DIAGNOSIS SENSOR, AKTUATOR, DAN OSILOSKOP
4.3 AKTUATOR Pendahuluan Pendahuluan
Ada banyak cara untuk memberikan kontrol atas variabel di dalam dan di sekitar kendaraan. 'Aktuator' adalah istilah umum yang digunakan di sini untuk menggambarkan mekanisme kontrol. Ketika dikendalikan secara elektrik, mereka akan bekerja baik dengan efek termal atau magnetik. Pada bagian ini, istilah aktuator secara umum akan digunakan untuk mengartikan perangkat yang mengubah sinyal listrik menjadi gerakan mekanis (Tabel 4.3).
Gambar 4.37 Prinsip sensor hujan: 1 – LED; 2 – foto dioda
Gambar 4.38 Paket sensor hujan (Sumber: Bosch Media)
Aktuator pengujian
Aktuator pengujian dapat sederhana karena banyak yang dioperasikan oleh belitan.
Resistansi dapat diukur dengan ohmmeter. Tip yang baik adalah jika aktuator memiliki lebih dari satu belitan (misalnya motor stepper), resistansi masing-masing harus hampir sama.
Bahkan jika nilai yang diharapkan tidak diketahui, kemungkinan jika semua belitan terbaca sama maka perangkat berfungsi dengan baik. Dengan beberapa aktuator, dimungkinkan untuk menyalakannya dari baterai kendaraan. Injektor bahan bakar harus berbunyi klik, misalnya, dan perangkat bypass udara putar harus berputar sekitar setengah putaran. Hati -hati dengan metode ini karena beberapa aktuator bisa rusak. Paling tidak, gunakan kabel suplai (jumper) yang menyatu.
Aktuator bermotor dan solenoida Motor
Motor listrik magnet permanen digunakan dalam banyak aplikasi dan sangat serbaguna. Output dari motor tentu saja adalah putaran, dan ini dapat digunakan dalam banyak cara. Jika motor menggerakkan 'mur' yang berputar di mana plunger dipasang di mana terdapat ulir sekrup, aksi putar dapat dengan mudah diubah menjadi gerakan linier. Pada sebagian besar aplikasi kendaraan, output motor harus diturunkan, ini untuk mengurangi kecepatan dan meningkatkan torsi. Motor magnet permanen hampir secara universal digunakan sekarang sebagai pengganti motor yang lebih tua dan kurang praktis dengan belitan medan. Beberapa contoh tipikal penggunaan motor ini adalah sebagai berikut:
• wiper kaca depan;
balik posisi secara langsung. Ini tidak diperlukan di banyak aplikasi; namun, dalam kasus seperti penyesuaian kursi ketika 'memori' posisi mungkin diperlukan, sensor tipe resistor variabel dapat dipasang untuk memberikan umpan balik. Tiga aktuator motor tipikal ditunjukkan pada Gambar 4.39. Dua motor di sebelah kanan digunakan untuk mengangkat jendela. Beberapa di antaranya menggunakan sensor efek Hall atau kuas tambahan sebagai perangkat umpan balik.
Tabel 4.3 Metode diagnostik aktuator
Aktuator Peralatan Metode Hasuk Lingkup
bentuk gelombang Aktuator
Kunci Injektor Bahan Bakar Solenoid
Ohmmete r
Putuskan sambungan komponen dan ukur resistansinya
Resistansi banyak injektor kira-kira. 16 (tetapi periksa data).
