Ως αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα ορίζεται µια ηλεκτρονική συσκευή που χρησιµοποιείται τόσο σε βενζινοκινητήρες όσο και σε κινητήρες ντίζελ, για τη διαχείριση της θέσης ή της ταχύτητας περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα. Αυτοί οι αισθητήρες κρίνονται επίσης χρήσιµοι στην ανίχνευση του χρονισµού ανάφλεξης και των στροφών του κινητήρα.

Τα παραγόµενα δεδοµένα από τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα αποστέλλονται στη Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα για τον έλεγχο των ψεκαστήρων καύσιµου, των συστηµάτων ανάφλεξης και άλλων παραµέτρων του κινητήρα. Ενώ ο αισθητήρας θέσης εκκεντροφόρου άξονα, χρησιµοποιείται για τον προσδιορισµό του κυλίνδρου που βρίσκεται σε φάση ανάφλεξης για τον συγχρονισµό της ακολουθίας πυροδότησης του ψεκαστήρα καύσιµου και του πηνίου του πολλαπλασιαστή. Ωστόσο, χωρίς αυτούς τους αισθητήρες θέσης εκκεντροφόρου και στροφαλοφόρου άξονα, ο κινητήρας δεν θα ξεκινούσε. Συνήθως, ο αισθητήρας µπορεί να τοποθετηθεί στο περίβληµα του κιβωτίου ταχυτήτων ή στο µπλοκ κυλίνδρων του κινητήρα. Ενώ σε ορισµένα οχήµατα, ο αισθητήρας βρίσκεται κοντά στην κύρια τροχαλία.

O αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα είναι ένας από τους πιο σηµαντικούς αισθητήρες στους σύγχρονους κινητήρες, µαζί µε τον αισθητήρα θέσης εκκεντροφόρου άξονα. Δεδοµένου ότι ο ψεκασµός καύσιµου ή η ανάφλεξη µε σπινθήρα εκτελείται συνήθως από ένα σήµα του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα. Η βλάβη του αισθητήρα θα έχει ως αποτέλεσµα ο κινητήρας να µην ξεκινάει ή να σβήνει κατά τη λειτουργία του.

Λειτουργίες του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα
Ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα εγκαθίσταται µε τέτοιο τρόπο ώστε ο οδοντωτός δακτύλιος (πολικός τροχός) να τοποθετείται στον στροφαλοφόρο άξονα κοντά στο άκρο του αισθητήρα. Ένα ή περισσότερα δόντια λείπουν από τον δακτύλιο του οδοντωτού δακτυλίου (πολικού τροχού) για να παρέχουν στη µονάδα ελέγχου κινητήρα ένα σηµείο αναφοράς για τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα. Όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται, ο αισθητήρας παράγει ένα παλµικό σήµα τάσης, όπου κάθε παλµός αντιδρά σε ένα δόντι του πολικού τροχού. Συνήθως, ο οδοντωτός δακτύλιος (πολικός τροχός) αποτελείται από δόντια που λείπουν. Η µονάδα ελέγχου κινητήρα χρησιµοποιεί τα σήµατα από τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα για να αποφασίσει πότε να παράγει σπινθήρα και σε ποιον κύλινδρο. Εκτός από αυτό, το σήµα χρησιµοποιείται επίσης για να διαπιστωθεί εάν κάποιος κύλινδρος έχει κακή ανάφλεξη. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, ο αισθητήρας ρυθµίζει τον ψεκασµό καύσιµου.

Η έξοδος του αισθητήρα µπορεί επίσης να συσχετιστεί µε άλλα δεδοµένα, συµπεριλαµβανοµένης της θέσης του εκκεντροφόρου, για να προκύψει ο τρέχων κύκλος καύσης και αυτό είναι πολύ σηµαντικό για έναν τετράχρονο κινητήρα. Εάν ο αισθητήρας υποστεί βλάβη, δεν θα υπάρχει σπινθήρας και οι ψεκαστήρες καύσιµου δεν θα λειτουργούν.
Θέση αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα

Η θέση του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα µπορεί να διαφέρει ανάλογα µε τον τύπο του κινητήρα του οχήµατος και το µοντέλο. Προφανώς, είναι πιο κοντά στον στροφαλοφόρο άξονα, οπότε συχνά βρίσκεται στο µπροστινό µέρος του κινητήρα. Συνήθως τοποθετείται στο κάλυµµα χρονισµού. Σε ορισµένα µοντέλα µπορεί να τοποθετηθεί στο πίσω µέρος ή στο πλάι του κινητήρα. Σε ορισµένες περιπτώσεις, ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα µετρά την ταχύτητα του σφονδύλου του συµπλέκτη για να προσδιορίσει την ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα. Σε αυτούς τους τύπους, ο αισθητήρας βρίσκεται στη θήκη σφονδύλου του κιβωτίου ταχυτήτων.

