ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ"

Ναχώρ Μελετόπουλος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ: ΜΕΡΟΣ Ι

2 Ο Εγκέφαλος του αυτοκινήτου χρειάζεται αισθητήρες, Όπως ακριβώς και ο ανθρώπινος! Ήχος (μηχανικό σήμα) Φως (Ηλεκτρομαγνητικό σήμα) Όσφρηση, γεύση (Χημικό σήμα) Ηλεκτρικό σήμα Εγκέφαλος Αισθητήρια όργανα: μετατρέπουν όλα τα σήματα σε ηλεκτρικά για να τα επεξεργαστεί ο εγκέφαλος

3 ΦΥΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ (Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου ) Εγκέφαλος Θερμοκρασία Πίεση Ταχύτητα ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Ψηφιακό σήμα Θέση κ.ο.κ.

4 Αισθητήρας (μετατροπέας εισόδου): συσκευή που μετατρέπει το μετρούμενο φυσικό ή μη φυσικό σήμα σε ηλεκτρικό σήμα που μπορεί να επεξεργαστεί ή να μετρηθεί ηλεκτρονικά. Φυσικό σήμα: ηθερμοκρασία, ηθέσηκαιημετατόπιση ενός αντικειμένου, ηστάθμη υγρών, η ταχύτητα και η επιτάχυνση ενός κινούμενου αντικειμένου, ηδύναμη, η ροή ρευστού, ητάση, το ρεύμα, η υγρασία, η ακτινοβολία και άλλα. Οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη συλλογή πληροφοριών (δεδομένων) από ένα σύστημα, καθώς και για τον έλεγχο των συστημάτων.

5 ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ (ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΛΑΜΔΑ - Λ) Μετράει την περιεκτικότητα των ρύπων σε οξυγόνο (εύρεση CO, HC, NOx) Το σήμα εξόδου του αισθητήρα λ αξιολογείται από τον "εγκέφαλο" ώστε να ρυθμίσει αυτός το μίγμα αέρα - βενζίνη και να εξασφαλιστεί η καλύτερη καύση, διατηρώντας την τιμή του λ κοντά στη μονάδα

6 Τοποθετείται στο πρώτο τμήμα της εξάτμισης πριν από τον καταλύτη Αποτελείται από ένα κεραμικό σώμα με βάση το διοξείδιο του ζιρκονίου και είναι επιστρωμένο με ένα λεπτό στρώμα πλατίνας. Το κεραμικό σώμα είναι κλειστό από τη μία πλευρά και είναι τοποθετημένο μέσα σε έναν προστατευτικό σωλήνα που το προστατεύει και επιτρέπει την εγκατάστασή του στην πολλαπλή εξαγωγής. Το εξωτερικό μέρος του κεραμικού βρίσκεται σε επαφή με τα καυσαέρια στην εξάτμιση, ενώ το εσωτερικό μέρος του είναι σε επαφή με το περιβάλλον. Σε θερμοκρασία άνω των 300 C το κεραμικό υλικό γίνεται αγωγός ιόντων οξυγόνου. Αν η ποσότητα οξυγόνου στις δύο πλευρές (μέσα και έξω) του αισθητήρα είναι διαφορετική, δημιουργείται μια τάση στους ακροδέκτες του αισθητήρα. Η μεταβολή αυτής της τάσης αντιπροσωπεύει τη διαφορά ποσότητας οξυγόνου μεταξύ των δύο πλευρών του κεραμικού σώματος και ενημερώνει τον "εγκέφαλο" ότι τα υπολείμματα οξυγόνου στα καυσαέρια δεν είναι αρκετά, για να εξασφαλιστεί η καύση των βλαβερών υπολοίπων. Σε θερμοκρασία κάτω από τους 300 C το κεραμικό υλικό δεν είναι ενεργό και συνεπώς ο αισθητήρας δε στέλνει σήματα στον "εγκέφαλο", για να τα αξιοποιήσει. Για να επιταχυνθεί η λειτουργία του αισθητήρα, χρησιμοποιείται μια ηλεκτρική αντίσταση, για να ζεστάνει το κεραμικό υλικό και να γίνει σε λίγο χρόνο, αγωγός ιόντων. Αυτό επίσης επιτρέπει και την τοποθέτηση του αισθητήρα σε, σημεία της εξάτμισης που είναι λιγότερο ζεστά.

ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΝΕΡΟΥ (ETC) Ενημερώνει τον "εγκέφαλο" για την τιμή της θερμοκρασίας του νερού ψύξης Είναι τοποθετημένος επάνω στο σώμα του θερμοστάτη και είναι τύπου Ν.Τ.C (με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας).

7 ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΝΕΡΟΥ (ETC) Ενημερώνει τον "εγκέφαλο" για την τιμή της θερμοκρασίας του νερού ψύξης Είναι τοποθετημένος επάνω στο σώμα του θερμοστάτη και είναι τύπου Ν.Τ.C (με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας). Η αντίστασή του ελαττώνεται, όταν αυξάνεται η θερμοκρασία Περικλείεται ερμητικά από ένα ορειχάλκινο σώμα, που το προστατεύει από τη διαβρωτική ενέργεια του νερού που κυκλοφορεί στο ψυκτικό σύστημα του κινητήρα.

8 ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΕΡΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ (ACT) Ενημερώνει τον "εγκέφαλο" για την τιμή της θερμοκρασίας του αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα Είναι τοποθετημένος στην πολλαπλή εισαγωγή του κινητήρα Αποτελείται από ένα πλαστικό σώμα που ενσωματώνει τη θερμική αντίσταση (θερμίστορ) τύπου Ν.Τ.C. Το ηλεκτρικό σήμα του αισθητήρα θερμοκρασίας του αέρα σε συνδυασμό με το σήμα πίεσης του αέρα εισαγωγής στον κινητήρα χρησιμοποιείται από τον εγκέφαλο για τον υπολογισμό της πυκνότητας του αέρα εισαγωγής.

ΑΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΣΗΣ ΠΕΤΑΛΟΥΔΑΣ ΓΚΑΖΙΟΥ (TPS) Αποτελείται από έναποτενσιόμετρο, του

Το ποτενσιόμετρο τροφοδοτείται από τον"εγκέφαλο" με μία τάση 5 Volt.

Ο "εγκέφαλος" πρέπει να γνωρίζει την ακριβή θέση της πεταλούδας και να την

9 ΑΣΘΗΤΗΡΑΣ ΘΕΣΗΣ ΠΕΤΑΛΟΥΔΑΣ ΓΚΑΖΙΟΥ (TPS) Αποτελείται από έναποτενσιόμετρο, του οποίου το κινητό μέρος κινείται από τον άξονα της βαλβίδας πεταλούδας του γκαζιού Το ποτενσιόμετρο τροφοδοτείται από τον"εγκέφαλο" με μία τάση 5 Volt. Ηέξοδοςτουποτενσιόμετρου εξαρτάται από τηθέσητηςπεταλούδας. Ο "εγκέφαλος" πρέπει να γνωρίζει την ακριβή θέση της πεταλούδας και να την μεταβάλλει ανάλογα, ώστε να διορθώνεται κατάλληλα η αναλογία του μίγματος αέρα - καυσίμου και να επιτυγχάνεται έτσι καλύτερη καύση.

10 ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ Ή ΥΠΟΠΙΕΣΗΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ (MAP) Είναι τοποθετημένος απ' ευθείας στο κιβώτιο εισαγωγής Γέφυρα Wheatstone τυπωμένη επάνω σε μια κεραμική μεμβράνη Σήμα πιεζοαντίστασης: παραμόρφωση μεμβράνης

11 ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ Ή ΥΠΟΠΙΕΣΗΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ (MAP)

12 Με σβηστή τη μηχανή το ευαίσθητο διάφραγμα κάμπτεται ανάλογα με την τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης σε mm. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα, η επίδραση της υποπίεσης παρέχει μία μηχανική ενέργεια στην κεραμική μεμβράνη του αισθητήρα, η οποία λυγίζει με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται η τιμή των αντιστάσεων.