Kunci dan aktuator lain mungkin memiliki dua belitan (misalnya mengunci dan
membuka kunci). Nilai resistansi sangat mungkin sama
Gambar 4.47 dan 4.48
Motor Lihat daftar sebelumnya
Suplai baterai (menyatu) Ammeter
Sebagian besar aktuator tipe 'motor' dapat dijalankan dari suplai baterai setelah terputus dari sirkuit. Jika perlu, penarikan saat ini dapat diukur
Pengoperasian normal dengan penarikan arus yang sesuai dengan 'pekerjaan' yang dilakukan oleh perangkat. Misalnya, motor pompa bahan bakar dapat menarik hingga 10A, tetapi aktuator idle hanya akan menarik 1 atau 2A
-
Aktuator solenoid (kontrol kecepatan idle)
Pengukur siklus tugas
Sebagian besar jenis dilengkapi dengan
gelombang
Siklus tugas akan bervariasi karena perubahan diperlukan
Gambar 4.41
persegi rasio variabel Motor stepper
Bypass udara kecepatan idle Kontrol choke karburator Driver
speedometer
Ohmmete r
Uji resistansi setiap belitan dengan motor terputus dari sirkuit
Resistansi belitan harus sama. Nilai di wilayah 10–20Ω adalah tipikal
Gambar 4.44
Tampilan instrumen perangkat udara bantu termal
Suplai baterai Ohmmete r Fused
Periksa belitan untuk
kontinuitas; jika OK, hidupkan perangkat dan perhatikan
operasinya (untuk instrumen,
hidupkan ini tetapi gunakan resistor sebagai pengganti unit pengirim)
Gerakan terus menerus dan lambat (beberapa detik hingga beberapa menit) untuk menutup katup atau bergerak sesuai kebutuhan
-
katup EGR Suplai baterai Ohmmete r Fused
Periksa belitan untuk
kontinuitas; jika OK, hidupkan perangkat dan catat
pengoperasianny a
Kontinuitas dan gerakan cepat untuk menutup katup
Gambar 4.56
Gambar 4.39 Motor pengangkat dan penghapus jendela Katup kontrol kecepatan idle putar
Rotary ISCV akan memiliki dua atau tiga sambungan listrik, dengan suplai tegangan
Gambar 4.40 Katup kontrol idle putar
Rasio on/off atau siklus kerja gelombang persegi akan menentukan waktu buka katup rata-rata dan karenanya kecepatan idle. Dengan tipe belitan ganda, sinyal gelombang persegi yang sama dikirim ke satu belitan tetapi sinyal terbalik dikirim ke belitan lainnya. Karena belitan dililit berlawanan satu sama lain, jika siklus kerja 50% maka tidak ada gerakan yang akan terjadi. Mengubah rasio sekarang akan menyebabkan rana bergerak ke satu arah atau yang lain (Gambar 4.40). Tingkat di mana jalur bumi diaktifkan ditentukan oleh ECU untuk mempertahankan kecepatan idle prasyarat sesuai dengan pemrogramannya. Katup akan membentuk bypass udara melewati kupu-kupu throttle untuk membentuk aliran udara terkontrol di dalam saluran induksi. Katup putar akan memiliki pilihan jalur bumi tunggal atau kembar, tunggal ditarik satu arah secara elektrik dan dikembalikan ke posisi tertutup melalui pegas; sistem pembumian ganda akan mengganti katup di kedua arah. Ini dapat dipantau pada osiloskop jejak ganda. Seperti yang ditunjukkan oleh contoh bentuk gelombang, jalur bumi dialihkan dan gambar yang dihasilkan dihasilkan. Perangkat kontrol idle mengambil posisi yang ditentukan oleh rasio hidup/mati (siklus tugas) dari sinyal yang disediakan. Probing ke sisi suplai akan menghasilkan garis lurus pada tegangan sistem, dan ketika sirkuit bumi dipantau, gelombang persegi akan terlihat (Gambar 4.41). Frekuensi juga dapat diukur seperti rasio on/off.
Gambar 4.41 Sinyal dipasok ke katup kontrol idle putar
Motor stepper
Motor stepper menjadi semakin populer sebagai aktuator di kendaraan bermotor.
Hal ini terutama karena kemudahan yang mereka dapat dikendalikan oleh sistem elektronik.
Motor stepper dikelompokkan ke dalam tiga kelompok berbeda berikut, prinsip dasarnya ditunjukkan pada Gambar 4.42:
• motor keengganan variabel;
• motor magnet permanen (PM);
• motor hibrida.
