크랭크축 위치 센서
Crankshaft position sensor |
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크랭크 센서는 가솔린 및 디젤 엔진의 내연기관에서 크랭크축의 위치 또는 회전 속도를 모니터링하기 위해 사용되는 전자 장치다. 이 정보는 엔진 관리 시스템에서 연료 분사 또는 점화 시스템 타이밍 및 기타 엔진 파라미터를 제어하는 데 사용된다. 전자식 크랭크 센서를 사용하기 전에 배전기를 가솔린 엔진의 타이밍 표시로 수동으로 조정해야 한다.
크랭크 센서는 엔진 내 피스톤과 밸브 사이의 관계를 모니터링하기 위해 유사한 캠축 위치 센서와 함께 사용할 수 있으며, 이는 밸브 타이밍이 가변적인 엔진에서 특히 중요하다. 이 방법은 시동 시 4행정 엔진을 "동기화"하는 데도 사용되어 관리 시스템이 연료 주입 시기를 알 수 있다. 또한 분당 회전수에서 엔진 속도 측정을 위한 1차 소스로도 일반적으로 사용된다.
공통 장착 위치에는 메인 크랭크 풀리, 플라이휠, 캠축 또는 크랭크축 자체의 위치가 포함된다. 이 센서는 캠축 위치 센서와 함께 현대 엔진에서 가장 중요한 센서 2개 중 하나이다. 연료 분사(디젤 엔진) 또는 스파크 점화(가솔린 엔진)는 보통 크랭크 센서 위치 신호로부터 타이밍이 잡히므로 센서가 고장 나면 엔진이 시동되지 않거나 작동 중에 차단된다. 엔진 속도 표시등도 이 센서로부터 속도 표시를 받는다.
센서의 종류
사용할 수 있는 센서는 유도 센서, 홀 효과 센서, 자기저항 센서, 광학 센서 등 여러 종류가 있다. 유도 센서는 구조가 가장 단순하며 대개 순전히 수동적인 장치다. 홀 효과와 자기저항 센서는 유도 센서보다 정적(변동되지 않는) 자기장을 감지할 수 있다는 장점이 있다. 광학 센서는 파울링에 대한 내성이 크지는 않지만 가장 정밀한 에지 감지 기능을 제공할 수 있다.
GM의 프리미엄 V 제품군과 같은 일부 엔진은 크랭크 위치 센서를 사용하여 고조파 밸런서에 통합된 릴럭터 링을 판독한다. 이것은 크랭크축의 위치를 결정하는 훨씬 더 정확한 방법이며, 컴퓨터가 몇 도 이내에서 크랭크축의 정확한 위치(따라서 연결된 모든 구성 요소)를 언제든지 결정할 수 있다.
함수
크랭크축 위치 센서의 기능 목표는 크랭크축의 위치 및/또는 회전 속도(RPM)를 결정하는 것이다. 엔진 컨트롤 유닛은 센서가 전송하는 정보를 사용하여 점화 타이밍 및 연료 분사 타이밍과 같은 파라미터를 제어한다. 디젤 엔진에서는 센서가 연료 분사를 제어한다. 센서 출력은 현재 연소 사이클을 유도하기 위한 캠 위치를 포함한 다른 센서 데이터와도 관련될 수 있으며, 이는 4행정 엔진의 시동에 매우 중요하다.
때로는 센서가 타거나 닳거나 고갈되거나 주행거리가 많은 노령으로 사망할 수 있다. 크랭크축 위치 센서 고장의 한 가지 가능한 원인은 극도의 열에 노출되기 때문이다. 와이어가 파손되거나 하니스 커넥터의 핀이 부식되는 진동도 있다. 현대의 많은 크랭크축 센서는 밀봉된 장치여서 물이나 다른 액체에 의해 손상되지 않는다. 잘못되면 점화 및 시스템의 다른 부품에 대한 필수 데이터가 포함된 신호 전송을 중지한다.
크랭크 위치 센서가 불량할 경우 엔진이 공회전하는 방식이나 가속도 동작을 악화시킬 수 있다. 결함이 있거나 결함이 있는 센서로 엔진을 회전시키면 실화, 모터 진동 또는 역효과를 초래할 수 있다. 가속이 망설일 수 있고, 엔진이 공회전하는 동안 비정상적인 흔들림이 발생할 수 있다. 최악의 경우 시동이 걸리지 않을 수도 있다.
일반적으로 크랭크축 센서 고장의 첫 번째 신호는 엔진이 뜨거울 때 시동이 꺼지지만 엔진이 식으면 다시 시동이 걸린다.
일부 설계의 한 가지 세부 사항은 "3와이어" 유도 크랭크 센서로, 세 번째 와이어는 차량 엔진 베이 내 다른 곳에서 표류된 전기 펄스를 집는 것을 방지하기 위해 두 개의 주요 센서 와이어 주위의 동축 차폐에 불과하다.
예
크랭크 세트의 위치를 모니터링하기 위해 다른 유형의 크랭크 센서가 자전거에 사용되며, 보통 사이클로콤푸터의 캐던스 판독에 사용된다. 이것들은 보통 페달 크랭크셋 암 중 하나에 해당하는 자석이 부착된 자전거 프레임에 장착된 리드 스위치들이다.
메모들
크랭크, 캠 로터 감지 목적에도 GMR(자이언트 자기저항) 기술이 사용된다. 이 기술을 자동차 응용 목적에 사용한 것은 미쓰비시가 처음이다.
