Oppimistehtävä:
Auton anturisignaalien tutkiminen
Tämän tehtävän tarkoitus oli oppia mittaamaan erilaisten antureiden signaaleja oskiloskoopilla.
Mittaukset suoritettiin kolmeen eri autoon: Toyota Celica, BMW 325, Opel Astra G.
Aloitetaan lambda anturin signaalien tutkimisella.
Nämä arvot ovat Toyotasta.
 |
| Tässä mallikuva minkälaista signaalia lambda anturista pitäisi tulla. |
 |
| Tässä on lambdan signaali tyhjäkäynnillä. |
Tässä on lambdan signaali n.4000 rpm
Happitunnistimen pakokaasuvirtaan työnnetyn kärjen ja runko-osan välille syntyy jännite-ero, kun pakokaasussa on runsaasti happea. Silloin palamisseoksen sanotaan olevan laiha ja se sisältää enemmän ilmaa kuin teoreettisesti ottaen tarvitaan. Jotta päästäisiin katalysaattorin kannalta oikeaan soessuhteeseen, on polttoaineen määrää lisättävä. Tämän polttoainejärjestelmä tekeekin, kun sähköisenn ohjausyksikköön tulee happitunnistimelta jänniteviesti. Kun polttoaineen syöttömäärää sitten lisätään, muuttuu seos vähitellen liian rikkaaksi, ja pakokaasuihin ei palamisreaktioiden jälkeen enää jää juuri lainkaan happea. Silloin jännite-ero happitunnistimessa häviää, ja silloin ohjausyksikkö alkaa vähentää polttoaineen syöttöä.
Tälläinen jatkuva heiluriliike rikkaan ja laihan seoksen välillä toistuu nopeassa tahdissa, jopa useita kymmeniä kertoja sekunnissa. Siksi polttoaineen ja ilman seossuhde näyttääkin keskimääräisesti pysyvän oikealla alueella eli lähellä teoreettista seosuhdetta.
Tässä videossa tutkimme lambda anturin signaaleja Toyotasta tyhjäkäynnillä ja korotetuilla kierroksilla.
 |
| Johtopakki jota käytimme näissä mittauksissa. |
Nokka- ja kampiakseli mittaukset suoritettiin Opel Astraan.
Tässä autossa nokka-akselin asentotunnistimena käytetään hall- tunnistinta.
 |
| Tässä johdotuksia nokka-akselin mittauksesta |
 |
| Tässä johtojen maadoituspaikka |
 |
| Picoscope väylämoduuli. Tämä laite yhdistää mitattavan anturin signaalit tietokoneen sovellukseen ja näyttää ne käppyröinä. |
 |
| Nokka-akselin asentotunnistin ja sen tunnistinkehä |
 |
| Tässä nokka akselin tunnistimen ohjearvot |
 |
Tässä mittaamamme arvot testiautosta. Signaalit muistuttavat ohjearvoja joten anturi toimii oikein.
|
Anturissa on kolme osaa: roottori, magneetti ja Hall-elementti. Roottorissa on ikkunoita ja se kulkee magneetin ja Hall-elementin välistä tai niiden läheltä. Hall-elementti altistuu magneettikentälle, kun ikkuna on suoraan magneettia vastapäätä. Kun roottori kääntyy, roottorin lavat ovat toisinaan magneettikentän ja elementin välissä ja toisinaan magneettikenttä pääsee ikkunoista läpi. Kun roottoria käytetään, hall-elementti tuottaa sakara-aallon. Moottorin rpm ja/tai yläkuolokohta ja nokan paikka määritetään tällä tavoin.
 |
| Löysin hyvän kuvan selittämään kuinka hall- tunnistin toimii. |
Kampiakselin asentotunnistin
Opel Astra
Tässä autossa on induktiivinen kampiakselin asentotunnistin. Moottorin sisäinen
"vaihdepyörä" pyörii anturin ohi. Tämä muuttaa magneetin magneettikenttää, joka voimistuu kun hampaat lähenevät,
ja heikentyy kun hampaat loittonevat. Nämä muutokset ilmenevät kelassa
tuotetussa vaihtovirtajännitteessä. Tästä kyseisestä vaihdepyörästä puuttuu 2 hammastusta, ja näin moottorin ohjausyksikkö pystyy päättelemään esimerkiksi nokka-akselin tietojen kanssa, että missä asennossa kampiakseli on tai missä kohtaa sijaitsee yläkuolokohta.
 |
| Kampiakselin asentotunnistimen ohjearvot |
 |
| Selitys mittausjohtimien sijoittamisesta mittauksen aikana |
 |
| Tämän näköistä signaali käppyrää tuli opelin kampiakselista |
 |
| Tällä Bosch testerillä oli tarkoitus mitata BMW:n puolan toimintaa. |
 |
| Kuva BMW:n puolista joista mittaukset suoritettiin. |
 |
| Yleistoisio adapteri |
 |
| Tässä kuva siitä kuinka yleistoisio adapterilla puolaa mitataan. |
 |
| Ensiksi akulta syötetään katkojan läpi sähkövirtaa puolan ensiökäämiin. Kun sähkövirta katkaistaa, jännite indusoituu ensiökäämistä toisiokäämiin josta se kulkeutuu tulpan sytytyskärkeen sytyttäen kipinän. Kipinän paloaika on noin 2-3 millisekuntia. |
Tässä videokuvassa näkyy puolan signaaleja.
 |
| Tässä vähän kuvaa johdotuksista jotka teimme aloittaaksemme signaalien mittaukset. |
Ilmamassamittarin tehtävänä on mitata ilmavirtausta kuumalangan avulla. Kun ilma jäähdyttää lankaa sinne joudutaan syöttämään lisää virtaa jotta saadaan lanka pysymään lämpimänä. Virran syötön määrästä tiedetään antaa eculle oikeat tiedot, jotta ilman sekaan osataan sekoittaa oikea määrä polttoainetta.
Tässä videossa näkyy minkälaisia signaaleja ilmamassa anturi lähettää auton moottorinohjaukselle kun moottorille annetaan kierroksia. Moottoria kuormitettaessa noin 5000rpm, järjestelmä antaa kuumalangalle vajaan 4.5V lisää virtaa. Kun järjestelmä tietää annetun virtamäärän se tajuaa kuinka paljon ilmavirtausta moottorin kulkeutuu.
 |
| Tässä on Opel Astra Garavan merkkisen auton moottorinohjauksen kytkentäkaavio. |
 |
| Tässä Toyota Celican moottorinohjauksen kytkentäkaavio. |
Tekijät: Tomi Kuisma, Riku Matilainen, Tomi Rutanen
