Material exclusiv pentru abonați
La motoarele cu ardere internă moderne calculatorul de injecție controlează deschiderea injectoarelor,
producerea scânteii, fazele de distribuție (la motoare cu distribuție variabilă), în funcție de poziția pistoanelor în cilindri.
Calculatorul de injecție trebuie să recunoască poziția fiecărui piston în cilindru în funcție de semnalul de turație al arborelui cotit și/sau semnalul de poziție arbore (ax) cu came.
Senzor poziție arbore (ax) cu came montat pe motor
Poziția mecanică a pistoanelor în cilindri, în timpul funcționării motorului, se poate determina pe baza poziției arborelui cotit și a axului cu came. Cu aceste informații calculatorul de injecție realizează sincronizarea motorului (recunoașterea poziției pistoanelor).
La un motor cu 4 cilindri în linie ordinea de aprindere uzuală este 1-3-4-2. Din punct de vedere geometric, la aceste motoare 2 pistoane sunt decalate cu 180° față de celelalte 2 . Astfel, în timpul funcționării motorului, când pistoanele 1 și 4 se vor afla la PMI, pistoanele 2 și 3 se vor afla la PME (vezi animația de mai jos).
În acest caz, când pistoanele 1 și 4 sunt la PMI, un piston este la sfârșitul cursei de comprimare iar cel de-al doilea la sfârșitul cursei de evacuare. Este evident că aprinderea/injecția trebuie să se facă doar la pistonul care se află la sfârșitul cursei de comprimare. La motoarele mai vechi, cu aprindere mecanică (benzină) sau cu pompă de injecție mecanică (diesel) sincronizarea sistemului de aprindere/injecție cu poziția pistoanelor în cilindri se realizează automat, datorită legăturii mecanice directe cu arborele cotit. La motoarele moderne, la care aprinderea și injecția sunt controlate de către calculatorul de injecțiesincronizarea nu este automată ci trebuie facută pe baza informațiilor provenite de la senzori.
Sincronizarea poziției pistoanelor se poate face în două moduri:
- utilizând doar informația de poziție arbore cotit (turația motorului);
- utilizând atât informația de poziție arbore cotit cât și cea de poziție arbore (ax) cu came.
Prima metodă are avantajul că nu necesită un senzor de poziție adițional pe arborele cu came. Calculatorul de injecție conține algoritmi care sincronizează poziția pistoanelor prin încercări succesive. Altfel spus, dacă 2 pistoane se regăsesc în PMI, calculatorul de injecție va comanda succesiv, pentru fiecare cilindru, injecția de combustibil. Apoi cu ajutorul senzorului de poziție arbore cotit va deduce care piston produce cuplu motor (măsurat prin creșterea turației), de unde rezultă că acesta a fost la PMI iar cel de-al doilea la PME.
Dezavantajul acestei metode este timpul mai mare de demarare, pornire motor. De asemenea, în cazul defecțiunii senzorului de poziție arbore cotit (turație motor) pornirea motorului este imposibilă. Această metodă nu se aplică motoarelor cu distribuție variabilă deoarece pentru acestea este necesară informația de poziție arbore cu came. A doua metodă, mai des întâlnită, impune utilizarea unui senzor de poziție pe arborele cu came. Majoritatea senzorilor funcționează pe principiul efectului Hall. Poziția arborelui cu came este citită cu ajutorul unei roții metalice (pin) fixată pe acesta.
Arbore (ax) cu came motor Daimler OM651
2. arbore cu came
3. roată metalică poziție arbore cu came (pentru senzorul de poziție)
În funcție de tipul motorului există mai multe variante de citire a poziției arborelui cu came. Se pot utiliza pini metalici sau roți metalice cu număr și lungime de dinți variabile.
Prin utilizarea semnalelor celor doi senzori (poziție arbore cotit și arbore cu came), calculatorul de injecție poate determina care piston se află pe cursa de admisie și care este pe cursa de evacuare (în cazul unui motor cu 4 cilindri în linie).
Semnalul dat de senzorul de poziție arbore (ax) cu came și roată metalică semilună este pozitiv (+13.5 V) când semiluna este în dreptul senzorului și nul (0 V) când semiluna nu este în dreptul
Senzorul de poziție arbore cotit detectează când pistoanele sunt la PMI (ex. 1 și 4). Apoi, cu ajutorul semnalului de poziție de la arborele cu came (pozitiv sau nul) se determină care din cele două pistoane este pe cursa de comprimare.
În cazul utilizării unei roți metalice cu dinți multipli, cu lungime variabilă, sincronizarea este mai rapidă, iar în cazul defectării senzorului de poziție motor, funcționarea în mod degradat a motorului este asigurată de senzorul de poziție arbore cu came.
Roată metalică cu dinți multipli de lungime variabilă (citită de senzorul de poziție arbore cu came).
În funcție de tipul motorului senzorul de poziție arbore cu came este montat, de obicei, pe capacul chiulasei. La motoarele cu distribuție variabilă roțile dințate sunt poziționate pe sistemul de variere a poziției arborelui cu came.
Senzorul de poziție arbore cu came ce funcționează pe principiul efectului Hall are 3 pini:
- alimentare (+5 V)
- masă (0 V)
- semnal de poziție (+13.5 V)
Codurile de defect OBD 2 pentru senzorul de poziție arbore cu came sunt P03xx.
