Anturisignaalien tutkiminen

Anturisignaalien tutkiminen

Elikkäs tehtävän ideana oli tutkia ja mitata antureita oskiloskoopilla. Antureiden sijainnit selvitettiin tolerance datasta, autodatasta sekä tietysti autosta silmäilemällä. Autoina meillä oli Reanult Laguna ja Volkswagen LT.

Nokka-akselin asentoanturi

Mittaamamme nokka-akselin asentoanturi on hall-anturi. Hall-anturi tarvitsee syöttövirran toisin kuin induktiivinen anturi. Kun se ei ole riippuvainen magnetismin tuottamasta virrasta, se voi havaita myös kohteen asennon sen ollessa paikallaan. Katkokset magneettikentässä kertovat nokka-akselin ajoituksen. Katkokset johtuvat nokka-akselin päässä olevista hampaiden väleistä joissa magneettikenttä katkeaa. Tästä ohjainlaite saa tiedon nokka-akselin asennosta. Kytkimme oskiloskoopin anturin liittimen väliin y-haaroilla jotta sitä voi testata toiminnassa. Hall-anturilta saatava tieto piirtyy näytölle kanttiaaltona.

Sytytyspuolan mittaus

Mittasimme ensiö- ja toisiojännitettä sekä ensiövirtaa Renaultin yksittäispuolasta. Sytytyspuolan toiminta perustuu virran katkaisusta syntyvään jännitepiikkiin. Ensiökäämissä oleva virta katkaistaan ja siitä syntyvä jännitepiikki ohjataan toisiokäämiin jossa se vahvistuu jopa 10Kv ison käämin ansiosta. Siitä tämä korkeajännite menee tulpan kärkeen ja siitä tulpan maihin. Tästä syntyvä valokaari on kipinä. Videossa vihreä kuvaaja tarkoittaa ensiökäämin virtaa jota mittasimme virtapihdillä. Sininen kuvaaja on puolan ensiöjännite jota mittasimme puolan liittimen välistä signaalijohdosta. Punainen kuvaaja on puolan toisiojännite jossa näkyy jännitepiikki sekä kipinän paloaika, tätä mittasimme toisiojännite mittausadapterilla suoraan puolan päältä.

(Video aika epäselvä)

Ilmamassamittari

Volkswagenissa oleva ilmamassamittari on nimeltään kuumalanka ilmamassamittari. Anturissa oleva kuumalanka viilenee ilmavirtauksesta ja sitä yritetään pitää saman lämpöisenä. Eli mitä enemmän ilmaa virtaa langan ohitse sitä enemmän virtaa tarvitaan lämmittämiseen ja siitä ohjainlaite tietää ilmanmäärän. Mittauksessa kytkimme taas johdot liittimen ja anturin väliin y-haaralla. Anturin signaalijohdosta saimme tiedon oskiloskooppiin.

Imusarjan painetunnistin

Imusarjan painetunnistin havaitsee imusarjassa olevaa painetta ja se on tärkeä tieto moottorinohjauyksikölle koska se kertoo ilmamäärästä ja kuormituksesta. Tyhjäkäynnillä paine on alhainen ja kierrosten noustessa se kasvaa. Ajettaessa ja mootoria kuormitettaessa lukemat nousisivat vielä ylemmäksi turbon tuottaman paineen takia. Kytkimme johdot samanlailla anturin liittimen väliin samaan tapaan kuin edellisissä ja oskiloskooppiin tieto signaalijohtimesta. Videossa käppyrän nousu ja lasku tarkoittaa imusarjan paineen nousua ja laskua.

Lambda-anturit

Mittasimme Renaultista ennen katalysaattoria olevaa lambda-anturia sekä katalysaatorin jälkeen olevaa lambdaa. Lambda-anturit kertovat moottorinohjaukselle palamistapahtumasta jäljelle jäävästä hapesta. Jos happea on paljon, palamistapahtuma ei ole ollut hyvä eli seos on ollut laiha. Vastaavasti jos happea on vähän palamistapahtuma ei ole ollut hyvä ja seos liian rikas. Näillä tiedoilla moottorinohjaus säätää seosta. Ensimmäisen tehtävä on antaa tietoa palamistapahtuman jälkeisestä hapesta ja jälkimmäisen taas katalysaattorin jälkeisestä hapesta. Jos arvot näyttävät lähes samaa katalysaattori ei toimi oikein. Tässä tapauksessa katalysaattori toimii kuten kuuluukin ja sen huomaa videolta. Videossa sininen käppyrä tarkoittaa ensimmäistä lambdaa ja punainen jälkimmäistä lambdaa.

