Anturisignaalien tutkiminen

Anturisignaalien tutkiminen

Tehnyt: Tuukka & Joonas

Nokka-akselin asentoanturin signaalin mittaus:

Nokka-akselin anturi mitattiin w202 2.2l bensa mersusta. Homma aloitettiin tutkimalla autodatasta nokka-akselin sijainti, sekä pinni mistä mitataan. Sen jälkeen yhdistettiin mittauspiuhat liittimen väliin niin kuin alla olevasta kuvasta näkee.

 Picoscopesta valittiin oikea anturi ja katsottiin että kaikki piuhat on oikein. Picoscopesta tulee maapiuha auton runkoon, ja toinen piuha oikeaan liittimen välissä olevaan piuhaan kiinni. Anturia ei voi kuitenkaan kyseisessä tapauksessa hajottaa vaikka vahingossa mittaisi väärästä piuhasta. 

 Netistä löytyi että kyseessä on HALL- anturi. Picoscope näyttää ennen mittausta, minkälaista käyrää pitäisi tulla josta on sitten helppo nähdä onko käyrä ok. Tässä autossa oli häikkää anturissa, kun tuli melko huononnäköistä käyrää. Alla myös video mittauksesta.

Piuhat kytkettynä mittausta varten.

                                         Video mittauksesta: https://youtu.be/WmduKkbwyEo

Kampiakselin asentoanturin signaalin mittaus:

Kampi-akselin anturi oli tässä induktiivinen eli kaksinapainen. Mittaus aloitettiin samalla periaatteella kuin nokka-akselikin; autodatasta tiedot anturin sijainnista, anturin tyypistä ja oikea pinni mistä mitataan, sekä piuhojen liittäminen liittimen väliin mittausta varten. Alla kuvassa käyräesimerkki picoscopessa minkälaista pitää tulla, kuvassa näkyy myös vähän picoscopea eli tietokoneella on picoscope sovellus, koneeseen tulee USB:lla picoscope mötikkä joka näkyy taustalla, ja siitä lähtee mittauspiuha anturille sekä maapiuha auton runkoon. Alla video jossa näkyy tarkemmin picoscope käyrä jossa näkyy myös mitä tapahtuu vaihtelevilla kierroksilla.

Kuvassa picoscopen näyttämä esimerkki käyrästä, sekä picoscope laite ja liitännät.

                       Video kertoo enemmän kuin miljoona sanaa...: https://youtu.be/TekJSYh05DI

Sytytyslaitteiston ensiö- ja toisiojännitesignaalin mittaus:

Sytytyspuolan signaali mitattiin Skoda Octaviasta (1.4TSI). Mittaus tapahtuu eritavalla kuin muut mittaustehtävät. Sen signaali mitattiin erikoistyökalulla (alla olevassa kuvassa) joka kytketään Picoscopen kanavaan, puolan päältä pelkästään mittaamalla. 

 Käyrästä nähdään kipinän kesto. Videolla näytöltä näkyvä korkea jännitepiikki tulee kun kipinä syttyy, ja sen jälkeen jatkuva tasaisempi käyrä (noin pari millisekuntia) on kipinän kesto.

 Videolta saa paremmin selville kuinka mittaus tapahtuu.

Mittaustyökalu

Miljoona sanaa puolan mittauksesta: https://youtu.be/Wq-04oImuDA

Ilmamassamittarin signaalin mittaus:

Ilmamassamittari mitattiin myös w202 2.2l mersusta. Kyseessä on kuumalanka tyyppinen anturi, eli langan läpi johdetaan jatkuva sähkövirta ja ilmavirran jäähdyttävä vaikutus muuttaa langan resistanssia josta saadaan tietoa ohjainyksikölle. Taas aloitettiin homma etsimällä autodatasta tietoa anturista, anturi itse oli helposti näkyvillä joten sitä ei tarvinnut metsästää.
 Alla olevassa kuvassa näkyy taas johdotukset liittimen välissä. Tässä liittimessä oli paksut pinnit lähekkäin joten oli vaikea saada piuhat kiinni ilman että ne koskettivat toisiaan mitä ei saa käydä ettei anturi mene hajalle, niin kuin lopuksi kantapään kautta opittiinkin kun mittauksen jälkeen anturi ei enää toiminut...



