Elementaire meettechniek (6)

Transcriptie

1 Elementaire meettechniek (6) E. Gernaat (ISBN ) 1 Autotechnische signalen In dit hoofdstuk laten we een aantal met de oscilloscoop opgenomen autotechnische signalen zien 1. Bij elk signaal geven we een korte beschrijving. De bekendste signalen zijn: het injectorsignaal; het (primaire) ontstekingssignaal; signaal stationaire regelklep; het krukaspositie(toerental)signaal; het nokkenassignaal; het lambdasignaal; signaal dynamospanningsregeling; de dynamorimpel; het startsignaal (startpuls); signaal gaskleppotentiometer; signaal klopsensor. 2 Het injectorsignaal De eindtransistor van de motormanagement-computer legt de injectorspoel voor de inspuiting aan de massa. De laagtijd is dan gelijk aan de inspuittijd. Bij het sluiten ontstaat een sterke inductiespanning die door de piek wordt weergegeven (fig. 1). 3 Het primaire ontstekingssignaal Het primaire ontstekingssignaal wordt opgenomen van pin 1 van de bobine. Bij moderne ontstekingssystemen waarbij de bobine rechtstreeks op de bougie wordt geplaatst kan deze meting niet meer worden uitgevoerd. Fig. 2 geeft het spanningsverloop weer. De betekenis van de spanningsveranderingen worden in de figuur weergegeven. 1. Op dit werk is de Creative Commons Licentie van toepassing 1

2 injectorsignaal 0 Volt/div 10 V Triggerspanning 10 V Time/div 1 ms Figuur 1: Oscilloscoopbeeld van het injectorsignaal van een mengselmotor Figuur 2: Oscilloscoopbeeld van het primaire ontstekingssignaal 2

3 4 Signaal stationaire regelklep Regelkleppen voor het stationair draaien staan parallel aan de gasklep geschakeld. Momenteel zien we dat voor het stabiliseren van het stationaire motortoerental rechtstreeks de gasklep wordt aangestuurd. Hoewel men als by-passklep ook een stappenmotor kan toepassen gaat het toch in de meeste gevallen om een klep die d.m.v. pulsbreedtemodulatie wordt aangestuurd. Fig. 3 geeft het opgenomen signaal weer van een dergelijke klep. Figuur 3: Oscilloscoopbeeld van de aansturing van een stationaire regelklep van het by-pass type 5 Krukaspositie(toerental)signaal Het krukaspositiesignaal wordt meestal verkregen door een inductieimpulsgever boven de tanden van het vliegwiel of pulswiel te plaatsen. Een ontbrekende tand laat dan het referentiepunt zien. Zie fig Het nokkenassignaal Het nokkenassignaal wordt gebuikt voor de herkenning van de individuele cilinders. Het signaal kan voor diverse toepassingen worden gebruikt. Te denken valt aan een ontstekingstijdstip dat per cilinder wordt geregeld of een sequentiëel geregelde inspuiting. Ook de regeling van de kleptiming door middel van nokkenasverdraaiing maakt gebruik van een nokkenassignaal. In veel gevallen wordt er gebruik gemaakt van Hall-sensoren waardoor een bloksignaal ontstaat (fig. 5). 3

4 Figuur 4: Oscilloscoopbeeld van het krukaspositiesignaal nokkenas signaal Volt/div 5 V DC Time/div 10 ms Figuur 5: Oscilloscoopbeeld van een nokkenaspositiesignaal 4

5 7 Het lambdasignaal Het lambdasignaal geeft aan of het mengsel rijk of arm is. Het signaal beweegt zich tussen 200 mv (arm) en 800 mv (rijk). Verrijking en verarming van het mengsel is bij mengselmotoren nodig voor de goede werking van de driewegkatalysator. Zie fig. 6. Figuur 6: Oscilloscoopbeeld van het lambdasensor-signaal 8 Signaal dynamospanningsregeling Om de dynamospanning constant te houden wordt de grootte van de stroom door de dynamo-rotor geregeld. Een grotere rotorstroom compenseert het optredende spanningsverlies t.g.v. een grotere dynamostroom. De spanningsregelaar legt hiervoor de rotor gedurende langere of kortere tijd aan de massa. Wanneer de rotor lang aan de massa wordt gelegd is de dynamo relatief zwaar belast. In feite gaat het hier om pulsbreedte modulatie. Fig. 7 laat het verloop van de rotorstroom zien van een betrekkelijk zwaar belaste dynamo. 9 De dynamorimpel De rimpel van de dynamo wordt veroorzaakt door de gelijkrichting van de wisselspanning. De rimpel mag niet groter zijn dan 500 mv. De ontstoringsfilters van de auto-computer houden hier rekening mee. Dynamo-defecten kunnen de 5

6 Figuur 7: Het verloop van de rotorstroom van een belaste dynamo rimpel vergroten. De ingangskoppeling van de oscilloscoop staat ingesteld op AC om geen last te hebben van de gelijkspanningscomponent (fig.8). 10 Het startsignaal De oscilloscoop wordt hier over de batterij aangesloten en ingesteld op single shot. De triggerspanning wordt ingesteld op de neergaande flank en iets onder de batterijspanning. Wanneer de auto gestart wordt ontstaat een spanningsverloop overeenkomstig fig. 9. In de figuur kan men de starttijd, het compressieverloop, de batterij- en de dynamospanning onderscheiden. 11 Signaal gaskleppotentiometer De gaskleppotentiometer betreft een analoog-signaal. Bij het verdraaien van de gasklep variëert de spanning in de meeste gevallen tussen de 0 en 5 V. Veelal wordt niet het gehele bereik van de potentiometer gebruikt. Dit is gedaan om storingen te kunnen detecteren. Een spanningbereik tussen de 0,5 V en 4,5 V is gebruikelijk. Wanneer we de oscilloscoop aansluiten en instellen op een langzame tijd en een triggerspanning van bijv. 0,5 V dan zullen we wanneer we de gasklep verdraaien de bij de gasklepstand behorende spanning registreren (fig. 10). 6

7 Figuur 8: Oscilloscoopbeeld van de spanningsrimpel van de dynamo Figuur 9: Oscilloscoopbeeld van de batterij-spanning tijdens het starten 7

8 gaspedaal signaal 0 Volt/div 1 V DC Time/div 500 ms Figuur 10: Oscilloscoopbeeld van spanningsverloop van de gaskleppotentiometer 12 Signaal klopsensor De klopsensor is een piëzo-element. Het piëzo-element zet de trilling van het motorblok om in een spanning. Wanneer de motor pingelt nemen de trillingen sterk toe. Deze toename wordt door de motormanagementcomputer herkend waarna het ontstekingstijdstip wordt verlaat. Met behulp van een oscilloscoop kunnen de trillingen worden gemeten. Het oscilloscoopbeeld van fig. 11 is kunstmatig verkregen door met een hamer op de hijshaak van het motorblok te slaan. Figuur 11: Weergave van de motorbloktrillingen die door de klopsensor zijn geregistreerd. 8

9 13 Vragen en opgaven Zie boek 9