كذا كار - بصمة جديده فى عالم السيارات كذا كار - بصمة جديده فى عالم السيارات
recent

آخر المشاركات

recent
random
جاري التحميل ...
random

تعرف على حساسات " Sensors " السياره .. مكوناتهم و وظيفتهم


فى هذا الموضوع سوف تتعرف على حساسات " Sensors " السياره .. مما يتكونوا وظيفتهم فى السياره

حساس الأكسجين
التركيب:
1.غطاء الحساس
2. عنصر الحساس
3. مدفأة
4. توصيلات كهربائية
مبدأ العمل: تؤمن المدفأة لعنصر الحساس درجة حرارة مناسبة وذلك ليعمل عنصر الحساس بكفاءة حتى لو كانت درجة حرارة العادم قليلة التي تكون عند بداية تشغيل المحرك ويتم التحكم بالمدفأة عن وحدة التحكم الالكتروني في السيارة. عنصر الحساس ( المصنوع من مادة الزرکونیوم ) الذي ينتج قوة دافعة كهربائية ( فولتية) عندما يكون بين تركيزيين مختلفين للأكسجين حيث تنتقل ايونات الأكسجين من منطقة التركيز العالي إلى منطقة التركيز المنخفض وهذه الحركة للايونات تسبب في إنتاج القوة الدافعة الكهربائية وبالتالي ليعمل هذا الحساس يجب تامین منطقتين مختلفتين التركيز للأكسجين كما في الشكل التالي .

حيث يحتوي الحساس على منطقتين مختلفتا التركيز بالنسبة للأكسجين واحدة تحتوي على الهواء الخارجي وهي ذات التركيز العالي والأخرى ملامسة للعادم وتكون ذات تركيز منخفض ،

وتكون نسبة تركيز الأكسجين في العادم حسب الاحتراق في المحرك فعندما يكون الاحتراق غني بالوقود يكون تركيز الأكسجين في العادم قليل وبالتالي تكون نسبة الايونات المنتقلة عالية وبالتالي ينتج الحساس قوة دافعة كهربائية عالية نسبية تصل إلى 8.0V ولكن عندما يكون الاحتراق فقير للوقود يكون تركيز الأكسجين عالي

وبالتالي فان الايونات المنتقلة قليلة وبالتالي ينتج الحساس قوة دافعة كهربائية قليلة نسبيا تصل إلى 1.0v ويختلف التركيز حسب نسبة الوقود للهواء في عملية الاحتراق ، ويتم إرسال هذه الإشارات ( قيم القوة الدافعة الكهربائية المنتجة من الحساس ) إلى وحدة التحكم الالكتروني التي تقوم بدورها بتحليل هذه الإشارات و اتخاذ الحلول الصحيحة في تعديل نسبة الوقود والهواء في غرفة الاحتراق.
الدائره الكهربائيه للحساس :-
الشكل التالى يبين الدائره الكهربائيه لمجس الأكسجين.
عند تشغيل المحرك يتم توصيل طرف المدفأة داخل الحساس عن طريق مرحل التحكم بالمحرك التي
توصل الخط الموجب للمدفأة عن طريق خط رقم (1 ) وتكون تكملة دائرة المدفأة عن طريق خط رقم (3) الموصول مع وحدة التحكم الالكتروني التي بدورها تعمل على التحكم بالمدفأة عن طريق خط السالب للمدفأة .
أما طرفا عنصر الحساس (2) وهو خط السالب و(4) وهو الخط الموجب المغذي للإشارات الوحدة التحكم الالكتروني