Kampiakselin asentotunnistin

Kampiakselin asentotunnistimet ovat yleensä induktiivisiä antureita eli ne perustuvat itseinduktioon. Anturiin syntyy jännite kun hampaat leikkaavat anturin magneettikenttää eli se ei pysty tunnistamaan paikallaan olevaa kohdetta toisin kuin hall-anturi. Kun kampiakselin hammastuksen hampaat leikkaavat anturin magneettikentän lävitse se vahvistaa magneettikenttää ja kun hampaat loittonevat se heikentää magneettikenttää. Nämä ilmenevät antuin kelassa muuttuvana vaihtovirtajännitteenä. Mitä enemmän kierroksia sitä enemmän jännitettä syntyy.

Auton korin sähkövarustetyöt

 Tuulilasin ja ajovalojen pyyhkimet sekä pesulaitteet

 

Kun käännät virrat päälle, virta kulkee sulakkeen kautta monitoimiohjausmoduulille ja siitä pyyhkijän viikselle. Viiksestä saa haluttaessaan päälle etu- ja takalasin pyyhkijät ja niiden pesulaitteet. Viiksestä toimintoja muuttaen monitoimiohjausmioduuli antaa virtaa eri komponenteille. Esimerkiksi viiksestä kääntämällä saa pyyhkijöiden moottori virran ja alkaa pyyhkimään.

Äänimerkinantolaite

 

 

 Kun käännät sytytysvirran päälle, virta kulkee sulakkeen ja releen kautta äänitorville, äänitorvea painettaessa virtapiiri yhdistyy ja ääni kuuluu.

Lämmitys-ja tuuletuspuhallinlaitteet

 

Virta kulkee virtalukolta sulakkeen kautta ilmastointilaitteen ohjausmoduulille. Nappeja säätämällä virta tulee ohjausmoduulilta ilmanohjausmoottorille sekä ilmankiertoläpänmoottorille ja muuttaa sisäilman kierron päälle tai muuttaa ilmanohjausta eri paikkoihin. Haluttaessa säätää puhaltimen nopeutta, kytkimeltä virta menee lämmityspuhaltimen ohjausmoduulille josta taas puhaltimen moottorille. Ilmastoinnin saa päälle kytkimestä painamalla josta virta menee releen ja ohjausmoduulin kautta moottorille ja se lähtee pyörimään.

Istuinlämmittimet sekä lasin- ja peilinlämmittimet

 

 Kuvassa takalasinlämmittimen kytkin sekä istuimenlämmittimen kytkin.

 

Kuvassa takalasin lämmityksen virtapiirikaavio

Takalasinlämmitys:

 Virta tulee sulakkeen ja releen kautta takalasin lämmittimen kytkimelle. Halutessaan kuljettaja painaa nappia niin virta kulkee takalasin vastuksille ja ne lämpeävät.

Istuinlämmittimet:

Virta tulee sulakkeen, istuinlämmittimien katkaisijan ja sen vastusten kautta penkin vastuksille. Napista painamalla voi säätää lämmittimen kuumuutta.

 Mittaristo

 

 

 Virta tulee virtalukolta sulakkeen kautta mittaristolle. Mittaristolta virta lähtee ohjausmoduulille ja sieltä erinäisille antureille ja tunnistimille mitkä vian havaitessaan sytyttävät varoitusvalon mittaristoon. Auton mittaristosta näkee kaiken tarvittavan ja ajoon liittyvät asiat.

Vakionopeudensäädin

 

Virta menee sulakkeiden kautta ohjausmoduulille ja siitä vakionopeudensäätimen napeille. Ohjausmoduulilta on yhteys sähköiseen kaasupolkimeen, jarrupolkimeen ja kytkinpolkimeen. Oikean puolisista kytkimistä auto lisää tai hiljentää nopeutta. Jarruun tai kytkimeen koskeminen kytkee vakionopeudensäätimen pois päältä.

Keskuslukitus

 

Virta kulkee akulta sulakkeiden kautta monitoimiohjausmoduulille ja moduulilta keskuslukituksen moottoreille, hätävilkkujen katkaisijalle, takaluukun vapautus-ja lukituskytkimille sekä taustapeilille jossa sijaitsee kaukosäätimen vastaanotin. Moduulin saadessa käskyn kaukosäätimeltä se aukaisee ja lukitsee kaikki ovet.