Τύποι αισθητήρων θέσης στροφαλοφόρου άξονα
Ακολουθούν οι δύο κύριοι τύποι αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα:
1. Επαγωγικό πηνίο
2. Αισθητήρας ηµιεπίδρασης

1. Επαγωγικό πηνίο
Αυτός ο τύπος αισθητήρα αποτελείται από έναν µαγνητικό πυρήνα και ένα τύλιγµα χάλκινου αγωγού τοποθετηµένο σε ένα µονωµένο πηνίο που παράγει τάση εναλλασσόµενου ρεύµατος. Μπορεί να τοποθετηθεί είτε στο σώµα (block) του κινητήρα, είτε κοντά στον σφόνδυλο, είτε κοντά στον στροφαλοφόρο άξονα. Φέρει εγκοπές σε έναν περιστρεφόµενο δίσκο, έναν τροχό ανατροφοδότησης ή έναν στροφαλοφόρο άξονα. Καθώς η εγκοπή περνάει µέσα από τον αισθητήρα, προκαλεί µια αλλαγή στο µαγνητικό πεδίο, στέλνοντας ένα σήµα εναλλασσόµενου ρεύµατος στην Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα.

2. Αισθητήρες ηµιεπιδράσεων
Οι αισθητήρες ηµιεπιδράσεων παράγουν ένα ψηφιακό σήµα τετραγωνικού κύµατος αντί για ένα αναλογικό σήµα εναλλασσόµενου ρεύµατος. Αποτελούνται από έναν σύνδεσµο τριών ακίδων (τάση αναφοράς, γείωση και σήµα). Οι αισθητήρες φαινοµένου Hall προσφέρουν το πλεονέκτηµα ότι µπορούν να ανιχνεύουν στατικά (µη µεταβλητά) µαγνητικά πεδία. Αυτός ο τύπος τοποθετείται στις ίδιες θέσεις µε τον επαγωγικό αισθητήρα και ανταποκρίνεται στην ίδια εγκοπή και είτε ενεργοποιείται είτε απενεργοποιείται, καθώς η εγκοπή διέρχεται από τον αισθητήρα. Αυτοί οι τύποι αισθητήρων χρησιµοποιούνται συνήθως σε σύγχρονους τύπους αυτοκινήτων.

Συµπτώµατα του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα
Σε κάθε τύπο κινητήρα, η ταχύτητα και η θέση του στροφαλοφόρου άξονα αποτελούν σηµαντικές παραµέτρους στους υπολογισµούς διαχείρισης του κινητήρα. Ωστόσο, πολλοί κινητήρες δεν ξεκινούν εάν ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα δεν παρέχει ακριβή δεδοµένα. Ένας ελαττωµατικός αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα προκαλεί µια σειρά από συµπτώµατα που προειδοποιούν έντονα τον οδηγό για ένα πιθανό πρόβληµα που πρέπει να αντιµετωπιστεί.

Ορισµένα από τα σηµαντικότερα συµπτώµατα αναλύονται παρακάτω.
1. Λυχνία ελέγχου κινητήρα αναµµένη
2. Κακή λειτουργία του κινητήρα
3. Δονήσεις στον κινητήρα
4. Κακή απόδοση του κινητήρα
5. Δυσκολία στην εκκίνηση του κινητήρα
6. Σβήσιµο του κινητήρα
7. Ακανόνιστο ρελαντί
8. Κακή κατανάλωση καύσιµου
9. Προβλήµατα επιτάχυνσης
10. Παρατεταµένος χρόνος εκκίνησης

1. Λυχνία ελέγχου κινητήρα αναµµένη
Αυτό είναι το πιο συνηθισµένο σύµπτωµα και εµφανίζεται τακτικά όταν ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα έχει φθαρεί. Η λυχνία ελέγχου κινητήρα ON σηµαίνει ότι εάν ο υπολογιστής ανιχνεύσει πρόβληµα µε το σήµα του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, θα ενεργοποιήσει τη λυχνία ελέγχου κινητήρα για να προειδοποιήσει τον οδηγό για το πρόβληµα. Το πλεονέκτηµα είναι ότι αν έχουµε λυχνία ελέγχου κινητήρα, θα πρέπει να βοηθήσει στην αποφυγή ζηµιών στον κινητήρα. Από την άλλη πλευρά, αυτά τα συµπτώµατα µπορεί να προκαλέσουν κάποια προβλήµατα απόδοσης. Ωστόσο, όσο περισσότερο αγνοούµε αυτό το πρόβληµα, τόσο περισσότερο θα επιδεινώνεται.

