السن المحدب والرأس المغناطيسي، على الرغم من أن الفجوة الهوائية بين السن المحدب للدوار والرأس المغناطيسي تكون في أصغر حالاتها، فإن المقاومة المغناطيسية للدائرة المغناطيسية تكون في أصغر حالاتها، ويكون التدفق المغناطيسي φ هو الأكبر، ولكن نظرًا لعدم إمكانية استمرار ازدياد التدفق المغناطيسي، فإن معدل تغيره يساوي صفرًا، وبالتالي فإن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة E تساوي صفرًا. عندما يستمر الدوار في الدوران عندما يدور السن المحدب في اتجاه عقارب الساعة ويبتعد عن الرأس المغناطيسي، تزداد الفجوة الهوائية بينهما، مما يزيد من ممانعة الدائرة المغناطيسية، ويقل التدفق المغناطيسي (dφ/dt < 0)، وبالتالي تكون القوة الدافعة الكهربائية المستحثة E سالبة. وعندما يقترب السن المحدب من حافة الابتعاد عن الرأس المغناطيسي، ينخفض ​​التدفق المغناطيسي φ بشكل حاد، ويصل معدل تغير التدفق إلى أقصى قيمة سالبة [Dφ/df = -(dφ/dt) Max]، وتصل القوة الدافعة الكهربائية المستحثة E أيضًا إلى أقصى قيمة سالبة (E = -emax). يتضح من ذلك أنه في كل مرة يدور فيها دوار الإشارة سنًا محدبًا، ينتج ملف المستشعر قوة دافعة كهربائية متناوبة دورية، أي أن القوة الدافعة الكهربائية تظهر قيمة عظمى وقيمة صغرى، ويخرج ملف المستشعر إشارة جهد متناوبة مقابلة. تتمثل الميزة البارزة لمستشعر الحث المغناطيسي في أنه لا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي، حيث يقوم المغناطيس الدائم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. لن تُفقد الطاقة المغناطيسية. عند تغير سرعة المحرك، تتغير سرعة دوران الأسنان المحدبة للدوار، ويتغير معدل تغير التدفق المغناطيسي في القلب أيضًا. كلما زادت السرعة، زاد معدل تغير التدفق، وزادت القوة الدافعة الكهربائية الحثية في ملف المستشعر. نظرًا لأن الفجوة الهوائية بين الأسنان المحدبة للدوار والرأس المغناطيسي تؤثر بشكل مباشر على المقاومة المغناطيسية للدائرة المغناطيسية وجهد خرج ملف المستشعر، فلا يمكن تغيير هذه الفجوة أثناء الاستخدام. في حال تغيرها، يجب ضبطها وفقًا للمواصفات. عادةً ما تُصمم الفجوة الهوائية ضمن نطاق 0.2 إلى 0.4 مم. 2) مستشعر موضع عمود المرفق الحثي المغناطيسي لسيارات جيتا وسانتانا: 1) خصائص بنية مستشعر موضع عمود المرفق: يُركب مستشعر موضع عمود المرفق الحثي المغناطيسي في سيارات جيتا AT وGTX وسانتانا 2000GSi على كتلة الأسطوانات بالقرب من القابض في علبة المرافق، ويتكون بشكل أساسي من مولد إشارة ووحدة إشارة. الدوار. يُثبّت مولد الإشارة على كتلة المحرك ويتكون من مغناطيسات دائمة وملفات استشعار ومقابس أسلاك. يُسمى ملف الاستشعار أيضًا بملف الإشارة، ويُلحق به رأس مغناطيسي. يقع الرأس المغناطيسي مقابل دوار الإشارة ذي القرص المسنن المثبت على عمود المرفق، ويتصل بالنير المغناطيسي (لوحة التوجيه المغناطيسية) لتشكيل حلقة توجيه مغناطيسية. دوار الإشارة من نوع القرص المسنن، ويحتوي على 58 سنًا محدبًا، و57 سنًا ثانويًا، وسن رئيسي واحد موزعة بالتساوي على محيطه. السن الرئيسي لا يُخرج إشارة مرجعية، تتوافق مع نقطة المركز الميت العليا لضغط الأسطوانة 1 أو الأسطوانة 4 قبل زاوية معينة. زوايا الأسنان الرئيسية تعادل زوايا سنين محدبين وثلاثة أسنان ثانوية. ولأن دوار الإشارة يدور مع عمود المرفق، الذي يدور دورة كاملة (360 درجة)، فإن دوار الإشارة يدور أيضًا دورة كاملة (360 درجة). وبالتالي، فإن زاوية دوران عمود المرفق التي تشغلها الأسنان المحدبة وعيوب الأسنان على محيط دوار الإشارة هي 360 درجة. وزاوية دوران عمود المرفق لكل سن محدب وسن صغير هي 3 درجات (58 × 3 + 57 × 3 = 345 درجة). وزاوية دوران عمود المرفق التي تشغلها عيوب الأسنان الكبيرة هي 15 درجة (2 × 3 + 3 × 3 = 15 درجة). 