Nockenwellensensor, seine Funktionen im Verbrennungsmotor

Moderne Motoren haben ein ziemlich komplexes Design und werden von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) gesteuert, die Informationen von Sensoren erhält. Jeder Sensor überwacht bestimmte Parameter, die den Betrieb des Motors zum aktuellen Zeitpunkt charakterisieren, und übermittelt Informationen an die ECU. In diesem Artikel betrachten wir eine der wichtigsten Komponenten des Motormanagementsystems – den Nockenwellensensor (DPRS).

Was ist ein nockenwellensensor

DPRV bedeutet Nockenwellenpositionssensor. Andere Bezeichnungen: Hallsensor, Phasensensor oder CMP (englische Abkürzung). Aus dem Namen geht hervor, dass es am Betrieb des Gasverteilungsmechanismus beteiligt ist. Genauer gesagt errechnet das System anhand seiner Daten den idealen Einspritz- und Zündzeitpunkt.

Dieser Sensor verwendet eine Referenzversorgungsspannung von 5 V, und sein Sensorelement ist ein Hall-Sensor. Es bestimmt nicht den Zeitpunkt der Einspritzung oder Zündung, sondern gibt nur Auskunft darüber, wann der Kolben den OT des ersten Zylinders erreicht. Anhand dieser Daten werden Injektionszeit und -dauer berechnet.

Das DPRV ist bei seiner Arbeit funktional mit dem Kurbelwellenpositionssensor (DPKV) verbunden, der auch für den ordnungsgemäßen Betrieb der Zündanlage verantwortlich ist. Wenn aus irgendeinem Grund eine Fehlfunktion des Nockenwellensensors auftritt, werden die Informationen des Kurbelwellensensors berücksichtigt. Das Signal vom DPKV ist wichtiger für den Betrieb des Zünd- und Einspritzsystems, ohne das der Motor einfach nicht funktioniert.

DPRV wird in allen modernen Motoren verwendet, einschließlich Verbrennungsmotoren mit variabler Ventilsteuerung. Je nach Bauart des Motors wird es im Zylinderkopf verbaut.

Hall-Effekt und DPRV-Design

Wie bereits erwähnt, arbeitet der Sensor nach dem Hall-Effekt. Dieser Effekt wurde im 19. Jahrhundert von dem gleichnamigen Wissenschaftler entdeckt. Er bemerkte, dass, wenn ein Gleichstrom durch eine dünne Platte fließt und in das Wirkungsfeld eines Permanentmagneten gebracht wird, an seinen anderen Enden eine Potentialdifferenz entsteht. Das bedeutet, dass unter der Einwirkung der magnetischen Induktion einige Elektronen abgelenkt werden und an den anderen Rändern der Platte eine kleine Spannung erzeugen (Hall-Spannung). Es wird als Signal verwendet.

Der DPRV ist genauso organisiert, jedoch nur in verbesserter Form. Es enthält einen Permanentmagneten und einen Halbleiter, an den vier Pins angeschlossen sind. Das Signal wird dem Eingang des integrierten Schaltkreises zugeführt, dort verarbeitet und dann den Ausgangskontakten des Sensors zugeführt, die sich am Sensorgehäuse befinden. Der Körper selbst besteht aus Kunststoff.

Funktionsweise des Nockenwellensensors

Die Antriebsscheibe (Impulsrad) wird von der dem DPRV gegenüberliegenden Seite auf die Nockenwelle montiert. Auf der Nockenwellenantriebsscheibe wiederum befinden sich spezielle Zähne oder Vorsprünge. Wenn diese Vorsprünge den DPRV-Sensor passieren, erzeugt er ein digitales Signal einer besonderen Form, das den aktuellen Hub in den Zylindern anzeigt.

Es ist notwendig, sich mit der Funktionsweise des Nockenwellensensors in Verbindung mit dem DPKV genauer vertraut zu machen. Zwei Umdrehungen der Kurbelwelle entsprechen einer Umdrehung der Nockenwelle. Das ist das Geheimnis der Synchronisation von Einspritz- und Zündsystem. Mit anderen Worten, DPRV und DPKV zeigen den Moment des Verdichtungshubs im ersten Zylinder.

Die Antriebsscheibe der Kurbelwelle hat 58 Zähne, daher prüft das System beim Passieren des Bereichs, in dem zwei Zähne fehlen, durch den Kurbelwellensensor die Signale von DPRV und DPKV und bestimmt den Zeitpunkt der Einspritzung in den ersten Zylinder. Nach 30 Zähnen erfolgt die Einspritzung beispielsweise in den dritten Zylinder, dann in den vierten und zweiten. So funktioniert die Synchronisierung. Alle diese Signale sind Impulse und werden vom Motorsteuergerät gelesen. Sie sind nur auf einem Oszillogramm zu sehen.

Grundlegende Sensorstörungen

Gleich vorweg sei gesagt, dass bei Ausfall des Nockenwellensensors der Motor weiterläuft und startet, allerdings mit Verzögerung.

Eine Fehlfunktion des DPRV kann durch folgende Symptome angezeigt werden:

• erhöhter Kraftstoffverbrauch durch Nichtsynchronisierung des Einspritzsystems;
• das Auto ruckelt und verliert an Schwung;
• ein merklicher Leistungsverlust, das Auto kann nicht beschleunigen;
• der Motor startet nicht sofort, sondern mit einer Verzögerung von 2-3 Sekunden oder geht aus;
• das Zündsystem arbeitet mit Pässen;
• Der Bordcomputer gibt einen Fehler aus, die Check Engine-Leuchte leuchtet.

Diese Symptome können darauf hindeuten, dass das RPP nicht ordnungsgemäß funktioniert, können aber auch auf andere Probleme hinweisen. Es ist notwendig, eine Diagnose im Service durchzuführen.

Gründe für den Ausfall des DPRV:

• Kontakt- und/oder Verdrahtungsfehler;
• Der Vorsprung der Scheibe mit Zähnen kann einen Chip oder eine Biegung aufweisen, wodurch der Sensor falsche Daten liest.
• Beschädigung des Sensors selbst.

Der Sensor selbst fällt selten aus.

Sensordiagnosemethoden

Wie jeder andere Hallsensor kann der Nockenwellenpositionssensor nicht durch Messen der Spannung an den Pins mit einem Multimeter getestet werden. Ein vollständiges Bild seines Betriebs kann nur durch Überprüfung mit einem Oszilloskop erhalten werden. Die Wellenform zeigt Impulse und Einbrüche an. Sie müssen auch über einige Kenntnisse und Erfahrungen verfügen, um Wellenformdaten zu lesen. Dies kann von einem kompetenten Fachmann an einer Servicestation oder einem Servicecenter durchgeführt werden.

Wenn eine Fehlfunktion festgestellt wird, wird der Sensor durch einen neuen ersetzt, eine Reparatur ist nicht vorgesehen.

DPRV spielt eine wichtige Rolle im Zünd- und Einspritzsystem. Sein Ausfall führt zu Problemen beim Betrieb des Motors. Wenn Symptome festgestellt werden, ist es besser, von qualifizierten Spezialisten zu diagnostizieren.