2. Κακή λειτουργία του κινητήρα
Ο κινητήρας χρειάζεται τον σωστό χρονισµό για να αναφλεγεί το µείγµα καύσιµου, Εάν το έµβολο δεν βρίσκεται στο ανώτερο νεκρό σηµείο τη στιγµή της ανάφλεξης, µπορεί να προκληθεί κακή ανάφλεξη. Αυτό συµβαίνει επειδή ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα ελέγχει µε ακρίβεια τόσο τον χρονισµό ψεκασµού καυσίµου όσο και τον χρονισµό ανάφλεξης, αξιολογώντας τη θέση των δοντιών του στροφαλοφόρου άξονα και διαβάζοντας τις περιστροφές ανά λεπτό. Όταν οι πληροφορίες που αποστέλλονται από τον αισθητήρα είναι λανθασµένες, ενεργοποιούνται οι ψεκαστήρες και αναφλέγεται το µείγµα καυσίµου σε λάθος χρόνο. Καθώς ο αισθητήρας στροφαλοφόρου άξονα φθείρεται, αισθανόµαστε ή ακούµε µια σύντοµη παύση του κινητήρα. Αυτό θα µπορούσε να είναι σηµάδι κακής ανάφλεξης κυλίνδρων από έναν κακό αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα.

3. Δονήσεις στον κινητήρα
Εάν έχουµε ελαττωµατικό αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα σε έναν κινητήρα, τότε δεν βελτιστοποιεί καµία απόδοση. Ένας ελαττωµατικός αισθητήρας σηµαίνει ότι δεν υπάρχει παρακολούθηση της κατάστασης του στροφαλοφόρου άξονα, γεγονός που προκαλεί έντονες δονήσεις στον κινητήρα. Ακόµα χειρότερα, µπορεί να χρησιµοποιεί λανθασµένες ενδείξεις για τον προσδιορισµό του χρονισµού ψεκασµού καύσιµου και ανάφλεξης. Εάν η Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα δεν λειτουργεί σωστά, θα βιώσουµε ανοµοιόµορφη οδήγηση. Μπορούµε να αισθανθούµε αυτούς τους κραδασµούς στο τιµόνι όταν το κρατάµε. Το πρόβληµα θα επιδεινωθεί µέχρι να το διορθώσουµε.

4. Κακή απόδοση του κινητήρα
Ένας ελαττωµατικός αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα θα µειώσει την απόδοση του κινητήρα. Εάν το αυτοκίνητό έχει χαλασµένο αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, η µονάδα ελέγχου κινητήρα δεν θα γνωρίζει τη σωστή θέση του στροφαλοφόρου άξονα ή του κυλίνδρου. Αυτό θα καθυστερήσει την ικανότητα της µονάδας ελέγχου κινητήρα να διατηρήσει τη λειτουργία και την απόδοση του κινητήρα, κάνοντας το πεντάλ του επιταχυντή (γκαζιού) λίγο πιο δύσκολο. Ακόµη και µερικές φορές δεν θα ανταποκρίνεται καθόλου. Αυτό µπορεί να είναι πολύ επικίνδυνο σε δρόµο που απαιτεί να πηγαίνουµε γρήγορα χωρίς να σταµατάµε.

5. Δυσκολίες στην εκκίνηση του κινητήρα
Εάν ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα του οχήµατος δεν είναι σε θέση να συγχρονιστεί καθόλου σηµαίνει ότι είναι εντελώς κατεστραµµένος και µπορεί να αντιµετωπίσουµε προβλήµατα στην εκκίνηση του οχήµατος. Αυτό που συµβαίνει συνήθως είναι, ότι όταν υπάρχει πρόβληµα µε τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, στέλνεται ένας κωδικός δυσλειτουργίας που υποδεικνύει ότι υπάρχει κάποιο πρόβληµα µε την κατάσταση λειτουργίας του. Εξαιτίας αυτού, η Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα δεν γνωρίζει πότε να ανάψει το µπουζί και να δώσει παλµό στον ψεκαστήρα καύσιµου. Ως αποτέλεσµα, ο κινητήρας µπορεί να µην δέχεται καύσιµο ή σπινθήρα, και το όχηµα να αρνείται να εκκινήσει. Εάν το πρόβληµα συνεχιστεί, ενδέχεται να µην µπορούµε να εκκινήσουµε καθόλου τον κινητήρα.

