Датчики измерения оборотов двигателя

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

1. Постоянный магнит
2. Корпус датчика
3. Корпус двигателя
4. Полюсный контактный штифт
5. Обмотка
6. Воздушный зазор
7. Зубчатое колесо с точкой отсчета

Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

1. Зуб
2. Впадина
3. Опорный сигнал

• Датчики: 2 для измерение температуры, 1 для измерения давления, 1 для измерения частоты.

Прибор предназначен для контроля основных параметров дизельного двигателя, редуктора:
— температура охлаждающей жидкости
— температура смазочного масла
— давление смазочного масла
— частоты вращения вала

При отклонении измеренного параметра от заданного значения прибор подает сигнал в судовую систему автоматизации.

Прибор поставляется с приемкой Российского Речного Регистра (РРР) и Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС).

Прибор Мерадат-М64М1 имеет два входа для подключения датчиков температуры, вход для подключения датчика давления с токовым выходом 4…20 мА, вход для подключения датчика оборотов. Для аварийной сигнализации прибор имеет четыре релейных выхода.

Управление осуществляется при помощи кнопок расположенных на передней панели. Изменение аварийных уставок параметров, яркости индикации и т. д. Индикация светодиодная (зеленая). Изменение яркости. Питание 24В. (Возможна поставка с питанием 220В) Исполнение для щитового монтажа 96×96 мм, глубина 82 мм, монтажный вырез в щите 92×92 мм, масса не более 0,9 кг.

Дополнительные опции — архив 2 Мбайт, интерфейс RS485 (интерфейс имеет гальваническую изоляцию). Дополнительные блоки индикации с возможностью установки на значительные расстояния.

Датчики представляют собой первичный преобразователь, преобразующий частоту вращения зубчатого ферромагнитного колеса, закрепленного на валу агрегата, в электрические импульсы прямоугольной формы. Датчики могут комплектоваться разделительным каскадом D461, который используется при необходимости работы во взрывоопасной среде. Разделительный каскад обеспечивает искробезопасное подключение цепей электропитания датчика и его сигнальных линий к регистратору.

Принцип действия датчиков основан на использовании эффекта Холла. Встроенный полупроводниковый чувствительный элемент преобразует изменения магнитного поля, возникающие при прохождении профиля зуба зубчатого колеса вблизи датчика, в вариации напряжения, а интегрированная электроника преобразует их в импульсы тока прямоугольной формы. Частота импульсов равна частоте следования профилей зубьев, а их амплитуда постоянна во всем рабочем диапазоне частот.

Конструктивно датчик выполнен в виде неразборного цилиндрического корпуса с внешней резьбой, метрической или дюймовой, для проходного монтажа. Один из торцов корпуса является рабочей поверхностью под которой расположен чувствительный элемент. На противоположном торце размещен разъем для соединения с кабелем или встроенный кабель (в зависимости от модели).

Внутри корпуса, изготовленного из нержавеющей и немагнитной стали, установлена плата преобразователя с чувствительным элементом и постоянным магнитом.

Датчик крепится вблизи зубчатого колеса агрегата. Расстояние от торца датчика до вершины зуба не более 4 мм.

Марка ферромагнитного материала зубчатого колеса не нормируется. Модуль колеса не менее 2. Толщина зубьев колеса не менее 5 мм.

Датчик реализует следующие функции:

— преобразование магнитного поля рассеивания зубчатого колеса в токовый импульсный сигнал,

— стабилизацию напряжения питания и защиту от переполюсовки.

Разделительный каскад D461 выполнен в корпусе для крепления на DIN-рейку и соединяется с датчиком A5S с помощью искробезопасного экранированного кабеля.

Датчики A5S имеют 57 исполнений, разделительный каскад D461 имеет 2 исполнения.

Исполнения датчиков A5S отличаются параметрами внешней резьбы, длиной корпуса, наличием разъема или жестко присоединенного кабеля. Исполнение датчиков A5S1 является взрывобезопасным (маркировка взрывозащиты 0ExiaIICT6/T4).

Разделительные каскады отличаются параметрами электропитания: D461. U1 — питание напряжением постоянного тока 18.48 В, D461.U2 — питание напряжением переменного тока 220 В 50 Гц.

Настройка частотных входов

Частотный вход предназначен для подключения измерительных датчиков, у которых при изменении измеряемого параметра меняется частота выходного сигнала. Примерами таких датчиков являются врезные датчики уровня топлива, температурные датчики.

Частотные входы можно настроить на следующие типы датчиков:

• Частота – произвольный датчик с частотным выходом.
• Уровень топлива – особый алгоритм фильтрации для датчиков уровня топлива.
• Обороты двигателя – для подключения входа тахометра.

Тип Частота

При выборе типа Частота (рис. 2) доступны следующие параметры:

• Порог создания записи – новое значение сохраняется и передается на сервер только при отличии измеренного (после фильтра) значения от последнего сохраненного не меньше, чем этот порог. Рекомендуемое значение следует выбирать исходя из необходимой точности измерения датчика.
• Длина фильтра – время, за которое усредняется измеренное значение со входа, в секундах.