Johdotuksia.

Videolla ilmenee kuinka jännite nousee kun kierroksia lisää, koska kuumalangan resistanssi muuttuu ilmavirran kasvun seurauksena. Joutokäynnillä jännite oli noin 1 volttia, niin kuin pitikin kun oletusarvo joutokäynnillä oli 0.8-1.1V ja siitä jännite nousi ylöspäin kierroksia lisätessä.

 Tästä oli ehkä helpoin nähdä oliko käyrä ok.

Ilmamassamittarin video: https://youtu.be/Hrbp7sh7ak8

Lambda-anturin  signaalin mittaus:


Tässä mittauksessa autona toimi koulun Opel Astra, jossa oli 2 lambda-anturia joista toinen oli ennen kattia, ja toinen sen jälkeen. Anturit piti mitata samaan aikaan, eli johdotuksia oli paljon. Anturit olivat Zirikon- tyyppisiä.
 Picoscopeen saisi 4 kanavaa Maximissaan samaan aikaa mittauksessa eli neljä käyrää, tässä käytettiin kahta kanavaa samaan aikaan kun muut mittaukset tehtiin yhdellä.




Tässä vielä kuva picoscopen esimerkistä käyrästä.

Kuten alla olevalla videolla näkyy, joutokäynnillä mitatessa anturi nro.1 eli ennen katalysaattoria oleva vaihtelee noin. 0.1-0.9V, kun taas katalysaattorin jälkeen oleva anturi nro. 2 pysyy tasaisena noin 0.6V.
Miljoona sanaa lambda-antureiden mittauksesta: https://youtu.be/1Lxmxj_JSoE






Nelivetojärjestelmät

Pitkittäismoottorissa nelivedossa vaihteiston jälkeen on jakolaatikko joka jakaa vedon eteen ja taakse kardaaniakseleilla. Poikittaismoottorissa  vaihteistossa on kulmavaihde joka jakaa vedon taakse kardaani akselilla.

Keskitasauspyörästö
Keskitasauspyörästön avulla taka- ja etuakselin voimanjaon ei tarvitse olla kiinteä, jolloin nelivetoa voidaan käyttää myös pitävällä pinnalla niin että auto ei silti käänny kankeasti. Keskitasauspyörästön voi yleensä myös lukita, jolloin voimanjako ei muutu, vaan etu- ja taka-akselille menee koko ajan sama yhtä suuri voima, auto yleensä myös kääntyy kankeammin. Siitä on hyötyä vaikeissa olosuhteissa ja maastossa.

Torsen

Verrattuna normaaliin tasauspyörästöön, Torsenilla on mahdollista jakaa moottorin tuottama vääntö akseleille siinä suhteessa kuin ne pystyvät sitä hyödyntämään. Yksinkertaisesti sanottuna Torsen-tasauspyörästö välittää väännön, jota sutiva pyörä ei voi käyttää, toisen akselin pitäville pyörille. Mikäli molemmat akselit pystyvät käyttämään hyödykseen moottorin tuottamaa tehoa, on tasauspyörästön jarruttava vaikutus vähäinen, vaikka akselien pyörimisnopeudet olisivatkin erisuuruiset. Torsen toimii täysin mekaanisesti.


Visko
Viskokytkimellä varustetussa autossa ei tarvita erillistä keskitasauspyörästöä.
Sen toiminta perustuu etu- ja taka-akselien välisen pyörimisnopeuden eroon ja öljyn sitkistymiseen. Normaaliajossa viskokytkin ei osallistu lainkaan toimintaan ja tulee mukaan vasta akseleiden nopeuseron kasvaessa. Kytkimen kuoren sisällä on levypakka, joista joka toinen on kiinni ulkokuoressa ja joka toinen sisääntuloakselissa. Kytkimen ulkokuori on kiinnitetty ulostuloakseliin. Levyjen välissä on viskositeettiominaisuuksiltaan sopivaa silikoniöljyä. Kytkin toimii siten, että sisään- ja ulostuloakselien pyörimisnopeuseron kasvaessa levyjen välissä oleva silikoniöljy alkaa lämmetä ja jäykistyä, mikä kytkee sisään- ja ulostulopuolet toisiinsa. Tällöin myös paine kotelon sisällä kasvaa ja levyt puristuvat kiinni toisiinsa. Vastaavasti kun akselin pyörimisnopeus palautuu yhtäsuureksi, muuttuu neste takaisin juoksevaksi.