6. Σβήσιµο κινητήρα
Εάν υπάρχει πρόβληµα µε τον αισθητήρα στροφαλοφόρου άξονα ή την καλωδίωση του, µπορεί να διακοπεί το σήµα του στροφαλοφόρου άξονα ενώ ο κινητήρας λειτουργεί, µε αποτέλεσµα να προκαλείται σβήσιµο του κινητήρα. Το σβήσιµο του κινητήρα είναι άµεσο σηµάδι προβλήµατος καλωδίωσης στον αισθητήρα. Επιπλέον, το σβήσιµο του κινητήρα, προκαλείται επίσης από µείωση της πίεσης καύσιµου ή µείωση της ροής του αέρα. Ο υπολογισµός του ψεκασµού καύσιµου απαιτεί έναν λειτουργικό αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα για να στέλνει συνεπή και ακριβή δεδοµένα στην Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα. Όταν ο αισθητήρας παρουσιάζει βλάβη, τα δεδοµένα από τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα δεν φτάνουν στο Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα, µε αποτέλεσµα το όχηµα να ακινητοποιείται.

7. Ακανόνιστο Ρελαντί
Το ακανόνιστο ρελαντί του κινητήρα προκαλείται επίσης από έναν ελαττωµατικό αισθητήρα στροφαλοφόρου άξονα. Το ακανόνιστο ρελαντί σηµαίνει ότι η Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα δεν λαµβάνει δεδοµένα από τον ελαττωµατικό αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, γεγονός που το αναγκάζει να ενεργοποιεί τον ψεκαστήρα καύσιµου ή το µπουζί σε ακατάλληλες χρονικές στιγµές. Εξαιτίας αυτού, ο αισθητήρας αρνείται να παρακολουθεί τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα, προκαλώντας κραδασµούς που επηρεάζουν τη συνολική ισχύ του κινητήρα. Το ακανόνιστο ρελαντί µπορεί να συµβεί για διάφορους λόγους και µπορεί να είναι αρκετά δύσκολο να επισηµανθεί η ακριβής αιτία. Έτσι, εάν παρατηρούµε κραδασµούς στο ρελαντί, πρέπει να ελέγξουµε τον Αισθητήρα Θέσης Στροφαλοφόρου Άξονα (CPS).

8. Κακές χιλιοµετρικές αποδόσεις βενζίνης
Για να αποδίδει καλά και να δίνει πολλά χιλιόµετρα, ένας κινητήρας είναι σηµαντικό να λειτουργεί ο αισθητήρας στροφαλοφόρου άξονα. Όταν έχουµε έναν ελαττωµατικό Αισθητήρα Θέσης Στροφαλοφόρου Άξονα (CPS), θα δίνει ανακριβείς πληροφορίες χρονισµού και οι ψεκαστήρες καύσιµου δεν θα ψεκάζουν κατάλληλα το καύσιµο στον κινητήρα. Εξαιτίας αυτού, το όχηµα θα καταναλώνει πολύ καύσιµο και θα λειτουργεί µε λανθασµένο µείγµα, γεγονός που θα επιδεινώσει περαιτέρω το πρόβληµα. Αυτό δεν θα οδηγήσει µόνο σε διάφορα προβλήµατα κατευθυντικότητας µε χαµηλή ταχύτητα, αλλά µπορεί επίσης να είναι επιβλαβές για τον κινητήρα. Εποµένως, ο αισθητήρας πρέπει να ρυθµιστεί καθώς η ανεπαρκής εξοικονόµηση καύσιµου µπορεί να οφείλεται και σε άλλα ζητήµατα.

9. Προβλήµατα επιτάχυνσης
Με τα λανθασµένα δεδοµένα από τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, θα παρατηρήσουµε ότι ο κινητήρας παλεύει συνεχώς να ανταποκριθεί στην ταχύτητα επιτάχυνσης. Αυτή είναι µια αναµενόµενη πτώση, επειδή ο κινητήρας δεν µπορεί να γνωρίζει την ταχύτητα περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα προκειµένου να αυξήσει αναλογικά το καύσιµο και να προσαρµόσει τον χρονισµό ανάφλεξης. Καθώς ο Αισθητήρας Θέσης Στροφαλοφόρου Άξονα υποβαθµίζεται, η µονάδα ελέγχου του κινητήρα δεν µπορεί να κάνει προσαρµογές στον χρονισµό του σπινθήρα και στον ψεκασµό καύσιµου όταν αυξάνεται η ταχύτητα του κινητήρα. Αυτή η ανοµοιόµορφη επιτάχυνση µπορεί να προκύψει από την έλλειψη ακρίβειας και µπορεί να καταστήσει δύσκολη την παραµονή σε σταθερή ταχύτητα.