Рисунок 2 – Параметры частотного входа – Частота

Тип Уровень топлива

При выборе типа Уровень топлива (рис. 3) доступны следующие параметры:

• Нижняя граница входных значений (Гц) – минимальное значение напряжения на выходе датчика уровня топлива.
• Верхняя граница Входных значений (Гц) – максимальное значение напряжения на выходе датчика уровня топлива.

При выходе напряжения за эти границы терминал не передает состояние входа до возвращения в разрешенный диапазон. Используется для фильтрации ложных данных при выключении питания датчика.

• Порог создания записи (Гц) – новое значение сохраняется и передается на сервер только при отличии измеренного (после фильтра) значения от последнего сохраненного не меньше, чем этот порог. Рекомендуемое значение для врезного датчика уровня – 0,3% от рабочего интервала.

Рисунок 3 – Параметры частотного входа – Уровень топлива

Обратите внимание! Работа датчика уровня топлива зависит от датчика движения, который настраивается на акселерометре.
Во время стоянки датчик более чувствителен к изменениям, чтобы не пропустить заправку или слив топлива. В движении — более грубый фильтр, чтобы сгладить скачки от вибрации и наклона ТС.

Тип Обороты двигателя

При выборе типа Обороты двигателя (рис. 4) доступны следующие параметры:

• Коэффициент Гц => об/мин – коэффициент перевода частоты сигнала на входе в частоту вращения двигателя. В случае, если каждому обороту двигателя соответствует 1 импульс на выходе датчика – коэффициент равен 60. Если одному обороту соответствует более одного импульса – коэффициент пропорционально уменьшается.
• Порог заведенного двигателя – минимальная частота вращения двигателя, при которой его можно считать заведенным.
• Порог холостых оборотов – минимальная частота вращения двигателя, при которой можно считать, что он находится в рабочем режиме (не на холостых оборотах).
• Порог критических оборотов – минимальная частота вращения двигателя, которую можно считать опасной при длительной работе.
• Величина гистерезиса – запаздывание срабатывания входа при пересечении порога и последующем пересечении в обратную сторону.

При типе датчика Обороты двигателя сохранение значения происходит при:

• переходе одного из трех настраиваемых порогов;
• в случае если обороты находятся в диапазоне между порогом холостого хода и порогом критических оборотов, то значения с датчика приходят при изменении значения на величину, указанную в поле «Величина гистерезиса». Например, если настройки датчика соответствуют тому, что указано на рисунке 4, то в диапазоне с 800 до 6000 данные с датчика будут приходить с порогом создания записи 100 об/мин.

Это позволяет отслеживать режимы работы двигателя при сохранении умеренного использования трафика.

Рисунок 4 – Параметры частотного входа – Обороты двигателя

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

В общую проверку датчиков автомобилей перед покупкой можно включить проверку ДПКВ. Если элемент будет неисправен, то ваш автомобиль даже не заведется. С его помощью происходит синхронизация процессов подачи готовой горючей смеси в цилиндры и воспламенением. Для проверки ДПКВ необходимо его снять. Важно запомнить прежнее положение элемента, для этого на нем имеются специальные метки. После снятия проверьте на целостность. Если он имеет повреждения, то его необходимо сразу заменить, не подвергая проверке.

Далее подключаем контакты ДПКВ к мультиметру и замеряем рабочее сопротивление. Сравниваем это показание с нормативным, которое указано в эксплуатационной документации.

Перед покупкой подержанного автомобиля полезно будет проверить не только техническое состояние устройств и механизмов, но и всю историю владения и эксплуатации. Для этого воспользуйтесь сервисом «Автокод». Перейдя на главную страницу сервиса, вы увидите строку, в которую необходимо вбить государственный номер автомобиля. После этого появится отчет с характеристиками и историей транспортного средства.

Автокод подходит, если нужно проверить один или несколько автомобилей. Для профессионалов мы разработали сервис безлимитных проверок авто «Автокод Профи». Подписка на безлимитные проверки авто стоит 2 500 рублей в месяц. «Автокод Профи» позволяет добавлять комментарии к отчетам, создавать свои списки ликвидных ТС, быстро сравнивать варианты и хранить данные об автомобилях в упорядоченном виде.

Помимо этого, Автокод предлагает воспользоваться услугами выездной проверки. Помощь специалиста придется кстати, если у вас нет возможности приехать на осмотр самому или недостаточно опыта. Мастер сам осмотрит автомобиль и выдаст профессиональное заключение.