Haldex

Haldex-kytkin on elektronisesti ohjattu lamellikytkin, joka perustuu hydraulipaine-eroon. Se toimii siis samalla periaatteella perinteisen lamellikytkimen kanssa, erona kuitenkin sähköinen ohjaus. Esipaine kytkimeen tuotetaan sähköisesti pienellä sähköpumpulla, mutta kytkeytymiseen tarvittava varsinainen käyttöpaine saadaan hydraulipumppujen pyörimisnopeuserolla. Järjestelmää säädetään täysin sähköisesti ja se toimii venttiilien avulla.

Nelivedoissa moottorijarrutus ottaa kaikissa renkaissa, mutta ainakin vanhemmissa nelivedoissa on pidempi jarrutusmatka.

Nelivetoisen auton huolto eroaa kaksivetoisesta sillä, että siinä on enemmän kohteita mitä pitää tarkastaa esimerkiksi siirtovaihde, perä ja vetarit.

Automaattivaihteistot

Perinteinen automaattivaihteisto

Perinteisessä automaattivaihteistossa moottorin tuottama voima välitetään momentinmuuntimen pumppupyörältä nesteen välityksellä turbiinipyörälle, mistä voima siirtyy eteenpäin hammaspyörävaihteistolle.

DSG-Vaihteisto

DSG tulee saksan kielestä sanasta "Direktschaltgetriebe", eli kaksoiskytkinvaihteisto. Toinen kytkin on parittomille, ja toinen parillisille vaihteille, joten veto on lähes katkoton koska seuraava vaihe on jo kytkettynä ja käyttövalmiina. Uusi vaihde kytketään samanaikaisesti, kun toinen vaihteiston puoli irrotetaan.

 DSG-Vaihteiston räjäytyskuva.

CVT-Vaihteisto

CVT tulee sanoista Continuously Variable Transmission, joka tarkoittaa portaatonta automaattivaihteistoa. Se koostuu kiilahihnasta ja kartioista, joiden etäisyyttä voidaan säätää jolloin hihnan etäisyys pyörän akselilta vaihtelee, joten sama moottorin pyörintänopeus tuottaa eri nopeuden renkaille.

Vaihteistojen huollot

Manuaali

Manuaalivaihteistoissa yleensä huoltoon kuuluu vain öljyjen vaihto.

Syvempiin huoltoihin yleensä liittyy ongelma vaihelaatikossa. Silloin voi joutua vaihtamaan laatikon laakerointeja tai rattaita.

Automaatti

Automaattivaihteistoissa on suositeltavaa vaihtaa öljyt huuhtelemalla, jos vaihdelaatikossa on ollut ongelmaa. Automaattilaatikoissa on suositeltavaa myös puhdistaa suodatin tai tarvittaessa vaihtaa se.
Myös öljypohjan irroittaminen ja putsaaminen on suositeltavaa.

Automaattivaihteisen auton vaihdevalitsin

P = Parkki

R = Peruutusvaihde

N = Vaihde vapaalla

D = Ajovaihde

M = käsivaihde

Momentinmuunnin

Momentinmuunninta käytetään automaattivaihteistoissa kytkintä vastaavana laitteena. Se säätää portaattomasti momenttia. Kun momentinmuunnin "luistaa", voima välittyy hydrauliikkanesteen välityksellä pumppupyörältä turbiinipyörälle. Kun turbiinipyörä saavuttaa pumppupyörän pyörimisnopeuden, lukkokytkin muodostaa mekaanisen yhteyden momentinmuuntimen läpi.

