Kurbelwellenpositionssensor verstehen

Die Kurbelwellen- und Nockenwellenpositionssensoren, die wichtigsten Sensoren in jedem Motor, sind entscheidend für die Leistung des Verteilers und des Zündzeitpunkts. Der Kurbelwellenpositionssensor ist ein Mehrzwecksensor, der den Zündzeitpunkt steuert, die Drehzahl erkennt und die relative Motordrehzahl berechnet. Dank dieses Sensors ist keine manuelle Verteilersteuerung mehr erforderlich. Zur Synchronisierung der Zündfolge von Kraftstoffeinspritzdüse und Zündspule wird der Nockenwellenpositionssensor verwendet, um zu erkennen, welcher Zylinder zündet.

Im heutigen Artikel lernen Sie Definition, Funktionen, Diagramm, Typen, Funktionsweise und allgemeine Symptome eines Kurbelwellenpositionssensors kennen.

Was ist ein Kurbelwellensensor?

Kurbelsensoren sind elektronische Geräte, die die Position oder Drehzahl der Kurbelwelle in Verbrennungsmotoren, sowohl Benzin- als auch Dieselmotoren, überwachen. Motormanagementsysteme verwenden diese Daten, um den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und andere Motoreigenschaften anzupassen. Der Verteiler musste bei Benzinmotoren manuell auf eine Zeitmarke eingestellt werden, bis elektronische Kurbelsensoren verfügbar waren.

Der Kurbelwellensensor kann in Verbindung mit einem Nockenwellenpositionssensor verwendet werden, um die Kolben-Ventil-Beziehung des Motors zu überwachen, was besonders wichtig bei Motoren mit variabler Ventilsteuerung ist. Dieses Verfahren wird auch verwendet, um einen Viertaktmotor beim ersten Start zu „synchronisieren“, sodass das Managementsystem bestimmen kann, wann Benzin eingespritzt werden muss. Es wird auch häufig verwendet, um die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute zu bestimmen. Die Hauptkurbelriemenscheibe, das Schwungrad, die Nockenwelle und die Kurbelwelle selbst sind allesamt gemeinsame Befestigungspunkte. Dieser Sensor ist zusammen mit dem Nockenwellenpositionssensor einer der zwei kritischsten Sensoren in modernen Motoren.

Da das Positionssignal des Kurbelsensors zur zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung (Dieselmotoren) oder der Funkenzündung (Benzinmotoren) verwendet wird, führt ein defekter Sensor dazu, dass der Motor nicht startet oder während des Betriebs abschaltet. Dieser Sensor liefert auch Geschwindigkeitsinformationen an die Motordrehzahlanzeige.

Funktionen

Im Folgenden sind die Funktionen von Kurbelwellenpositionssensoren aufgeführt:

• Die Hauptfunktion des Kurbelwellenpositionssensors besteht darin, die Position und/oder Drehzahl (RPM) der Kurbel zu bestimmen.
• Die vom Sensor gesendeten Informationen werden von den Motoreinstelleinheiten verwendet, um Faktoren wie den Zündzeitpunkt und den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung zu steuern.
•  Bei Dieselmotoren steuert der Sensor die Kraftstoffeinspritzung.
• Die Sensorausgabe kann auch mit anderen Sensordaten wie der Nockenposition verknüpft werden, um den aktuellen Verbrennungszyklus zu bestimmen, der für den Start eines Viertaktmotors entscheidend ist.

Die Hauptfunktionen eines Kurbelwellenpositionssensors umfassen:

Erkennung

Neben der Kurbelwelle findet sich bei genauem Hinsehen ein starker Magnet. Um die Kurbelwelle herum werden Sie auch Stahlstifte oder Stifte bemerken, die in regelmäßigen Abständen positioniert sind. Dieser Magnet sendet ständig ein kontinuierliches Magnetfeld aus. Die Stahlstifte um die Kurbelwelle drehen sich um dieses Feld, wenn der Motor startet und sich die Kurbelwelle dreht. Als Ergebnis der Variation im Feld wird ein AC-Signal (Wechselstrom) erzeugt. Dadurch wird auch das Motormanagement (Motorrechner) angewiesen, die Drehzahl zu ermitteln. Als Ergebnis kann die EMU die Position und Drehzahl der Nockenwelle berechnen, um die Kraftstoffeinspritzung und Zündung zu verbessern.

Anpassungen

Eines müssen wir von modernen Automobilen lernen. Nur wenn sich die internen Teile in einem bestimmten erforderlichen Tempo bewegen, liefern uns die Motoren eine effiziente Leistung. Der Bordcomputer kann die vom Kurbelwellenpositionssensor gesendeten Informationen nur verwenden, wenn er die Drehung der Kurbelwelle im Motor erkennt. In diesem Fall nimmt der Computer kleine Anpassungen oder Feinabstimmungen am Motor vor, um seine Effizienz zu verbessern.

