Чувствительный элемент 1 (рис. 4.11) представляет собой твердый электролит из двуокиси циркония, а электродами 2 и 3 этого своеобразного гальванического элемента служит тонкий слой платинового напыления. Электрод 2 «дышит» отработавшими газами, а электрод 3 – атмосферным воздухом. Разность потенциалов между электродами, которая снимается с выходных контактов 4 и 5 (см. рис. 4.11), зависит от отношения концентрации кислорода nO2 на электродах 2 и 3 (Uвых~lgnO2 ). При переходе через стехиометрическую точку ЭДС данного гальванического элемента изменяется скачком. Этот скачок в виде сигнала поступает в ЭБУ.
Контрольные вопросы и задания:
1. |
В каком месте в автомобиле устанавливаются датчики |
||||
концентрации кислорода? |
|
|
|
||
2. |
Объясните принцип работы ДКК. |
||||
3. |
|
|
|
Д |
|
Что является чувствительным элементом в ДКК? |
|||||
4. |
Какой выходной сигнал вырабатывается ДКК и каков |
||||
диапазон его показаний? |
А |
И |
|||
5. |
Что представляют собой электроды, с которых снимается |
||||
выходной сигнал? |
б |
|
|
||
|
|
|
|
||
6. |
Опишите конструкцию ДКК. |
|
|||
|
и |
|
|
|
|
4.7. Датчик фаз (положения распредвала) |
|||||
|
С |
|
|
|
|
Датчик положен я распредвала (ДПРВ) устанавливается на левой передней части головки цилиндров (рис. 4.12).
Рис. 4.12. Установка ДПРВ на ВАЗ-2110
92
Принцип его действия основан на эффекте Холла. Этот эффект возникает в результате смещения траекторий движущихся электронов под действием силы Лоренца1, возникающей в результате действия магнитного поля на движущийся заряд [8, с. 142].
Если через полупроводник, пронизываемый силовыми линиями магнитного поля H, пропустить электрический ток, то на движущиеся электроны будет действовать сила Лоренца F, перпендикулярная векторам напряжённости поля и скорости электронов. При этом траектории электронов будут смещаться в направлении силы F к одной из кромок полупроводниковой пластины (рис. 4.13), создавая разность потенциалов, которую называют ЭДС Холла (Uхолла).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рис. 4.13. Иллюстрация к о ъяснению эффекта Холла |
||||||||||||||||
ЭДС Холла равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
С |
U |
холла |
R |
H I |
sin , |
|
|
(4.7) |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
h |
|
d |
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
где Rh |
|
|
|
|
|
|
Ом м |
|
H |
|
|
|||||
коэффициент |
Холла, |
|
|
|
|
|
; |
напряженность |
||||||||
|
|
А |
|
|||||||||||||
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
магнитного |
поля, |
; |
I ток, |
протекающий по |
плоской |
|||||||||||
|
||||||||||||||||
полупроводниковой |
м |
|
|
|
А; |
|
угол |
меду |
вектором |
|||||||
пластине, |
||||||||||||||||
напряженности H |
и |
|
направлением |
тока I; |
d |
толщина |
||||||||||
полупроводниковой пластинки, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 Хендрик Антон Лоренц (Hendrik Antoon Lorentz; 1853–1928) –
выдающийся голландский физик. В 1880 г. совместно с однофамильцем Людвигом Лоренцем (Ludvig Valentin Lorenz, 1829–1891, датский физик-теоретик) вывел формулу для данной силы.
93
Выходным сигналом датчиков, действующих на эффекте Холла (датчики Холла), является эта самая ЭДС Холла.
Датчики Холла имеют щелевую конструкцию (рис. 4.14). С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому течет ток, а с другой – постоянный магнит. В качестве полупроводника может использоваться арсенид индия или антимонид индия.
фаз; 4 – сигнальное отверстие репера
В щель датчика фаз 3 (см. рис. 4.14) входит репер 2, представляющий собой непроницаемый для магнитных силовых
Рис.СибАДИ4.14. Пр нц п работы датчика фаз: 1 – шестерня распределительного вала; 2 – репер датчика; 3 – датчик
линий экран. Репер вращается вместе с газораспределительным валом. Репер имеет сигнальное отверстие 4. Если в щели датчика находится экран, то полупроводник не пронизывается
магнитными силовыми линиями и ЭДС Холла Uхолла 0. Эта ЭДС будет отлична от нуля в моменты, когда в зазоре между магнитом и полупроводником будет находиться сигнальное отверстие 4.
Интегральная схема преобразует ЭДС Холла в отрицательные импульсы напряжения на выходе датчика. Когда экран перекрывает зазор между полупроводником и магнитом, на
94
выходе возникает отрицательный импульс, а когда в зазоре экрана нет, напряжение на выходе датчика будет близко к нулю.
Отрицательный импульс подается на контроллер в момент, когда поршень первого цилиндра находится в ВМТ (в конце такта сжатия). Этот сигнал используется контроллером для организации последовательного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.
При выходе датчика фаз из строя контроллер через определенное время переходит на попарно-параллельный впрыск топлива, используя только сигнал ДПКВ.
Контрольные вопросы и задания:
1.Где в автомобиле устанавливают датчик фаз?
2.Объясните принцип работы данного датчика.
3.Что собой представляет эффект ХоллаИ?
4.Сформулируйте закон Лоренца.
5.Поясните физику образованияДЭДС Холла.
6.Объясните работу датчика Холла.
7.Какой выходной сигналАвырабатывается датчиком фаз и каков диапазон его показаний? Онб
привода спидометраи(р с. 4.15). С
ЭБУ-Д посылает на ДС опорное напряжение 12 В, а датчик скорости выдает ЭБУ-Д импульсный сигнал, частота которого соответствует скорости автомобиля. Этот датчик участвует в управлении работой системы впрыска.
95