Когда вы найдете подходящий вариант и решитесь на покупку, перед заключением договора купли-продажи проверьте владельца авто через специальный сервис. Проверка покажет, есть ли у продавца проблемы с законом, действителен ли его паспорт, имеются ли долги и исполнительные производства. Если обнаружатся серьезные проблемы, от сделки лучше отказаться. Посмотреть пример отчета

Современные датчики скорости

Гоадиентные датчики

Содержат постоянный магнит, полюс ко­торого обращен к зубчатому колесу. Его поверхность гомогенезирована тонкой ферромагнитной пластиной, на которой расположены два гальваномагнитных эле­мента на расстоянии примерно половины зубчатого интервала. Таким образом, один из элементов всегда находится напротив межзубного промежутка, а другой — напротив зуба. Измеряется различие в напряженности поля в двух смежных местоположениях на окружности. Выходной сигнал приблизи­тельно пропорционален отклонению силы поля как функции угла на окружности, поэ­тому полярность не зависит от зазора.

Тангенциальные датчики

Тангенциальные датчики отличаются от их аналогов градиентного типа способом по­лучения вариаций в полярности и напря­женности магнитного поля, в компонентах, расположенных касательно к окружности ро­тора. Варианты конструкции включают тон­копленочную технологию AMR (вытянутые резисторы с поперечными полосками) или резисторы из одного сплава, по полу- или полной мостовой схеме. В отличие от гради­ентных датчиков, их не требуется адаптиро­вать к конкретному шагу зубьев ротора, и они могут выполнять считывание в данной точке. Требуется локальное усиление, хотя их изме­рительный эффект на 1-2 порядка выше, чем у кремниевых датчиков Холла (рис. «Датчик оборотов AMR в виде датчика тангенциального поля» ).

При использовании интегрированного в подшипник датчика частоты вращения коленчатого вала, на общей рамке с вы­водами устанавливаются тонкопленочный анизотропный магниторезистивный датчик (AMR-датчик) и монолитная интегральная схема, производящая вычисления. С целью экономии пространства и защиты от влияния температуры, интегральная схема устанавли­вается под углом 90°.

Как проверить датчик синхронизации?

Для проверки исправности ДПКВ есть несколько способов, каждый из которых подразумевает использование определенных приборов. Рассмотрим три наиболее часто реализуемых метода проверки работоспособности датчика оборотов коленвала.

Прежде всего, перед проверкой датчика его нужно демонтировать. При этом необходимо поставить метки, показывающие, как он был расположен на двигателе. Снятый датчик следует осмотреть для выявления повреждений и оценки состояния контактной колодки и сердечника контактов. Обнаруженные загрязнения нужно удалить с помощью спирта или бензина, чтобы контакты датчика коленвала были чистыми.

При демонтаже следует установить расстояние между сердечником датчика и диском синхронизации. Оно должно составлять 0,6-1,5 мм. Затем можно заняться поиском неисправностей в электрической схеме устройства.

Датчик частоты вращения коленчатого вала

Датчик частоты вращения коленчатого вала предназначен для синхронизации управления системой впрыска и системой зажигания, поэтому другое название датчика – датчик синхронизации. В некоторых источниках информации датчик носит название — датчик начала отсчета. Сигналы от датчика используются системой управления двигателем для установления:

Наибольшее распространение получил датчик частоты вращения коленчатого вала индуктивного типа. В некоторых системах управления двигателем устанавливается датчик синхронизации, построенный на эффекте Холла.

Индуктивный датчик представляет собой магнитный сердечник с расположенной вокруг него обмоткой. Принцип работы датчика заключается в наведении электродвижущей силы в обмотке при взаимодействии магнитного поля датчика с металлическим задающим диском (диском синхронизации).

Задающий диск имеет по окружности 58 зубьев с пропуском на два зуба, т.н. диск типа 60-2. На отдельных дизельных двигателях для ускорения определения положения коленчатого вала и, соответственно, облегчения запуска устанавливается задающий диск типа 60-2-2 (с двумя пропусками через 180°).

При вращении коленчатого вала впадины зубьев задающего диска изменяют магнитный поток, вследствие чего в обмотке датчика формируется электрический импульс.

Датчик синхронизации позволяет определять два параметра:

1. частоту вращения коленчатого вала;
2. точное положение коленчатого вала.

Число оборотов коленчатого вала определяется по количеству зубьев, проходящих через датчик в единицу времени. Пропуск зубьев служит в качестве исходной точки для определения положения коленчатого вала. Он соответствует, как правило, нахождению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке.

Датчик частоты вращения коленчатого вала, построенный на эффекте Холла, взаимодействует с задающим диском несколько иной конструкции. Диск выполнен в виде металлических сегментов, разделенных металлическими вставками. Сегменты представляют собой постоянные магниты с чередующими северными и южными полюсами. В качестве начала отсчета используется сегмент большей ширины. Таким образом, получился задающий диск типа 60-2.

При неисправности датчика частоты вращения коленчатого вала (отсутствии сигнала) двигатель останавливается и повторно не запускается.

Volkswagen поставил на роботизированную коробку передач Вакуумный усилитель тормозов облегчает работу тормозной системы В ряде случаев система курсовой устойчивости незаменима Вариатор уверенно вытесняет другие автоматические коробки передач С 2009 года применение сажевого фильтра в дизельных двигателях обязательно