10. Παρατεταµένος χρόνος εκκίνησης
Εφόσον η ανάφλεξη είναι απενεργοποιηµένη µε τον αισθητήρα χρονισµού, είναι σαφές ότι θα έχουµε πρόβληµα µε την εκκίνηση του οχήµατος. Μερικές φορές θα έχουµε παρατεταµένη περιστροφή του στροφαλοφόρου πριν ο κινητήρας εκκινήσει πραγµατικά, ωστόσο, ένας κακός αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα µπορεί επίσης να οδηγήσει σε κατάσταση παρατεταµένης περιστροφής του στροφαλοφόρου αλλά όχι εκκίνηση. Λόγω ενός κακού αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, θα παρατηρήσουµε αύξηση του χρόνου που χρειάζεται ο κινητήρας του αυτοκίνητου για να ξεκινήσει. Αυτό µπορεί να συµβαίνει περιοδικά, αλλά δεν πρέπει να αγνοούµε τέτοια συµπτώµατα, καθώς µπορεί να προκληθεί εσωτερική βλάβη στον κινητήρα.

Αντικατάσταση αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα
Όταν ο αισθητήρας θέσης στροφαλοφόρου άξονα παρουσιάσει βλάβη, ο κινητήρας µπορεί να λειτουργεί άσχηµα ή να µην λειτουργεί καθόλου. Υπάρχουν µερικά βήµατα που πρέπει να ακολουθήσουµε για την αντικατάσταση του αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα, τα οποία είναι περίπου ίδια για όλους τους κινητήρες.
1. Για να αντικαταστήσουµε τον αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα θα χρειαστούµε µερικά υλικά και εργαλεία, όπως γρύλο δαπέδου, τρίποδα, καστάνια και σετ από καρυδάκια.
2. Αρχικά, πρέπει να ασφαλίσουµε και να προετοιµάσουµε το όχηµά χρησιµοποιώντας γρύλους και τρίποδα.
3. Μόλις τελειώσουµε µε την προετοιµασία, ήρθε η ώρα να βγάλουµε και να αποσυνδέσουµε τον ηλεκτρικό σύνδεσµο του αισθητήρα από την καλωδίωση του κινητήρα.
4. Πρέπει να εντοπίσουµε τον αισθητήρα ο οποίος είναι τοποθετηµένος κοντά στην τροχαλία του στροφαλοφόρου άξονα. Χρησιµοποιώντας καρυδάκι κατάλληλου µεγέθους και καστάνια, µπορούµε εύκολα να αφαιρέσουµε τον κοχλία του αισθητήρα.
5. Μετά από αυτό, λαδώνουµε ελαφρά τον δακτύλιο Ο (O-Ring) του νέου αισθητήρα για να διευκολύνουµε την τοποθέτησή του.
6. Το επόµενο βήµα είναι να τοποθετήσουµε σταθερά τον νέο αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα και να επανατοποθετήσουµε τις βίδες.
7. Συνδέουµε τον νέο αισθητήρα θέσης στροφαλοφόρου άξονα στην καλωδίωση του κινητήρα. Χρησιµοποιούµε έναν συνδετήρα για να αποτρέψουµε τον αισθητήρα από το να αποσυνδεθεί µόνος του κατά τη λειτουργία.
8. Χαµηλώνουµε το όχηµα αφαιρώντας προσεκτικά τον γρύλο.

Επίλογος
Οι αισθητήρες θέσης στροφαλοφόρου άξονα χρησιµοποιούνται συνήθως για την αποθήκευση δεδοµένων, όπως η ταχύτητα του κινητήρα (RPM), η θέση του εµβόλου για τον έλεγχο του χρονισµού ανάφλεξης και την ανίχνευση εσφαλµένης ανάφλεξης. Παρόλα αυτά, ο αισθητήρας στροφαλοφόρου άξονα µπορεί να καταστραφεί αν έχει βλάβη. Εάν αυτός ο αισθητήρας δεν αντικατασταθεί εγκαίρως, οι πιθανότητες βλάβης του κινητήρα είναι µεγάλες. Στη χειρότερη περίπτωση, ο κινητήρας µπορεί να παρουσιάσει πλήρη βλάβη.

Του Νίκου Σκόρδου

Facebook

Twitter