سنسور موقعیت میل لنگ (Crankshaft Position Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور موقعیت میل لنگ (Crankshaft Position Sensor) :
سنسور موقعیت میل لنگ (CKP) یکی از مهم ترین سنسورها در موتورهای احتراق داخلی است. این سنسور موقعیت زاویه ای و سرعت چرخش میل لنگ را به واحد کنترل موتور (ECU) گزارش می دهد. ECU از این اطلاعات برای تعیین زمان دقیق جرقه زنی (در موتورهای بنزینی) و زمان پاشش سوخت (در موتورهای دیزل و بنزینی) استفاده می کند. بدون این سنسور، موتور نمی تواند روشن شود یا به درستی کار کند. این سنسور معمولا در نزدیکی میل لنگ نصب می شود و با یک چرخ دندانه دار (reluctor wheel) که روی میل لنگ نصب شده است، کار می کند.
انواع سنسور موقعیت میل لنگ مشابه سنسور سرعت چرخ هستند و می توانند از نوع مغناطیسی غیرفعال (Variable Reluctance) یا اثر هال فعال باشند. در نوع غیرفعال، یک چرخ دندانه دار فلزی با تعداد مشخصی دندانه (معمولا ۶۰-۲ دندانه، یعنی ۶۰ دندانه با ۲ دندانه حذف شده) استفاده می شود. فقدان دندانه ها (ناحیه خالی) به عنوان یک علامت مرجع (نقطه صفر) برای تعیین موقعیت زاویه ای مطلق میل لنگ (معمولا نقطه مرگ بالا - TDC) عمل می کند. با عبور دندانه ها از مقابل سنسور، یک سیگنال سینوسی تولید می شود. ECU با شمارش پالس ها و تشخیص ناحیه خالی، موقعیت میل لنگ و سرعت آن را محاسبه می کند.
سنسورهای اثر هال نیز به طور مشابه کار می کنند، اما خروجی دیجیتال (پالس مربعی) دارند و می توانند سرعت های پایین را بهتر تشخیص دهند. این سنسورها معمولا برای کاربردهای دقیق تر مانند پاشش مستقیم سوخت استفاده می شوند.
پارامترهای مهم: فاصله هوایی (air gap) بین سنسور و چرخ دندانه دار باید به دقت تنظیم شود. خرابی این سنسور می تواند منجر به عدم استارت خودرو، عملکرد ناهموار موتور، یا توقف ناگهانی آن شود. علائم خرابی معمولا با روشن شدن چراغ چک موتور و ثبت کد خطای مربوطه (مانند P0335) همراه است.
\[ \theta_{crank}(t) = \int \omega(t) dt \quad , \quad \omega(t) \propto \frac{1}{\Delta t_{tooth}} \]