2. مجس كمية الهواء المتدفق
(Mass Air Flow(MAF) Sensor)
يبين الشكل (۱۰۲) المخطط الهيكلي لموقع مجس كمية الهواء المتدفق من دخول الهواء إلى مصفي الهواء و حتى اسطوانة المحرك.
تعمل مجسات كمية الهواء المتدفق على تحويل كمية (حجم) الهواء الداخل إلى المحرك إلى إشارة فولطية، فوحدة التحكم الالكترونية تحتاج إلى معرفة حجم الهواء الداخل و ذلك لحساب حمل المحرك، وهذا ضروري لاتخاذ قرار كم حجم الوقود اللازم حقنه، و متى يجب إعطاء شرارة للاسطوانة، و متى يجب تغيير ناقل الحركة (تغيير السرعة).
يقع هذا المجس مباشرة في مجرى دخول الهواء ما بين مصفي الهواء و جسم الخانق ليتمكن من قياس الهواء الداخل.
هنالك عدة أنواع من مجسات كمية الهواء المتدفق،
النوع الأول هو مجس ذو القلاب (Vane ( Flap ) Air Flow Meter)
والثاني هو دوامة كارمن (Karmen Vortex)،
أما الأكثر شيوعا يسمی مجس كمية الهواء المتدفق.(MAF)

۲٫۱ مجس كمية الهواء المتدفق ذو السلك الساخن
Mass Air Flow Sensor: Hot wire Type
إن الأجزاء الرئيسية لهذا المجس، الشكل (۲-۲) هي:
- الثيرموستر Thermistor.
- سلك ساخن من البلاتينيوم Platinum Hot Wire

الثيرمیستور يقيس درجة حرارة الهواء الداخل، و السلك الساخن يبقى عند درجة حرارة ثابتة بالنسبة إلى الثيرميستور عن طريق دارة التحكم الإلكترونية
إن أي زيادة في تدفق الهواء سوف يتسبب للسلك الساخن بفقدان للحرارة بشكل أسرع و دارة التحكم الالكترونية سوف تقوم بالتعويض عن طريق إرسال تیار أكثر إلى السلك، و تعمل الدارة الالكترونية و بشكل تزامني على قياس تدفق التيار و تعطي إشارة فولطية (VG) ، انظر الشكل (۲-۳).
الشكل (3-6): إشارة الفولطية لمجس كمية الهواء المتدفق ذو السلك الساخن

نسبة إلى تدفق التيار و بقياس مقاومة هذا السلك الساخن فإن الدائرة الالكترونية تكون قادرة على تحديد درجة حرارة الهواء الداخل، يكون هذا السلك ساخنا أي حوالي 100 درجة سلسيوسية، و تتم المحافظة على هذه الدرجة عن طريق تغيير التيار المتدفق من خلال السلك، و للهواء الداخل إلى المحرك تأثير تبريدي على السلك الحساس لذلك فإن التيار في هذا السلك تتم زيادته للحفاظ على درجة الحرارة، و كلما زاد تدفق الهواء فإن زيادة في التيار سوف تحدث أيضا، و كلما قل تدفق الهواء فإن التيار سوف يقل أيضا.

في النتيجة فإن التيار المتدفق يعطي نظير كهربائي منتظم من الهواء المتدفق و الذي تستخدمه وحدة التحكم الالكترونية كعنصر تحكم لتزويد الوقود.

و هذا النوع من المجسات يحتوي بداخله مجس لقياس درجة حرارة الهواء الداخل و سوف يتم شرح مبدأ عمله لاحقا و بالنظر إلى مخطط الدائرة الالكترونية للمجس فتلاحظ وجود ارضي المجس كمية الهواء المتدفق و أرضية E لمجس درجة حرارة الهواء الداخل.

تشخيص مجس كمية الهواء المتدفق (Diagnosis):

يتضمن التشخيص الفحص النظري، دارة المجس و فحص مكوناته، يجب أن يكون ممر المجس خال من الأوساخ و الترسبات لكي يعمل بشكل جيد، فإذا كان الممر مفلتا و ملونا، فإن المحرك في الأغلب سوف يعمل، و لكنه سيعمل بشكل ضعيف أو يتوقف و من الممكن أن لا يعمل على تسجيل رموز
أعطال التشخيص- (DTC ( Diagnosis Trouble Codes.
الشكل (2-4) يبين كيفية فحص فولطية التزويد لهذا المجس.