Gambar 4.42 Prinsip motor stepper
Prinsip dasarnya sama untuk setiap jenis. Semuanya telah dan sedang digunakan dalam berbagai aplikasi kendaraan. Desain dasar untuk motor stepper magnet permanen terdiri dari dua stator ganda. Rotor sering dibuat dari bariumferit dalam bentuk magnet annular yang disinter. Saat belitan diberi energi dalam satu arah kemudian yang lain, motor akan berputar dalam langkah 90°. Setengah langkah dapat dicapai dengan menyalakan dua belitan. Ini akan menyebabkan rotor sejajar dengan dua kutub stator dan menerapkan setengah langkah 45°. Arah putaran ditentukan oleh urutan pengaktifan atau penonaktifan belitan atau pembalikan. Keuntungan utama dari motor stepper adalah bahwa umpan balik posisi tidak diperlukan. Ini karena motor dapat diindeks ke titik awal yang diketahui dan kemudian sejumlah langkah yang dihitung akan menggerakkan motor ke posisi yang sesuai.
Motor stepper, ketika digunakan untuk mengontrol kecepatan idle, adalah perangkat elektro- mekanis kecil yang memungkinkan sirkuit bypass udara atau bukaan throttle untuk mengubah
posisinya bergantung pada jumlah yang diindeks oleh stepper (digerakkan dalam langkah yang diketahui) (Gambar 4.43).
Motor stepper digunakan untuk mengontrol kecepatan idle saat ISCV tidak digunakan.
Stepper mungkin memiliki empat atau lima koneksi kembali ke ECU. Ini memungkinkan unit kontrol untuk menggerakkan motor dalam serangkaian 'langkah' saat sirkuit dibumikan ke ground. Perangkat ini juga dapat digunakan untuk mengontrol posisi tutup kontrol, misalnya, sebagai bagian dari sistem pemanas dan ventilasi. Jalur bumi individu dapat diperiksa menggunakan osiloskop. Bentuk gelombang harus serupa di setiap jalur. Variasi pada contoh yang ditampilkan di sini mungkin terlihat di antara sistem yang berbeda (Gambar 4.44 dan Gambar 4.45).
Gambar 4.43 Motor stepper dan potensiometer throttle pada throttle body
Jalur bumi individu dapat diperiksa menggunakan osiloskop. Bentuk gelombang harus serupa di setiap jalur. Variasi pada contoh yang ditampilkan di sini mungkin terlihat di antara sistem yang berbeda (Gambar 4.44 dan Gambar 4.45).
sistem menggunakan resistor ballast secara seri dengan injektor bahan bakar. Hal ini memungkinkan penggunaan belitan operasi induktansi dan resistansi yang lebih rendah, sehingga mempercepat waktu reaksi. Jenis aktuator solenoida lainnya, misalnya aktuator kunci pintu, memiliki waktu reaksi yang kurang kritis. Namun, prinsip dasarnya tetap sama.
Gambar 4.45 Sinyal motor stepper alternatif
Injektor titik tunggal
Injeksi titik tunggal juga kadang-kadang disebut sebagai injeksi throttle body (Gambar 4.46). Sebuah injektor tunggal digunakan (pada mesin yang lebih besar dua injektor dapat digunakan) dalam apa yang mungkin memiliki penampilan luar untuk menjadi rumah karburator. Bentuk gelombang yang dihasilkan dari sistem titik tunggal menunjukkan periode injeksi awal yang diikuti oleh tegangan denyut injektor di sisa jejak. Bagian 'pembatas arus' dari bentuk gelombang ini disebut durasi tambahan dan merupakan bagian dari jejak injeksi yang mengembang untuk meningkatkan kuantitas bahan bakar. Ini menunjukkan lebih baik dalam bentuk gelombang arus daripada tegangan (Gambar 4.47 dan 4.48).
Gambar 4.46 Throttle body dengan satu injektor
Gambar 4.47 Bentuk gelombang tegangan injektor titik tunggal
Injektor multi-titik
Injektor ini adalah perangkat elektro-mekanis yang diumpankan oleh suplai 12 V.
Tegangan hanya akan ada saat mesin di-engkol atau berjalan karena dikendalikan oleh relai yang beroperasi hanya ketika sinyal kecepatan tersedia dari mesin. Sistem awal memiliki fitur ini yang dibangun ke dalam relai; kebanyakan sistem modern mengontrol relai dari ECU (Gambar 4.49).
