I moderni motori diesel e a iniezione utilizzano sistemi di controllo con numerosi sensori che monitorano decine di parametri.Tra i sensori un posto particolare è occupato dal sensore di fase, ovvero il sensore di posizione dell'albero a camme.Leggi le funzioni, il design e il funzionamento di questo sensore nell'articolo.
Cos'è un sensore di fase
Il sensore di fase (DF) o sensore di posizione dell'albero a camme (DPRV) è un sensore del sistema di controllo per motori a benzina e diesel a iniezione che monitora la posizione del meccanismo di distribuzione del gas.Con l'aiuto di DF, l'inizio del ciclo del motore è determinato dal suo primo cilindro (quando viene raggiunto il PMS) e viene implementato un sistema di iniezione fasata.Questo sensore è funzionalmente collegato al sensore di posizione dell'albero motore (DPKV): il sistema elettronico di gestione del motore utilizza le letture di entrambi i sensori e, sulla base di ciò, genera impulsi per l'iniezione di carburante e l'accensione in ciascun cilindro.
I DF vengono utilizzati solo sui motori a benzina con iniezione fasata distribuita e su alcuni tipi di motori diesel.Ed è grazie al sensore che il principio stesso dell'iniezione fasata viene implementato più facilmente, ovvero l'iniezione di carburante e l'accensione per ciascun cilindro, a seconda della modalità di funzionamento del motore.Nei motori a carburatore non è necessario il DF, poiché la miscela aria-carburante viene fornita ai cilindri attraverso un collettore comune e l'accensione viene controllata tramite un distributore o un sensore di posizione dell'albero motore.
DF viene utilizzato anche su motori con sistema di fasatura variabile delle valvole.In questo caso vengono utilizzati sensori separati per gli alberi a camme che controllano le valvole di aspirazione e scarico, nonché sistemi di controllo più complessi e i loro algoritmi di funzionamento.
Progettazione di sensori di fase
Attualmente viene utilizzato il DF basato sull'effetto Hall: il verificarsi di una differenza di potenziale in un wafer semiconduttore attraverso il quale scorre corrente continua quando viene posizionato in un campo magnetico.I sensori ad effetto Hall sono implementati in modo abbastanza semplice.Si basa su un wafer semiconduttore quadrato o rettangolare, ai quattro lati del quale sono collegati i contatti: due ingressi, per fornire corrente continua, e due uscite, per rimuovere il segnale.Per comodità, questo design è realizzato sotto forma di un chip, che viene installato nell'alloggiamento del sensore insieme al magnete e ad altre parti.
Esistono due tipi di progettazione dei sensori di fase:
-Asolato;
- Estremità (asta).
Sensore a fessura
Sensore finale
Il sensore di fase a fessura ha una forma a U, nella sua sezione è presente un punto di riferimento (marker) dell'albero a camme.Il corpo del sensore è diviso in due metà, in una c'è un magnete permanente, nella seconda c'è un elemento sensibile, in entrambe le parti ci sono nuclei magnetici di forma speciale, che forniscono una variazione del campo magnetico durante il passaggio del benchmark.
Il sensore finale ha forma cilindrica, davanti alla sua estremità passa il punto di riferimento dell'albero a camme.In questo sensore, l'elemento sensibile si trova all'estremità, sopra c'è un magnete permanente e nuclei magnetici.
Va notato qui che il sensore di posizione dell'albero a camme è integrale, cioè combina l'elemento di rilevamento del segnale sopra descritto e un convertitore di segnale secondario che amplifica il segnale e lo converte in una forma conveniente per l'elaborazione da parte del sistema di controllo elettronico.Il trasduttore è solitamente integrato direttamente nel sensore, il che semplifica notevolmente l'installazione e la configurazione dell'intero sistema.
Principio di funzionamento del sensore di fase
Il sensore di fase è accoppiato con un disco principale montato sull'albero a camme.Questo disco ha un punto di riferimento di un tipo o di un altro, che passa davanti al sensore o nella sua fessura durante il funzionamento del motore.Passando davanti al sensore, il punto di riferimento chiude le linee magnetiche che ne escono, il che porta ad una variazione del campo magnetico che attraversa l'elemento sensibile.Di conseguenza nel sensore Hall viene generato un impulso elettrico che viene amplificato e modificato dal convertitore e inviato alla centralina elettronica del motore.
Per i sensori scanalati e terminali vengono utilizzati dischi master di diverse versioni.Accoppiato con sensori a fessura, funziona un disco con un traferro: quando si supera questo traferro si forma un impulso di controllo.In combinazione con un sensore finale, funziona un disco con denti o benchmark brevi: si forma un impulso di controllo quando il benchmark viene superato.
Il sensore di fase è accoppiato con un disco principale montato sull'albero a camme.Questo disco ha un punto di riferimento di un tipo o di un altro, che passa davanti al sensore o nella sua fessura durante il funzionamento del motore.Passando davanti al sensore, il punto di riferimento chiude le linee magnetiche che ne escono, il che porta ad una variazione del campo magnetico che attraversa l'elemento sensibile.Di conseguenza nel sensore Hall viene generato un impulso elettrico che viene amplificato e modificato dal convertitore e inviato alla centralina elettronica del motore.
Per i sensori scanalati e terminali vengono utilizzati dischi master di diverse versioni.Accoppiato con sensori a fessura, funziona un disco con un traferro: quando si supera questo traferro si forma un impulso di controllo.In combinazione con un sensore finale, funziona un disco con denti o benchmark brevi: si forma un impulso di controllo quando il benchmark viene superato.
Orario di pubblicazione: 24 agosto 2023