طرف التوصيل (B+) يعمل على تزويد الفولطية إلى مجس كمية الهواء المتدفق (MAF)، (VG)- خط إشارة المجس، (E2G)- الأرضي ، ( THA ) خط تزويد فولتية للثيرموستور ، ( 2 ) الأرضي للثيرموستور، الشكل (2-5) يبين طريقة فحص عمل مجس كمية الهواء المتدفق (MAF).
يمكن فحص معظم مجسات كمية الهواء المتدفق عن طريق تزويد الطاقة و كذلك الأرضي إلى أطراف التوصيل الصحيحة، من ثم توصيل مقياس الفولطية إلى سلك الإشارة(VG)، و إدخال الهواء من خلال المجس.

۲٫۲ مجس قیاس تدفق الهواء ذو ريشة توجيه (Van Air Flow Meter):
يعمل هذا الجهاز على تزويد وحدة التحكم الالكترونية بمعلومة عن قياس دقيق للحمل الواقع على المحرك، و تستعمل وحدة التحكم الالكترونية هذه المعلومة لحساب مدة ألبخ الأساسية للوقود و درجة تقديم الشرارة أيضا.
الشكل (2-6): مكونات مجس قياس الهواء المتدفق ذو ريشة توجيه
يتكون مجس قیاس تدفق الهواء من الأجزاء التالية و المبينة في الشكل (2-6):
1. صفيحة قياس Measuring Plate
2. صفيحة معادلة (تعويض) Compensation Plate .
3. زنبرك إرجاع Return Spring .
4. مقیاس فرق الجهد (بتنشيوميتر) Potentiometer .
5. مدخل جانبي للهواء Bypass Air Passage .
6 . برغي معايرة السرعات الحرة (معاير من الشركة الصانعة) Idle Adjusting
. Screw
7. مفتاح مضخة الوقود Fuel Pump Switch .
8.مجس درجة حرارة الهواء (intake Air Temperature( ITA
مبدأ العمل:
أثناء عمل المحرك، فإن الهواء المتدفق سوف يؤثر ضد صفيحة القياس (و كذلك زنبرك الإرجاع) و يحرق الصفيحة بما تتناسب مع حجم الهواء المتدفق من خلال الصفيحة،
الشكل.(2-7)

صفيحة المعادلة (التعويض) (الموصولة مع صفيحة القياس) تكون موجودة داخل غرفة التخميد و تعمل كممتص للصدمات لمنع التحرك السريع او اهتزاز صفيحة القياس.

إن حركة صفيحة القياس سوف تنقل من خلال عمود الى منزلق (Slider) (ذراع متحركة) على مقياس فرق الجهد (البتنشيوميتر) و حركة المنزلق ضد مقاومة البتنشيوميتر تسبب اشارة

فولطية متغيرة من خلال طرف التوصيل (VS) الى وحدة التحكم الالكترونية
(VS- اشارة الفولطية Voltage Signal)، الشكل (8-6).


بسبب العلاقه ما بين صفيحة القياس والبتنشيوميتر , فان التغيرات فى اشارات الفولطيه سوف تكون نسبيه الى حجم الهواء الداخل


المقاومة (r2) الموصولة على التوازي مع (r1) تسمح لمقياس كمية الهواء بأن يستمر بإعطاء إشارة Vs (إشارة فولطية) في حال انه حدث فتح في البتنشيوميتر الرئيسي (r1) ، يحتوي مقیاس تدفق الهواء ذو ريشة توجيه أيضا على مفتاح لمضخة الوقود موصول إلى المقياس و الذي يغلق ليؤكد عمل المضخة في حال أن المحرك بدأ بالعمل و أيضا الهواء بدأ يتدفق.

