De krukas-positie sensor

 

VR sensor
 

De meest belangrijke sensor van het systeem is de krukas positie sensor. Deze sensor geeft het motormanagement systeem informatie over 2 zaken:

1. Hoeveel toeren de motor draait.

2. In welke stand de krukas zich bevindt.

Het toerental is van belang om de cyclustijd te kunnen bepalen: we zullen per cyclus bijvoorbeeld een inspuiting van de injector willen doen.

De stand van de krukas is van wezenlijk belang voor de ontstekingstiming. We willen tenminste op de graad nauwkeurig kunnen ontsteken, dus is een precieze vaststelling van de krukashoek enorm belangrijk.

Deze gegevens kunnen we op een aantal manieren opnemen met een sensor. Oudere systemen gebruiken een opnemer in de verdeelkap van de ontsteking. Hier kan een HALL sensor inzitten. Een HALL sensor is een magneet-gevoelige transistor. Zodra er een magneet in de buurt is zal deze sensor in geleiding gaan. Er zijn 2 verschillende typen HALL: de een geeft een spanning af, de ander komt aan massa te liggen als ze aktief is. Kenmerkend voor de HALL sensor is dat ze een voedingsspanning nodig heeft om te kunnen werken.

HALL sensorDe HALL verdeler

De hall sensor en de verdeler met de bekende "fietsbel" om het magnetisme af te schermen van de sensor

In princiepe is de werking van de HALL achterhaald omdat deze minder precies de hoek kan opnemen dan een VR sensor die op de krukas is geplaatst. Op bovenstaand plaatje is goed te zien dat het magnetisme van de HALL wordt afgeschermd om zo een scherp afsnijmoment te krijgen van het triggerpunt. Dit heeft men gedaan omdat de HALL sensor van zichzelf niet erg precies is in het moment waarop ze een naderend magnetisch veld ziet. Een HALL sensor toepassen op een getand wiel is dus geen goed idee. Dit brengt timing errors met zich mee, hetgeen de motor instabiel maakt in grensgebieden.

De beste methode voor de toerentalopname en krukaspositie is het plaatsen van een triggerwheel op de krukaspulley met een VR sensor. VR staat voor "Variable Reluctance" en doelt op de variabele geleiding van het magnetisch veld door een spoel die om de permanente magneet van de sensor is gewikkeld.

Werking van de VR sensor
De VR sensor en werking.

 

De sensor leest het aantal tanden van het triggerwheel op de krukas. Doordat er een tand ontbreekt weer het management systeem exact wat de krukas hoek is. Triggerwheels zijn er in meerdere vormen en maten. De meest bekende patronen zijn de 36-1 en de 60-2 patronen. Maar ook andere OEM (fabrikant) patronen komen voor. Bijvoorbeeld het RENIX 44-2-2 systeem van Renault (en Volvo), het 36-2+2, het 36-2-2-2, het Subaru 6/7 systeem, het IAW Weber Marelli systeem (Sierra Cossworth en diverse Lancia's), 4G63 systeem, enzovoort.

36-1 Triggerwheel Vliegwiel trigger

Een 36-1 triggerwheel en een vliegwiel met een triggerpatroon

Ieder systeem heeft zo zijn eigen kenmerken en afhankelijk van de software van het systeem worden deze triggerpatronen ondersteund. Mocht er geen triggerwheel geplaatst zijn, of het triggerpatroon niet zijn ondersteund, dan kan je universeel wiel plaatsen. Fabrikanten plaatsen ook vaak het triggerwheel op het vliegwiel. Wij kunnen een vliegwiel voorzien van een triggerpatroon middels een hoekbank.

Over het triggeren valt nog wel wat te vertellen. Het princiepe is dat de VR sensor een signaal in de vorm van een sinusvormige spanning afgeeft. Als we dit op een scope bekijken ziet dit er zo uit:

 

VR scopebeeld

We kunnen op de scope zien dat het geen nette sinus is. Deze veranderd met het toerental en zal dan stijler worden als de amplitude (spanning) stijgt. Toch is het zaak om altijd aan de stijle flank te triggeren om een stabiel timingsignaal te krijgen. De polariteit van de VR sensor is daarom belangrijk. Een omgepoolde VR sensor zal vreemde storingen geven.

Indien we gebruik maken van een 36-1 triggerwheel dan hebben we iedere 10 krukasgraden een nieuw triggerpositie. Maar we willen het ontstekingstijdstip tot op de tiende graad nauwkeurig kunnen bepalen. Het systeem bepaald aan de hand van de tijd tussen de triggers wat de krukas hoek is. Dus een deel van de timing gebeurd door het daadwerkelijk vaststellen van de trigger, en een deel gebeurd door tijd te calculeren waarop de bobine in- en uitgeschakeld moet worden na het gemeten punt. Een Otto motor kent echter een mate van "onrond" lopen. Voor een arbeidsslag zal ze afremmen, en tijdens de arbeidsslag zal ze versnellen. Hoe meer "triggers" (tanden) op het triggerwheel, hoe kleiner de factor tijd in de berekening wordt en hoe minder plaats er is voor afwijkingen. Het aantal tanden moet echter in verhouding blijven tot de diameter van het wiel. Anders zal het signaal van de VR sensor verzwakken en is het signaal vatbaar voor storingen. We zien nu echter ook waarom de HALL in de verdeler met maar 4 triggers (op de halve krukassnelheid) een minder goed idee is dan een triggerwheel op de krukas.

Tevens onderscheiden hier de betere systemen zich: de goedkopere systemen (MegaSquirt1) zien enkel de reset van de missende tand. Vervolgens "negeren" ze een X aantal tanden tot ze op een positie zijn aangekomen waar ze opnieuw "triggeren". Vanaf dat moment timen ze de ontsteking op de interne klok. Dit doet men om de processor te ontlasten. Zowel KdFi als Adaptronic tellen alle tanden, minimaliseren de factor "tijd" in de timing en behoren dus tot de betere systemen. Een overtreffende trap is een analoge opneme van het triggersignaal door de processor (DSP). De processor bepaald dan geheel zelf waar de krukas zich bevind zonder een factor "tijd" te hoeven gebruiken. Een zeer mooie, maar kostbare techniek en de kwaliteit ervan valt en staat met de decodersoftware.

Hoe dan ook, het komt neer op het plaatsen van een triggerwheel met een VR sensor de prioriteit heeft om een goedwerkend en stabiel systeem te verkrijgen waarmee we alle mogelijkheden van het systeem kunnen gaan benutten. Bedenk dat het gehele systeem op deze sensor draait: valt deze sensor uit, dan valt de motor stil.

De positie van de missende tand is ook nog van belang. De juiste manier is de volgende: draai cilinder 1 in bovenste dode punt door middel van de merktekens of door te kijken door het bougiegat. Draai nu het triggerwheel zo dat de missende tand VOORBIJ de sensor is en bij een 36-1 wiel boven tand 9 staat. Bij een 60-2 wiel is dat boven tand 15.

Correct geplaatst triggerwheel met VR sensor

 

De meest moderne auto's hebben het triggerpatroon op het vliegwiel zitten. De Europeese merken hebben vaak een 36-1 of een 60-2 patroon in de vorm van een tone-ring of gatenpatroon in het vliegwiel. Wij kunnen middels een hoekbank dit patroon voor u aanbrengen op uw vliegwiel. Voorwaarde is wel dat het vliegwiel breed genoeg is en er ruimte is voor de sensor tussen de versnellingsbak en de motor.

Zie ook het volgende FILMPJE

 
< Vorige   Volgende >