Überlegen Sie, in welchen Situationen Sie Vollgas geben. Der Computer muss diese winzigen Anpassungen am Motor vornehmen, um die Geschwindigkeit in Einstellungen wie dem Reisemodus oder dem Sportmodus zu ändern, da das Gas konstant ist. Der Computer stellt sicher, dass die Drehzahl der Kurbelwelle ständig überwacht wird, verglichen mit dem angemessenen Bereich, und bei Bedarf Drehzahlanpassungen vorgenommen werden. Diese Anpassung kann sowohl in Bezug auf die Geschwindigkeitserhöhung als auch auf die Geschwindigkeitsverringerung vorgenommen werden.

Elemente und Diagramm eines Kurbelwellenpositionssensors:

Arten eines Kurbelwellenpositionssensors

Im Folgenden sind die verschiedenen Arten von Kurbelwellenpositionssensoren aufgeführt:

Induktiv:

Bei dieser Art von Kurbelwellenpositionssensor wird ein Magnet verwendet, um ein Signal vom Anlassen des Motors zu erfassen. Entweder im Motorblock, in der Nähe des Schwungrads oder in der Nähe der Kurbelwelle selbst. Kerben auf einer rotierenden Scheibe, einem Reluktorrad oder einer Kurbelwelle werden dadurch erfasst. Das Magnetfeld ändert sich mit jeder Kerbe und sendet ein Wechselstromsignal an die ECU.

Hall-Effekte:

Dieser Typ ähnelt dem induktiven Sensor, da er an denselben Stellen positioniert ist und auf dieselben Kerben reagiert. Es erzeugt ein digitales Signal anstelle eines analogen Wechselstromsignals. Wenn sich die Kerben am Sensor vorbeibewegen, schaltet er sich ein oder aus.

AC-Ausgangssensor:

Die Ausgabe eines AC-Ausgangssensors unterscheidet sich von der anderer Sensoren dadurch, dass es sich um ein Wechselspannungssignal handelt. Die Erregerspule, die in der Nähe der rotierenden Scheibe platziert ist, empfängt eine sehr hohe Frequenz (zwischen 150 und 2500 Zyklen pro Sekunde) von der integrierten Steuerung. Diese Scheibe hat einen Schlitz und ist am Ende der Nockenwelle befestigt. Die gegenseitige Induktivität erregt den Schlitz, während er durch die Spule läuft, und ein Signal, das die Position des ersten Zylinders angibt, wird an die Bordsteuerung gesendet. Einige Vauxhall ECOTEC-Motoren verwenden diesen Sensortyp.

Arbeitsprinzip

Die Funktionsweise eines Kurbelwellenpositionssensors ist weniger komplex und leicht verständlich. Bei seiner Arbeit passieren die Zähne des an der Kurbelwelle befestigten Reluktorrings nahe der Sensorspitze des Kurbelwellenpositionssensors. Dem Reluktorring, der als Bezugspunkt für den Motorcomputer (PCM) dient, fehlen ein oder mehrere Zähne. Der Sensor erzeugt ein gepulstes Spannungssignal, wenn sich die Kurbelwelle dreht, wobei jeder Impuls einem Zahn auf dem Reluktorring entspricht. Bei Motor im Leerlauf zeigt das Foto unten das tatsächliche Signal vom Kurbelwellenpositionssensor. Wie Sie der Grafik entnehmen können, hat der Reluktorring in diesem Fahrzeug zwei fehlende Zähne.

Das PCM verwendet das Signal des Kurbelwellenpositionssensors, um zu bestimmen, wann und in welchem ​​​​Zylinder der Funke gezündet werden soll. Das Signal von der Kurbelwellenposition wird auch verwendet, um auf Fehlzündungen in den Zylindern zu prüfen. Es gibt keinen Funken und die Einspritzdüsen funktionieren nicht, wenn das Sensorsignal fehlt.

Magnetische Sensoren mit einer Aufnehmerspule, die Wechselspannung erzeugen, und Hall-Effekt-Sensoren, die ein digitales Rechtecksignal erzeugen, wie auf dem Foto oben gezeigt, sind die beiden am weitesten verbreiteten Varianten. Hall-Effekt-Sensoren werden in modernen Automobilen verwendet. An einem Pickup-Spulensensor befindet sich ein zweipoliger Stecker. Ein dreipoliger Stecker dient zum Anschluss des Hallsensors (Referenzspannung, Masse und Signal).