2) حالة عمل مستشعر موضع عمود المرفق: عندما يدور عمود المرفق مع مستشعر موضع عمود المرفق، وفقًا لمبدأ عمل مستشعر الحث المغناطيسي، فإن إشارة الدوار لكل سن محدب تدور، ستولد ملف الاستشعار قوة دافعة كهربائية متناوبة دورية (قوة دافعة كهربائية في حد أقصى وحد أدنى)، ويخرج الملف إشارة جهد متناوب وفقًا لذلك. نظرًا لأن دوّار الإشارة مزود بسن كبير لتوليد إشارة مرجعية، فعندما يدور هذا السن الكبير رأس المغناطيس، يستغرق جهد الإشارة وقتًا طويلاً، أي أن إشارة الخرج عبارة عن نبضة عريضة، تتوافق مع زاوية معينة قبل نقطة المركز الميت العليا (TDC) لضغط الأسطوانة 1 أو 4. عندما تستقبل وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) إشارة نبضة عريضة، فإنها تعرف أن نقطة المركز الميت العليا (TDC) للأسطوانة 1 أو 4 قد اقتربت. أما بالنسبة لنقطة المركز الميت العليا القادمة للأسطوانة 1 أو 4، فيجب تحديدها بناءً على إشارة الإدخال من مستشعر موضع عمود الكامات. ولأن دوّار الإشارة يحتوي على 58 سنًا محدبًا، فإن ملف المستشعر سيولد 58 إشارة جهد متناوب لكل دورة لدوّار الإشارة (دورة واحدة لعمود مرفق المحرك). في كل مرة يدور فيها دوّار الإشارة على طول عمود مرفق المحرك، يُرسل ملف المستشعر 58 نبضة إلى وحدة التحكم الإلكترونية (ECU). وبالتالي، لكل 58 إشارة يستقبلها مستشعر موضع عمود المرفق، تعرف وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) أن عمود المرفق قد دار دورة واحدة. فإذا استقبلت وحدة التحكم الإلكترونية 116000 إشارة من مستشعر موضع عمود المرفق خلال دقيقة واحدة، فإنها تستطيع حساب سرعة دوران عمود المرفق (n) لتكون 2000 دورة/دقيقة (n = 116000 / 58 = 2000). أما إذا استقبلت 290000 إشارة في الدقيقة، فإنها تحسب سرعة دوران عمود المرفق لتكون 5000 دورة/دقيقة (n = 29000 / 58 = 5000). وبهذه الطريقة، تستطيع وحدة التحكم الإلكترونية حساب سرعة دوران عمود المرفق بناءً على عدد إشارات النبضات المستلمة في الدقيقة من مستشعر موضع عمود المرفق. تُعدّ إشارة سرعة المحرك وإشارة الحمل من أهم إشارات التحكم الأساسية في نظام التحكم الإلكتروني. يستطيع كمبيوتر السيارة (ECU) حساب ثلاثة معايير تحكم أساسية بناءً على هاتين الإشارتين: زاوية تقدم حقن الوقود الأساسية (الزمن)، وزاوية تقدم الإشعال الأساسية (الزمن)، وزاوية توصيل الإشعال (زمن تشغيل التيار الابتدائي لملف الإشعال). في سيارات جيتا AT وGTx وسانتانا 2000GSi، تُستخدم إشارة دوار مستشعر موضع عمود المرفق من نوع الحث المغناطيسي كإشارة مرجعية، ويعتمد تحكم كمبيوتر السيارة في زمن حقن الوقود وزمن الإشعال على هذه الإشارة. عندما يستقبل كمبيوتر السيارة الإشارة الناتجة عن عطل في السن الكبير، فإنه يتحكم في زمن الإشعال وزمن حقن الوقود وزمن تبديل التيار الابتدائي لملف الإشعال (أي زاوية التوصيل) وفقًا لإشارة عطل السن الصغير. 3) يستخدم نظام التحكم المحوسب من تويوتا (TCCS) مستشعر موضع عمود المرفق وعمود الكامات من نوع الحث المغناطيسي، وهو مُعدّل من الموزع، ويتكون من جزأين علوي وسفلي. ينقسم الجزء العلوي إلى مولد إشارة مرجعية لموضع عمود المرفق (أي تحديد الأسطوانة وإشارة النقطة الميتة العليا، والمعروفة بإشارة G)؛ وينقسم الجزء السفلي إلى مولد إشارة سرعة عمود المرفق وإشارة الزاوية (وتسمى إشارة Ne). 1) خصائص بنية مولد إشارة Ne: يُركّب مولد إشارة Ne أسفل مولد إشارة G، ويتكون بشكل أساسي من دوار الإشارة رقم 2، وملف مستشعر Ne، ورأس مغناطيسي. يُثبّت دوار الإشارة على عمود المستشعر، ويُدار عمود المستشعر بواسطة عمود كامة توزيع الغاز، ويُجهّز الطرف العلوي للعمود برأس مغناطيسي، ويحتوي الدوار على 24 سنًا محدبًا. يتم تثبيت ملف الاستشعار والرأس المغناطيسي داخل غلاف المستشعر، كما يتم تثبيت الرأس المغناطيسي داخل ملف الاستشعار. 