Sähkötoimiset lasinnostimet

 

 

Virta tulee akulta sulakkeiden kautta monitoimiohjausmoduulille ja siitä ikkunan kytkimille, turvakytkimille ja ikkunan moottoreille. Haluttaessa nostaa tai laskea ikkunoita kytkimen kautta kulkee virta halutulle moottorille ja se laskee tai nousee.

Aktiivinen turvallisuusjärjestelmä

 

Virta tulee sulakkeiden kautta abs-ohjausmoduulille ja siitä jokaisen pyörän nopeustunnistimille, kiertymistävalvovalle tunnistimelle, ohjausasennontunnistimelle, kiihtyvyystunnistimelle, jarrupolkimen asentotunnistimelle ja moottorinohjausmoduulille. Abs-jarrut yrittävät estää pyörän lukkiutumista jarruttaessa jotta ohjattavuus säilyisi. Pyörien anturit antavat tietoa moduulille pyörien nopeuksista ja jarrupaineita säätelemällä ne pysyvät lukkiutumattomina. Luistonesto ja ajonvakautusjärjestelmä käyttävät apunaan abs-jarruja. Havaitessaan luistoa tai äkillistä sivuttaisliikettä ne käyttävät jarruja saadakseen tilanteen hallintaan.

Passiivinen turvallisuusjärjestelmä

 

 

Virta kulkee sulakkeiden ja mittariston ohjausmoduulin kautta SRS-moduulille ja siitä turvatyynyille, turvavyönkiristimille ja törmäystunnistimille. Turvatyynyt ja turvavyönkiristimet laukeavat tunnistimien havaittaessa törmäyksen. Riippuen mistä suunnasta törmäys tulee se laukaisee tarvittavat turvatyynyt. Turvatyynyjä on monissa paikoissa mm. ratissa, kojelaudassa ja niskatukien vieressä.

Ajonesto ja hälytysjärjestelmä


Kun auton ovet on suljettuna hälytysjärjestelmä on päällä. Se tunnistaa esimerkiksi iskuja tai ikkunan rikkoutumista. Todetessaan hälytyksen tarpeelliseksi järjestelmä alkaa soittamaan äänimerkkiä sekä käyttämään hätävilkkuja.  Ovet avatessa hälytysjärjestelmä kytkeytyy pois päältä. Väärällä avaimella yrittäessä autoa käyntiin ajonesto kytkeytyy päälle koska virtalukko ei tunnista avainta oikeaksi. Moottorinohjausjärjestelmä menee lukkoon ja katkaisee esimerkiksi polttoaineen saannin.

Vikakoodien luku

Luin autosta vikakoodit autocomilla ja sieltä löytyi kaksi vikaa. Sähkökäyttöisen lisälämmittimen vika sekä pakokaasun takaisinkierrätyksen virtapiirin vika.

Tekijä Mika Pienmäki

Alustatekniikka 2 ABS- Jarrut

Tässä oppimistehtävässä kerron abs- jarruista.

ABS- jarrujen pääkomponentit

Hydrauliyksikkö, pyörännopeustunnistimet ja elektroninen ohjainlaite

Aktiivinen nopeustunnistin

Aktiivinen nopeustunnistin tarvitsee toimiakseen ulkoisen jännitteen. Magnetoresistiivisen tunnistimen vastus vaihtelee siihen vaikuttavan magneettikentän voimakkuuden mukaan joka tuottaa taajuudeltaan muuttuvan jännitesignaalin. Tunnistimen voi tarkistaa staattisesti eli siis pyörittämättä pyörää. Aktiivitunnistin kertoo myös pyörän pyörimissuunnan jonka ansiosta on voitu kehittää mäkilähtöavustin.

Yllä olevassa kuvassa näkyy minkälaista käyrää oskiloskooppi näyttää mre- anturista.

Induktiivinen nopeustunnistin

Induktiivinen nopeustunnistin koostuu rautasydämestä, kestomagneetista ja käämistä. Kun impulssiratas leikkaa magneettikehää, indusoituu käämiin yksivaiheinen vaihtojännite. Jännitevaihtelut ovat tarkkaa tietoa pyörän pyörimisnopeudesta. Elektroninen ohjainlaite tarkkailee kaiken aikaa pyörien nopeuksia.