Gambar 4.48 Bentuk gelombang arus injektor titik tunggal
Ketinggian paku akan bervariasi dari kendaraan ke kendaraan. Jika nilainya kira-kira 35 V, itu karena dioda Zener digunakan di ECU untuk menjepit tegangan. Pastikan bagi an atas spike dikuadratkan, yang menunjukkan Zener membuang sisa spike. Jika tidak dikuadratkan, ini menandakan spike tidak cukup kuat untuk membuat Zener dump penuh, artinya ada masalah dengan belitan injektor yang lemah. Jika dioda Zener tidak digunakan di komputer, lonjakan dari injektor yang baik akan menjadi 60 V atau lebih.
Injeksi multi-titik dapat dilakukan secara berurutan atau simultan. Sistem simultan akan menembakkan keempat injektor secara bersamaan dengan setiap silinder menerima dua denyut injeksi per siklus (rotasi poros engkol 720 °). Sistem sekuensial akan menerima hanya satu denyut injeksi per siklus, yang waktunya bertepatan dengan pembukaan katup masuk.
Memantau bentuk gelombang injektor menggunakan voltase dan arus listrik memungkinkan tampilan waktu yang 'benar' saat injektor terbuka secara fisik. Bentuk gelombang saat ini (yang dimulai pada garis nol) menunjukkan bahwa bentuk gelombang 'terbagi' menjadi dua area yang ditentukan.
Gambar 4.49 Injektor multi-titik pada rel. Juga ditampilkan adalah pengatur tekanan dan sensor
Gambar 4.50 Bentuk gelombang injektor multi-titik, merah menunjukkan arus dan biru menunjukkan sinyal tegangan
Bagian pertama dari bentuk gelombang arus bertanggung jawab atas gaya elektromagnetik yang mengangkat pintle; dalam contoh ini, waktu yang dibutuhkan adalah sekitar 1,5 ms. Ini sering disebut sebagai waktu reaksi solenoida. Sisa 2 ms adalah waktu aktual injektor terbuka penuh. Ini, bila diambil sebagai perbandingan terhadap durasi tegangan injektor, berbeda dengan 3,5 ms yang ditunjukkan. Rahasianya adalah memastikan Anda membandingkan suka dengan suka!
Injektor diesel common rail
Sistem diesel common rail menjadi lebih umum, (Gambar 4.51). Dapat dilihat dengan
Gambar 4.51 Pompa diesel common rail, rel, injektor dan ECU (Sumber: Bosch Press)
Gambar 4.52 CR injector (arus) gelombang menunjukkan denyut pra dan injeksi utama Tingkat di mana perangkat diaktifkan ditentukan oleh ECU untuk mempertahankan kecepatan prasyarat sesuai dengan pemrogramannya. Katup akan membentuk pintasan udara di sekitar kupu-kupu throttle. Jika engine memiliki bypass udara yang dapat disesuaikan dan ISCV, mungkin diperlukan rutinitas khusus untuk menyeimbangkan kedua jalur udara. Posisi katup cenderung mengambil posisi rata-rata yang ditentukan oleh sinyal yang diberikan.
Probing ke sisi suplai akan menghasilkan garis lurus pada tegangan sistem (Gambar 4.54).
Gambar 4.53 Katup kontrol kecepatan idle elektromagnetik
Gambar 4.54 Sinyal yang dihasilkan oleh katup kontrol kecepatan idle elektromagnetik
Katup resirkulasi gas buang
Berbagai jenis katup resirkulasi gas buang (EGR) digunakan berdasarkan operasi solenoida sederhana. Salah satu perkembangan teknologi actuator adalah rotary electric exhaust gas recirculation (EEGR) valve untuk digunakan pada aplikasi mesin diesel. Perangkat ini ditunjukkan pada Gambar 4.55. Ini memiliki tindakan pembersihan diri, kontrol aliran gas yang akurat dan kecepatan reaksi yang cepat.
Tabung karbon dan katup lainnya
Ada sejumlah katup yang digunakan yang merupakan perangkat kontrol solenoid sederhana yang efektif. Pengukuran pada satu terminal biasanya akan menunjukkan tegangan suplai baterai. Terminal lainnya akan menunjukkan tegangan baterai saat dimatikan dan
Gambar 4.55 Rotary EGR valve (Sumber: Delphi Media)
Gambar 4.56 Sinyal katup kontrol tabung karbon
Gambar 4.57 Aktuator termal digunakan sebagai pengukur
4.4 BENTUK GELOMBANG MESIN