13 Οι αντιστάσεις R2, R3, R4 είναι ίσες και η αντίσταση Rx είναι η μεταβλητή αντίσταση του αισθητήρα. Αν η γέφυρα είναι σε ισορροπία, τότε η τάση μεταξύ των σημείων Α και C, V AC είναι μηδέν και το ρεύμα Ι g είναι μηδέν. ΓΈΦΥΡΑ WHEATSTONE Συνθήκη ισορροπίας:

14 Αν η αντίσταση του αισθητήρα Rx μεταβληθεί, η ισορροπία της γέφυρας θα διαταραχθεί και το βολτόμετρο θα μας δείξει μία τάση V AC η οποία θα αντιπροσωπεύει κάποια αντίστοιχη μεταβολή της φυσικής μεταβλητής (π.χ. θερμοκρασία ή πίεση) που μετρά ο αισθητήρας. Η τάση ανάμεσα στα σημεία Α και C δίνεται από τη σχέση: Αν η γέφυρα είναι σε ισορροπία, από τηνπαραπάνω σχέση προκύπτει ότι V AC =0. Αν τώρα η αντίσταση του αισθητήρα Rx αρχίσει να μεταβάλλεται, η τάσηv AC δεν είναι απ' ευθείας ανάλογη (γραμμική συνάρτηση) στις αλλαγές της αντίστασης R x.

15 Επειδή οι μεταβολές της τάσης V AC, είναι πολύ μικρές, της τάξης των μvolts, χρειάζεται ενίσχυση, για να μπορεί να μετρηθεί από τον εγκέφαλο του αυτοκινήτου. Ενισχυτική διάταξη, που χρησιμοποιεί έναν τελεστικό ενισχυτή για την ενίσχυση της τάσης στην έξοδο της γέφυρας. Η τάση εξόδου του ενισχυτή V 0 παίρνει συνήθως τιμές μεταξύ +12 Volt και 12 Volt και μπορεί να διαβαστεί από την Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου του συστήματος. Η Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου χρησιμοποιεί ένα αποθηκευμένο από πριν πίνακα δεδομένων. Ο πίνακας αυτός περιλαμβάνει δεδομένα τα οποία έχουν υπολογιστεί, λαμβάνοντας υπόψη τη μεταβολή των αντιστάσεων λόγω θερμοκρασίας και τη μη γραμμικότητα της τάσης εξόδου του αισθητήρα με τη φυσική μεταβλητή που αυτός μετράει.

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΊΩΣΗ Οι αισθητήρες είναι ηλεκτρομηχανικές συσκευές που μετατρέπουν φυσικές μεταβλητές σε ηλεκτρικά σήματα.

Η έξοδος των ψηφιακών αισθητήρων είναι ένα ψηφιακό σήμα που μπορεί να επεξεργαστεί αμέσως.

Παράμετροι που επηρεάζουν τους αισθητήρες πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη.

Αυτός μετράει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο των ρύπων στην εξάτμιση. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας νερού.

16 ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΊΩΣΗ Οι αισθητήρες είναι ηλεκτρομηχανικές συσκευές που μετατρέπουν φυσικές μεταβλητές σε ηλεκτρικά σήματα. Υπάρχουν αναλογικοί και ψηφιακοί αισθητήρες. Η έξοδος των ψηφιακών αισθητήρων είναι ένα ψηφιακό σήμα που μπορεί να επεξεργαστεί αμέσως. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη συντήρηση ή την επιλογή ενός αισθητήρα είναι η γνώση των τεχνικών του χαρακτηριστικών. Παράμετροι που επηρεάζουν τους αισθητήρες πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη. Οι αισθητήρες που μελετήσαμε είναι: Ο αισθητήρας οξυγόνου ή Λάμδα (λ). Αυτός μετράει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο των ρύπων στην εξάτμιση. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας νερού. Αυτός είναι ένα θερμίστορ τύπου ΝΤΟ, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του νερού στο σύστημα ψύξης του κινητήρα. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής. Αυτός μετράει τη θερμοκρασία του αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής, που εισέρχεται στον κινητήρα. Ο αισθητήρας απόλυτης πίεσης ή υποπίεσης πολλαπλής εισαγωγής. Αυτός μετράει την απόλυτη πίεση ή υποπίεση στην πολλαπλή εισαγωγής.

Σχετικά έγγραφα

ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ. Εργαστήριο Ηλεκτρικό Σύστημα Αυτοκινήτου. Αθήνα 2017 Χριστολουκάς Δημήτριος

ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ. Εργαστήριο Ηλεκτρικό Σύστημα Αυτοκινήτου. Αθήνα 2017 Χριστολουκάς Δημήτριος 4 ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Εργαστήριο Ηλεκτρικό Σύστημα Αυτοκινήτου Αθήνα 2017 Χριστολουκάς Δημήτριος 4.1 ΣΤΟΧΟΙ Στο τέλος αυτής της ενότητας οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση να: Γνωρίζουν τη λειτουργία και τη χρήση