۲٫۳ مجس قیاس تدفق الهواء نوع دوامة كارمن
Karmen Vortex Type (MAF) Sensor

يبين الشكل (۲-۹) مقیاس تدفق الهواء من نوع دوامة كارمن و الذي يستخدم مرأة متحركة و بتنشيوميتر لقياس تدفق الهواء الداخل، و هو يقدم نفس نوع المعلومة (حجم الهواء الداخل) كما في المقياس ذو ريشة توجيه.
و يتكون من الأجزاء الآتية:
1. مولد الدوامة Vortex Generator .
2.مرأة (رقيقة معدنية) (Mirror ( Metal Foil.
3. قارنة ضوئية (دايود الباعث الضوئي و ترانزستور ضوئي)
Photo Coupler and photo transistor (LED)
4. فتحة توجيه الضغط Pressure Directing Hole .
5. مجس درجة حرارة الهواء الداخل Intake Air Temperature Sensor .


مبدأ العمل Operation
إن الهواء الداخل المؤثر ضد مولد الدوامة يحدث أثر دوامي الهواء في اتجاه المجري، و هذا يشبه بشكل كبير الأثر الذي يحدثه القارب خلفه عند المسير في النهر، هذا الأثر أو الزخرفة تعود إلى ما يسمى "بدوامة كارمن" الشكل (۲-۱۰) ترددات هذه الدوامات تتغير بالنسبة إلى سرعة الهواء الداخل (حمل المحرك).

تساق هذه الدوامات إلى فتحة توجيه الضغط و من بعدها تؤثر هذه الدوامات على الرقاقة المعدنية المرأة، تدفق الهواء ضد المرأة يتسبب لها بالتذبذب نسبة إلى تردد الدوامة.

وهذا يسبب الإضاءة من الديود الباعث الضوئي الخاص بالقارنة الضوئية لتكون مطبقة بشكل متناوب أو متعاقب و بعيدا عن الترانزستور الضوئي.

و كنتيجة، فإن الترانزستور الضوئي سوف يتم توصيل الأرضي له بشكل متناوب أو بفتح إشارة 2 فولط إلى وحدة التحكم الالكترونية (KS- إشارة كارمن)، الشكل (2-11)

يحدث هذا النوع من المجسات إشارة فولطية مربعة قيمتها 5 فولط و التي يزداد ترددها نسبة إلى الزيادة في تدفق الهواء و لأن طبيعة هذه الإشارة سريعة، و ترددها عال، فإن رؤية أو تحديد إشارة صحيحة عند الظروف التشغيلية المختلفة للمحرك يتطلب استخدام مقياس كهربائي ذو نوعية عالية مع إمكانية قياس الترددات أو استخدام راسم الإشارة Oscilloscope .


حساس درجة حرارة الهواء الداخل
Intake air temperature sensor
التركيب:
1. جسم الحساس
2. ثيرموستور
3. اسلاك توصيل
يعمل هذا الحساس على تزويد وحدة التحكم الالكتروني للمحرك بمعلومات عن درجة حرارة الهواء الداخل للمحرك وهذا يسمح لوحدة التحكم الالكتروني بالتحكم بكمية حقن الوقود
مبدأ العمل:
*يحتوي الثيرموستور على مقاومة كهربائية متغيرة مع درجة الحرارة تنقص قيمة هذه المقاومة كلما زادت درجة حرارة الهواء والعكس صحيح.
* أن تغير قيمة المقاومة للثيرموستور يؤدي الى تغير جهد مخرج الحساس المرسلة لوحدة التحكم الالكتروني حيث يقل الجهد كلما زادت درجة الحرارة والعكس صحيح.