2) مبدأ توليد إشارة السرعة والزاوية وعملية التحكم: عند دوران عمود مرفق المحرك، تُصدر إشارات من مستشعر عمود الكامات، مما يؤدي إلى دوران الدوار. تتغير أسنان الدوار البارزة والمسافة الهوائية بين الرأس المغناطيسي والملف بالتناوب، ويتغير التدفق المغناطيسي في ملف الاستشعار بالتناوب أيضًا. يوضح مبدأ عمل مستشعر الحث المغناطيسي أن ملف الاستشعار يُنتج قوة دافعة كهربائية حثية متناوبة. نظرًا لأن دوار الإشارة يحتوي على 24 سنًا محدبًا، فإن ملف الاستشعار يُنتج 24 إشارة متناوبة عند دوران الدوار دورة كاملة. كل دورة لعمود المستشعر تعادل 360 درجة. هذا يعادل دورتين لعمود مرفق المحرك (720 درجة). لذا، فإن الإشارة المتناوبة (أي دورة الإشارة) تعادل دورة كاملة لعمود المرفق (720 × 24 = 30). ، وهو ما يعادل دوران رأس الإشعال بمقدار 15. (30. الحاضر 2 = 15). عندما تستقبل وحدة التحكم الإلكترونية 24 إشارة من مولد إشارات Ne، يمكن معرفة أن عمود المرفق يدور مرتين ورأس الإشعال يدور مرة واحدة. يستطيع البرنامج الداخلي لوحدة التحكم الإلكترونية حساب وتحديد سرعة عمود المرفق وسرعة رأس الإشعال في المحرك بناءً على زمن كل دورة إشارة Ne. لتحقيق تحكم دقيق في زاوية تقدم الإشعال وزاوية تقدم حقن الوقود، تُقسّم زاوية عمود المرفق لكل دورة إشارة (30 درجة). تكون الزوايا أصغر. من السهل جدًا إنجاز هذه المهمة باستخدام الحاسوب الصغير، حيث يقوم مقسم التردد بتقسيم كل إشارة Ne (زاوية عمود المرفق 30 درجة) بالتساوي إلى 30 إشارة نبضية، كل إشارة نبضية تعادل زاوية عمود المرفق 1. (30 درجة = 1). إذا قُسّمت كل إشارة Ne بالتساوي إلى 60 إشارة نبضية، فإن كل إشارة نبضية تُقابل زاوية عمود المرفق 0.5. (30 درجة ÷ 60 درجة = 0.5). يتم تحديد الإعداد المحدد بناءً على متطلبات دقة الزاوية وتصميم البرنامج. 3) خصائص بنية مولد إشارة G: يُستخدم مولد إشارة G للكشف عن موضع النقطة الميتة العليا للمكبس (TDC) وتحديد الأسطوانة التي على وشك الوصول إلى موضع TDC وإشارات مرجعية أخرى. لذلك يُسمى مولد إشارة G أيضًا بتعرف الأسطوانة ومولد إشارة النقطة الميتة العليا أو مولد الإشارة المرجعية. يتكون مولد إشارة G من الإشارة رقم 1 الدوار، وملفات الاستشعار G1 وG2، والرأس المغناطيسي، إلخ. يحتوي دوار الإشارة على حافتين ويُثبّت على عمود المستشعر. يفصل بين ملفي الاستشعار G1 وG2 زاوية 180 درجة. عند التركيب، يُنتج الملف G1 إشارة تُشير إلى النقطة الميتة العليا لضغط الأسطوانة السادسة في المحرك (10). أما الإشارة المُولّدة بواسطة الملف G2 فتُشير إلى النقطة الميتة العليا قبل ضغط الأسطوانة الأولى في المحرك (10). 4) مبدأ عمل مولد إشارة تحديد الأسطوانة والنقطة الميتة العليا وعملية التحكم: مبدأ عمل مولد الإشارة G هو نفسه مبدأ عمل مولد الإشارة Ne. عندما يُدير عمود الكامات عمود المستشعر، تمر حافة دوار الإشارة G (دوار الإشارة رقم 1) عبر الرأس المغناطيسي لملف الاستشعار بالتناوب، وتتغير الفجوة الهوائية بين حافة الدوار والرأس المغناطيسي بالتناوب، مما يُؤدي إلى توليد إشارة قوة دافعة كهربائية متناوبة في ملفي الاستشعار G1 وG2. عندما يقترب جزء الحافة من دوار إشارة G من الرأس المغناطيسي لملف الاستشعار G1، تتولد إشارة نبضية موجبة في ملف الاستشعار G1، وتُسمى إشارة G1، وذلك لأن الفجوة الهوائية بين الحافة والرأس المغناطيسي تقل، مما يؤدي إلى زيادة التدفق المغناطيسي، ويكون معدل تغير التدفق المغناطيسي موجبًا. وعندما يقترب جزء الحافة من دوار إشارة G من ملف الاستشعار G2، تقل الفجوة الهوائية بين الحافة والرأس المغناطيسي، ويزداد التدفق المغناطيسي.