Sehen Sie sich das folgende Video an, um den visuellen Aspekt der Funktionsweise eines Kurbelwellenpositionssensors kennenzulernen:

Symptome eines schlechten oder fehlerhaften Kurbelwellenpositionssensors

Die folgenden Probleme treten häufig auf, wenn ein Kurbelwellenpositionssensor ausfällt:

Schwieriges Starten:

Schwierigkeiten beim Starten des Fahrzeugs sind der häufigste Hinweis auf einen beschädigten oder ausgefallenen Kurbelwellenpositionssensor. Der Kurbelwellenpositionssensor verfolgt die Position und Drehzahl der Kurbelwelle sowie andere Informationen, die beim Starten des Motors wichtig sind. Das Auto kann zeitweise Startprobleme haben oder gar nicht starten, wenn der Kurbelwellenpositionssensor defekt ist.

Intermittierendes Abwürgen:

Ein zeitweises Abwürgen ist ein weiterer häufiger Hinweis auf einen defekten Kurbelwellenpositionssensor. Wenn ein Problem mit dem Kurbelwellenpositionssensor oder seiner Verkabelung besteht, kann das Kurbelwellensignal während des Motorbetriebs unterbrochen werden, wodurch der Motor abgewürgt wird. Dies ist häufig ein Hinweis auf ein Verdrahtungsproblem. Dieses Symptom kann möglicherweise durch einen fehlerhaften Kurbelwellenpositionssensor verursacht werden.

Motorkontrollleuchte leuchtet:

Eine leuchtende Check Engine Light ist ein weiteres Anzeichen für ein mögliches Problem mit dem Kurbelwellenpositionssensor. Wenn der Computer ein Problem mit dem Signal des Kurbelwellenpositionssensors erkennt, leuchtet die Check Engine Light auf, um den Fahrer zu informieren. Ein Check Engine Light kann durch eine Vielzahl anderer Probleme ausgelöst werden. Es wird dringend empfohlen, den Computer auf Fehlercodes zu untersuchen.

Ungleichmäßige Beschleunigung:

Das Motorsteuergerät ist nicht in der Lage, den Zündzeitpunkt und die Kraftstoffeinspritzung einzustellen, wenn die Motordrehzahl aufgrund einer fehlerhaften Eingabe vom Kurbelwellenpositionssensor ansteigt. Ein Mangel an Genauigkeit kann zu einer langsamen oder ungleichmäßigen Beschleunigung führen, wodurch es schwierig wird, ein konstantes Tempo beizubehalten.

Motoraussetzer und Vibrationen:

Ein vorübergehendes Stottern im Motor könnte ein Zeichen für Zylinderfehlzündungen sein, die durch einen fehlerhaften Kurbelwellenpositionssensor verursacht werden. Wenn ein Kurbelwellenpositionssensor ausfällt, kann er keine genauen Informationen über die Kolbenposition im Motor liefern, was zu Zylinderaussetzern führt. Dies könnte auch durch eine falsche Zündkerzeneinstellung verursacht werden, aber wenn die Zündkerze in Ordnung ist, ist der Kurbelwellensensor die wahrscheinlichste Ursache.

Motor läuft unruhig im Leerlauf und/oder vibriert:

Unrunder Leerlauf ist ein weiterer Indikator für ein Problem mit dem Kurbelwellenpositionssensor. Sie können feststellen, dass der Motor schleift oder vibriert, wenn Sie an einer roten Ampel oder auf andere Weise anhalten. In diesem Fall überwacht der Sensor nicht die Position der Kurbelwelle, was zu Vibrationen führt, die die Gesamtleistung des Motors verringern. Auch die Laufleistungsmessung des Motors kann durch die Vibration beeinträchtigt werden. Alle ungewöhnlichen Vibrationen sollten so schnell wie möglich von einem Mechaniker untersucht werden.

Benzinverbrauch wird reduziert:

Kraftstoffeinspritzdüsen pumpen Gas nicht richtig in den Motor, wenn der Kurbelwellen-Positionssensor keine geeigneten Timing-Informationen liefert. Bei kurzen und langen Fahrten verbraucht der Motor mehr Benzin als nötig, was den Kraftstoffverbrauch insgesamt senkt. Überprüfen Sie den Sensor mit einem Mechaniker, da ein unzureichender Kraftstoffverbrauch durch eine Vielzahl von Fehlern verursacht werden kann.

Schlussfolgerung

Ein Kurbelwellensensor kann in Verbindung mit einem Nockenwellenpositionssensor verwendet werden, um die Kolben-Ventil-Beziehung des Motors zu überwachen, was besonders wichtig bei Motoren mit variabler Ventilsteuerung ist. Dieses Verfahren wird auch verwendet, um einen Viertaktmotor beim ersten Start zu „synchronisieren“, sodass das Managementsystem bestimmen kann, wann Benzin eingespritzt werden muss. Das ist alles für diesen Artikel, in dem Definition, Funktionen, Elemente und Diagramm, Typen, Funktionsweise und Symptome eines schlechten Kurbelwellenpositionssensors besprochen werden.

Ich hoffe, Sie lernen viel aus der Lektüre, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Schülern. Danke fürs Lesen, bis bald!