Alustatekniikka 2 Tehtäviä

Elikkäis vaihdoin Renault Twingoon oikealle puolelle raidetangon sisä- ja ulkopään sekä hammastangon suojakumin ja tämän jälkeen tein nelipyöräsuuntauksen. Alempana vaihdoin toiseen autoon alapallonivelen.

Ensimmäisenä auto nostetaan ylös ja otetaan rengas pois. Sitten ulompi pää irti pyörän navasta pulttipyssyllä. Sisäpään kanssa joutui hieman taistelemaan ahtaan paikan takia mutta kyllä sekin irti lähti. Uudet osat paikalleen ja tämän jälkeen sitten nelipyöräsuuntaukseen.

Sitten nelipyöräsuuntauksen pariin. Eli ensimmäisenä auto nosturille ja peilit kiinni renkaisiin ja syötetään auton tiedot koneelle. Pyöräntuennan kunto ja rengaspaineet pitää myös tarkastaa. Tämän jälkeen tietokone neuvoo sinua työvaiheissa. Seuraavana työnnetään autoa ensin taakse ja eteen koneen näyttämän matkan.

Sitten laitetaan jarrutanko paikalleen ettei auto liiku ja otetaan levyjen lukitustapit pois jotta pyörät pääsevät kääntymään vaivattomasti.

Tietokone näyttää paljon pyöriä pitää kääntää.

Tässä näkyy kaikkien pyörien kulmat

Tästä autosta muuta ei ollut säädettävissä kuin etupyörien auraus. Sen arvot näkyy alimmaisena.

Aurauskulmaa säädetään raidetangoista.

Tässä molemmat puolet säädetty kohdalleen.

Sitten alapallonivelen vaihtoon. Auto nostetaan ylös ja otetaan rengas pois. Tässä tapauksessa piti ottaa koko alatukivarsi pois jotta pystyy vaihtamaan alapallonivelen koska se on prässättävä. Jotta tukivarren pultteihin pääsee käsiksi pitää irroittaa koko apurunko edestä.

Kuvassa apurunko lattialla.

Tukivarsi irroitettuna lattialla

Seuraavaksi alapallonivel otetaan irti tukivarresta prässillä.

Reikä puhdistetaan huolella ja laitetaan uusi nivel paikalleen prässillä painamalla.

Vielä alapalloniveleen uusi sokka paikalleen. Tämän jälkeen kasataan päinvastaisessa järjestyksessä.

NÄYTTÖ Auton korjaus

Tehtävänäni oli tutkia miksi auto ei lataa akkua auton käydessä.

Laitoin auton käyntiin ja mittasin yleismittarilla latausjännitteen akun navoista. Mittari näytti noin 12.5 volttia. Tämän jälkeen tutkin mistä alhainen latausjännite voisi johtua.

Kokeilin laturin hihnaa ja totesin että se on löysä ja halkeillut sieltä täältä. Tilasin autoon molemmat apulaitehihnat.

Osat saatuani aloin vaihtamaan hihnoja. Ensimmäiseksi ohjaustehostimenpumpun pultit löysälle jotta sain ulomman apulaitehihnan pois. Sitten laturin pultit löysälle ja hihna pois.

Seuraavaksi vertasin vanhoja hihnoja uusiin että ne ovat täysin vastaavanlaiset.

Tämän jälkeen laitoin laturin hihnan paikalleen. Varmistin kireyden sormilla, noin sentin ylös alas ja sitten kiristin pultit. Laitettuani ohjaustehostimenhihnan paikalleen varmistin molempien kireyden. Hihnat olivat sopivalla kireydellä joten laitoin auton käyntiin ja mittasin latausjännitteen uudestaan. Latausjännite oli noin 14.2 volttia elikkäs vika oli kuluneen hihnan syytä. 

Voimansiirto 2 Nelivetojärjestelmät

Nelivetojärjestelmät

Keskitasauspyörästö

Keskitasauspyörästö jakaa voiman etu- ja taka-akselille esimerkiksi siten että kun takapyörät alkavat sutia se siirtää voimaa etupyörille. Tästä on hyötyä vaikeassa maastossa. Keskitasauspyörästön voi myös lukita jolloin voima on sama etu- ja taka-akselilla kokoajan.