الدائرة الكهربائية للحساس:
الشكل التالي يبين الدائرة الكهربائية لحساس درجة الهواء الداخل .
يتم تغذية الحساس بـ 5V من قبل وحدة التحكم الالكتروني حيث أن r2 تكون عبارة عن مقاومة موصولة على التوازي مع مقاومة الحساس ( مقاومة الثيرموستور) ومن المعروف أن المقاومة الكلية لمقاومات على التوازي تكون أقل من اقل مقاومة فعند ازدیاد درجة الحرارة تقل مقاومة الثيرموستور وبالتالي تقل المقاومة الكلية (بين r2 ومقاومة الثيرموستور) فيقل الجهد المطبق على المقاومة الكلية حسب درجة حرارة الهواء تقوم وحدة التحكم الالكتروني بمعرفة درجة حرارة الهواء الداخل وبالتالي اعطاء الحسابات الصحيحة لحقن الوقود في اسطوانات المحرك.
حساس وضعية الخانق
Throttle position sensor Resistor

يبين الشكل السابق الأجزاء الرئيسية لحساس وضعية الخانق.
الاجزاء والتوصيلات:
1- عازل كهربائي isulator
2- موصلات conductor
3- تلامسات متحركة (2 ,1) moving contact
4. مقاومة الحساس resistor
5. طرف سالب ground terminal
6.طرف الحساس في حالة الغلق idle position switch output terminal - 7.طرف مخرج الحساس throttle position sensor
8- طرف مزود فولتية الحساس 5V terminal

مبدأ العمل : عند بدء تشغيل المحرك يتم تزويد الحساس بفولتية 5V عن طريق وحدة التحكم الالكتروني ويكون الموصل 1 مرتبط بالخانق ويعمل على بيان أن الخانق في حالة غلق وعندما يتم الضغط على دواسة الوقود يتحرك الخانق وبالتالي يتحرك معة الموصلات 1,2 فيصل الموصل 1 الى منطقة العازل فتنقطع الاشارة عن الطرف الحساس في حالة الغلق ويقوم الموصل 2 بادخال المقاومة ويتم التغيير بقيمتها حيث كلما زادت فتحة الخانق قلة المقاومة وباتالي زيادة فولتية مخرج الحساس۔

حساس وضعية عمود الكامات
Camshaft position sensor

الأجزاء:
1- اسطوانة الحساس camshaft position sensing cylinder
2- الحساس
3. مغناطيس magnet
4. عنصرهال او مقاومة مغناطيسية hall element or magnetic resistive element

هنالك نوعان من حساس وضعية عمود الكامات :
1-حساس ذو عنصر هال
2- حساس ذو مقاومة مغناطيسية

مبدأ عمل الحساس
عند دوران عمود الكامات تدور معة اسطوانة الحساس التي تكون عبارة عن اسطوانة ذات زعنفتين واحدة قصيرة تقريبا لا تصل للعنصر ( هال أو المقاومة المغناطيسية ) والاخرى طويلة تسمى المروحة ( VANE) فعند اقتراب المروحة من عنصر هال أو المقاومة المغناطيسية ينتج مجال مغناطيسي عالي يولد 5V على مخرج الحساس وتكون هذه الاشارة عبارة عن نبضة التي تاخذها وحدة التحكم الالكتروني لمعرفة أن المكبس في الاسطوانة الأولى عند النقطة الميتة العليا وعند ابتعاد المروحة يضعف المجال المغناطيسي وبالتالي لا يوجد مجال كافي للمرور داخل عنصر هال أو المقاومة المغناطيسية

تبين الدائرة السابقة أن المجال المغناطيسي المتولد ( المار في عنصر الحساس ) وينتج قوة دافعة كهربائية التي تقوم بفتح ترانزستور عن طريق توصيل القاعدة للترانزستور الذي بدوره يرسل نبضه لوحدة التحكم الالكتروني .
المقال من أعداد م/ احمد جرادات

التعليقات



إذا أعجبك محتوى موقعنا نتمنى البقاء على تواصل دائم ، فقط قم بإدخال بريدك الإلكتروني للإشتراك في بريد الموقع السريع ليصلك جديد الموقع أولاً بأول ، كما يمكنك إرسال رساله بالضغط على الزر المجاور ...

إتصل بنا