Momentinmuuntimen osat

Kaksoismassavauhtipyörä

Kaksoismassavauhtipyörä, jossa kytkinasetelma kiinni

Kaksoismassavauhtipyörän tarkoitus on vähentää moottorin värinän aiheuttamia rasituksia vaihteistolle, sekä vähentää auton sisälle tulevaa melua. Se mahdollistaa myös taloudellisemman käyttämisen matalilla kierroksilla.

Viallisen kaksoismassavauhtipyörän huomaa varsinkin kylmäkäynnistyksessä kuuluvasta kalkatuksesta moottorista. Ääni häviää tai vaimenee kun painetaan kytkinpoljin pohjaan, ja alkaa taas kun kytkinpoljin on ylhäällä. Kytkimen ravistaminen voi myös kertoa vauhtipyörän kuluneisuudesta, sekä kytkinkopasta kuuluva kolahdus autoa käynnistettäessä sekä sammutettaessa.

Vaihtamalla kiinteään vauhtipyörään menetetään värähtelyvaimennus, mistä seuraa korkeampi rasitus moottoriin, kytkimeen ja vaihteistoon. Myös öljyvuotojen mahdollisuus kytkinkoteloon kasvaa sekä kampiakselilta että vaihteistolta, josta voi seurata kytkimen toimimattomuus. Kiinteään vauhtipyörään vaihtamista suositellaan jos vedetään paljon raskaita kuormia, tai jos autoon lisätään tehoa.

Jos vaihdelaatikko on irrotettu, viallisen kaksoismassavauhtipyörän huomaa esim. vioista kitkapinnassa (urat, lämpövauriot, halkeamat), viat laakeroinneissa. Erikoistyökaluilla voi myös suorittaa vapaan kulman tarkastuksen ja kallistuksen välyksen tarkastuksen.



jakopää

Jakopään huolto 2.5TDI moottoriin.



Tein jakopään irtomoottoriin, jossa ei paljoa mennyt aikaa osien irrottamiseen tieltä kun niitä ei ollut.  Kuitenkin työ alkaa apulaitehihnan ja jakohihnan suojakansien irrotuksella.



Tässä jakopään osat.

Kun jakopää on esillä, kierretään 1.sylinteri yläkuolokohtaan kampiakselista, ja varmistetaan että kampiakselin ajoitusmerkit on kohdallaan. sitten katsotaan onko ruiskutuspumpun ajoitusmerkit myös kohdallaan, ja jos ei ole niin kierretään kampiakselia yksi kierros myötäpäivään ja varmistetaan että kaikki merkit on kohdallaan.

Tässä kuvassa kampiakselin ajoitusmerkki uudelleen tehtynä.

Sitten lukitaan ruiskutuspumppu lukituspulttia kiristämällä. Sitten irroitetaan kampiakselin hihnapyörä, tässä ei ollut sitä kiinni. sen jälkeen irroitetaan jakohihnan kiristin , ja sitten saa jo jakohihnan pois.

Kasaaminen alkaa kiristimen kiinnittämisestä, ja asetetaan uusi jakohihna paikalleen. Jakohihna asetetaan vastapäivään aloittaen kampiakselin hammaspyörästä, varmistaen että hihna on kireällä hammaspyörien välissä. Kun hihna on paikallaan, säädetään hihnan kireys ohjeissa määrättyyn kohtaan.

Tässä kiristin oikeassa asennossa.

Sitten kiristetään kiristin momenttiin. Kun kaikki on kiinni ja ruiskutuspumpun lukitus irrotettu, kierretään kampiakselia 2 kierrosta myötäpäivään ja varmistetaan että ajoitusmerkit, ja kiristimen osoitin on oikeassa kohdassa. Jos kiristimen osoitin ei ole oikeassa kohdassa, tehdään kiristys uusiksi. Viimeiseksi asennetaan irroitetut osat päinvastaisessa järjestyksessä irrotukseen nähden.