Torsen

Torsen-tasauspyörästö välittää voiman mitä sutiva pyörä ei voi käyttää, toisen akselin pitäville pyörille. Mikäli kaikilla pyörillä on maksimaalinen pito ja pystyy käyttämään hyödykseen moottorin tuottamaa tehoa, on tasauspyörästön jarruttava vaikutus vähäinen, vaikka pyörien nopeudet ovatkin erisuuruiset.

Viskokytkin

Viskokytkimen toiminta perustuu etu- ja taka-akselien välisen pyörimisnopeuden eroon ja öljyn sitkistymiseen. Normaaliajossa viskokytkin ei osallistu lainkaan ajoon vaan tulee mukaan kun akseleille tulee nopeuseroa. Jos autossa on viskokytkin, keskitasauspyörästöä ei tarvita. Kytkimen kuoren sisällä on levypakka, joista joka toinen on kiinni ulkokuoressa ja joka toinen sisääntuloakselissa. Kytkimen ulkokuori on kiinnitetty ulostuloakseliin. Lamellien välissä on viskositeettiominaisuuksiltaan sopivaa silikoniöljyä. Kytkin toimii siten, että sisään- ja ulostuloakselien pyörimisnopeuseron kasvaessa lamellien 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 renkaiden nopeus tasautuu, muuttuu öljy takaisin juoksevaksi. 

Haldex-kytkin

Haldex-kytkin on elektronisesti ohjattu lamellikytkin joka perustuu hydraulipaine-eroon. Se toimii samalla tavalla kuin tavallinen lamellikytkin mutta se on sähköisesti ohjattu. Kytkimeen tuotetaan esipaine sähköisesti pienellä sähköpumpulla, mutta kytkeytymiseen tarvittava käyttöpaine saadaan hydraulipumppujen pyörimisnopeuserolla. Järjelmä on täysin sähköinen ja se säätyy venttiilien avulla. Haldex-kytkin on yleisesti VW- konsernin poikittaismoottorisissa autoissa. Kytkimen toiminta ei perustu ainoastaan akseleiden nopeuseroihin niin ABS-, ajonvakautus- ja luistonestojärjestelmät toimivat täysin normaalisti. Normaali ajo-olosuhteissa voimanjako haldexissa on 90/10 eli periaatteessa etuveto.

Neliveto ei vaikuta muuten jarrutuskäyttäytymiseen paitsi jos vetää käsijarrua vedon ollessa päällä. Neliveto autolle ei voi tehdä jarrutustestiä samalla laitteella kuin etu-tai takavetoiseen. Jarrut testataan normaalisti etu-tai taka-akselilta jolloin toinen akseli jää pois rullilta. Tällöin toisenkin akselin pyörät pyrkivät pyörimään.

Nelivetoautoon pitää vaihtaa perä- ja tasauspyörästö-öljyt tietyin väliajoin. Eli nelivetoautoa joutuu huoltamaan vähän enemmän kuin kaksivetoista autoa

Sähkötekniikka Tehtävät Starttimoottori

Starttimoottori on tasavirralla toimiva sähkömoottori jota käytetään auton polttomoottorin käynnistykseen. Normaaleissa henkilöautoissa starttimoottorin teho on 1-2kw, dieselmoottoreissa tehokkaampi.

Kenttäkäämitty starttimoottori tarkoittaa ettei moottorissa ole ollenkaan kestomagneetteja. Staattorin ulkokehällä olevat kestomagneetit voidaan mahdollisesti vaihtaa sähkömagneettisiin keloihin. Säätämällä ankkurikäämin virtaa ja jännitettä on mahdollista vaikuttaa nopeus/voima suhteeseen moottorin akselilla. Starttimoottorin pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen kelan jännitteeseen ja virtaan.


 Ankkuri on laakeroitu veto- ja hiili päätyyn siten, ettei se pääse liikkumaan sivuttain. Ankkuriakseli on ontto ja se on muotoiltu vetopäästään monilevykytkimen koteloksi.


Hiilipäätyyn ankkuri on laakeroitu liukulaakerilla. Hiilipäädyssä on kiinni työntösolenoidi ja siinä kiinni ohjausrele kytkemisvaiheita varten. Hiilipääty on suojattu kotelolla, joka suojaa laakeria, solenoidia ja muita osia. Kommukaattorin ja hiiliharjojen ympärillä on lisäksi tiivistesuojapanta.