Vetonivel

Ulomman vetonivelen vaihto alkaa nostamalla auto ylös, ja ottamalla rengas pois. Sen jälkeen aukaistaan vetonivelen mutteri, ja alatukivarsi irti, jotta pyörän ripustuksen saa irti vetonivelestä. Sitten irroitetaan suojakumin klemmarit ja suojakumi pois paikaltaan. Seuraavaksi sokka pois vetoakselin ja nivelen väliltä, jos on ulkopuolinen sokka. Vetoakselista täytyy pitää kiinni samalla kun naputtaa niveltä irti. Jos akselista ei pidä kiinni, niin lyönnit vaikuttaa myös sisempään niveleen ja se saattaa irrota paikoiltaan.

Tässä on vetonivelen laakerointi irroitettuna.

Uuden vetonivelen asennuksessa laitetaan myös uusi suojakumi, ja siihen klemmarit. Myös uudet rasvat vetonivelen ja suojakumin sisään. Nivelen kiinnityksessä kannattaa katsoa, että sokka menee kunnolla paikoilleen. Kun nivel on akselissa kiinni, niin kasaus päinvastaisessa järjestyksessä kuin kiinnitys. Vetonivelen mutteri laitetaan oikeaan momenttiin.

Laturin ja starttimoottorin purku- ja kasaustehtävä

Laturi

Laturin virtapiiri

Latauksen virtapiiri toimii, kun auto on käynnissä. Kun auto käynnistetään, auton starttimoottori käyttää virtaa moottorin pyörittämiseen, ja tämä aiheuttaa akkuun vajausta. Kampiakseli alkaa pyörimään ja pyörittää samalla apulaitehihnaa. Apulaitehihna pyörittää laturin akselia hihnapyörän avulla. Laturi tekee vaihtovirtaa, joka tasataan jännitteensäätimelllä ja diodisillalla, ja tehty tasavirta johdetaan akulle.

Laturin toiminta

Moottorin pyöriessä pyörii myös apulaitehihna. Apulaitehihna pyörittää laturia jossa on hihnapyörä, joka pyörittää laturin sisällä olevaa kenttäkäämiä. Kenttäkäämissä on metallinpalasia, jotka ovat + ja - napoja. Kenttäkäämin ympärillä on kuparikäämeistä tehty paketti, joka tekee ympärille magneettikentän ja vahvistaa sähkövirtaa. Laturin akseli vie virtaa eteenpäin hiilien kautta jännitteensäätimelle, joka käyttää virran diodisillan läpi ja tekee siitä tasavirtaa, joka menee akulle.

Laturin diodisilta, jossa hiilet kiinni

Kuparikäämi

Laturin hiilet

Laturin diodisilta

Mittaukset

Akun jännitehäviö -

Akun jännite laturin toimiessa

Akun lepojännite

Jännitehäviö +

Starttimoottori

Starttimoottori  auttaa otto- tai dieselmoottoria käynnistymään, ottomoottoria pyörittäen tarpeeksi nopeasti jotta syntyy oikeanlainen kaasuseos, dieselmoottorissa taas pitää saada aikaan paine jolla seos voi syttyä. Starttimoottori koostuu kolmesta osakokonaisuudesta, jotka ovat solenoidi eli siirtorele, hammaspyörä ja siirtolaitteet ja sähkömoottori.

Kokonainen starttimoottori

Vasemmanpuoleinen osa on solenoidi, joka liikuttaa bendix ratasta, joka menee kiinni vauhtipyörään. Oikeanpuoleinen on starttimoottorin ankkuri, jota virta pyörittää.

Jouset ja hiilet

Solenoidi

Solenoidille virtaa syötettäessä se vetää solenoidin karaa sisään päin ja 
samalla liikuttaa bendix ratasta kohti vauhtipyörää. Kun solenoidin kara on pohjassa ja bendix ratas kiinni vauhtipyörässä, niin solenoidin kara painaa solenoidin sisällä olevaa katkaisijaa kiinni ja virta pääsee pyörittämään starttimoottoria.



Mittaukset

Virtapihdeillä mitattu käynnistysvirta

Akun lepojännite

Akun jännite startatessa

Herätejännite

Jännitehäviöt