Sensör Nedir? Arabaların Duyu Organlarını Biliyor Musunuz?

Dünyada en değerli sektörlerden biri olan otomobil sektörü, yenilikçi teknolojilerine hergün bir yenisini daha ekliyor. Bu teknolojiler günlük yaşamımıza olumlu ve doğrudan etki ediyorlar. Bugün sizlere bu teknolojilerden biri olan sensörleri anlatacağım. İlk önce “ECU ve Sensör nedir?” gibi sorulardan başlayarak araba için en önemli sensörlerin nasıl çalıştığına kadar bu konuyu detaylıca ele alacağız. Hadi arabaların duyu organlarını tanımaya başlayalım.

Elektrik Kontrol Unitesi(Electric Control Unit-ECU) Nedir?

Sensörleri anlatmaya başlamadan önce arabanın bilgisayarı yani beyni olan Elektrik Kontrol Ünitesini tanıyalım. Elektrik Kontrol Ünitesi (ECU), bir araçtaki bir veya daha fazla elektrik sistemini kontrol eden otomotiv elektroniğine gömülmüş bir sistemdir. Elektrik kontrol sisteminin türlerinden bazıları; Motor Kontrol Modül(Engine Control Module-ECM), Aktarım Organı Kontrol Modül(Powertrain Control Module-PCM), Şanzıman Kontrol Modül(Transmission Control Module-TCM) gibi daha birçok sistem mevcuttur. Bu sistemlerin tamamın arabanın bilgisayarını yani beynini oluşturur. Elektrik kontrol unitesinin boyutu, aracınızında bulunan teybin boyutunu geçmez.

İlginizi Çekebilir! Araba Motoru Çalışma Prensibi Nedir? Ana Parçaları Nelerdir?

Elektrik kontrol sistemi ayrıca arabaların birçok yerinde bulunan sensörlerden gelen verileri okur. Bu veriler ile ECU; konfor, yakıt, güvenlik ve performans gibi konularda kullanıcının arabadan optimum düzeyde verim almasını sağlar.

Sensörlerin nasıl çalıştığını öğrenmek istiyorsanız, ECU’yu iyi anlamanız gerekmektedir. Zira yazımın ilerleyen kısımlarında elektrik kontrol unitesi(ECU) kavramıyla çok karşılaşacaksınız.

Sensör Nedir? Sensörler Nasıl Çalışır?

Sensörlerin Türkçe karşılığı algılayıcılardır. Otomatik kontrol sistemlerinin duyu organı görevi gören sensörler, İnsanların duyu organı mantığıyla çalışmaktadır. Biz nasıl ki çevreyi beş duyu organımız ile algılayabiliyorsak, makinelerde kendilerine yerleştirilen sensörler aracılığıyla çevreyi algılayabilmektedir. Sensörler makinelerin sıcaklığını, basıncını, hızını ya da benzer başka durumları algılayabilmesini sağlar.

Sensörler, arabada ve çevrede meydana gelen tüm fizksel ve kimyasal değişimleri algılıyarak, sinyallerini ilgili kontrol ünitelerine gönderirler. Elektrik kontrol ünitesine gerçek zamanlı bilgi vermekle görevlidirler. Bu sensörler:

• Motor Soğutma Sıcaklık Sensörü(Engine Coolant Temperature Sensor -ECTS)
• Kütle Hava Akış Sensörü-Debimetre(Mass Air Flow-MAF )
• Krank Milli Pozisyon Sensörü
• Oksijen(Lamda) Sensörü
• Manifold Mutlak Basınç Sensörü(Manifold Absolute Presure-MAP)
• Vuruntu Sensörü
• Gaz Kelebeği Konum Sensörü
• Park Sensörü
• ABS Tekerlek Hız Sensörü
• Fren Hidrolik Yağ Basınç Sensörü

gibi liste uzayıpp gider. Sensörlerin çoğunun maliyetinin düşük olması nedeniyle araba üreticileri, her yere sensör yerleştiriyorlar. Bu yazımda sizlere araba ve motor için en önemli sensörleri anlatacağım. Yukarıdaki listede ilk 6 sıradaki sensörlerin nasıl çalıştıklarına ve arabada nerede bulunduklarını incelemeye başlayalım.

Bu Yazıya Baktınız Mı? Yakıt Tasarrufu İçin 10 Tüyo Araba Nasıl Daha Az Yakıt Yakar?

Motor Soğutma Sıcaklık Sensörü(Engine Coolant Temperature Sensor -ECTS)

Motor soğutma  sıcaklık sensörü araba ana sensörlerinden biridir. Motor soğutma sıvısının(su ve bazı sentetik yağlar) sıcaklığını izlemek için kullanılan motor yönetim sistemi sensörüdür. Soğutma sıvısının sıcaklığını elektrik direnci kullanarak ölçer. Sıcaklığı sinyaller aracılığıyla Elektrik Kontrol Ünitesine(ECU) gönderir. Dizel motorlarda yakıt enjeksiyonun ayarlanması ve enjektörlerin yakıt püskürtme süresi, motor soğutma suyu sıcaklık bilgisine  göre ayarlanır. Örneğin sensör soğuk motor sinyali gönderirse, enjektörlerin milisaniye olarak püskürtme süreleri arttırılır. Sıcak motor sinyali gönderirse enjeksiyon püskürtme süresi azaltılır.

Motor soğutma sıcaklık sensörü, benzinli motorlarda buji ateşlenme zamanını ayarlar. Bu sensör silindir kapağı üzerinde radyatörden en uzak noktaya yerleştirilmiştir.

Kütle Hava Akış Sensörü-Debimetre(Mass Air Flow-MAF )

Kütle hava akış sensörü diğer adıyla debimetre, motorun içine geçen hava miktarını veya hava akışını ölçer. Hava filtresinden hemen sonra konumlandırılmıştır. Elektrik enjeksiyon sisteminin anahtar bileşenlerinden biridir. Kütle hava akış sensörünün birkaç çeşidi bulunmaktadır. Fakat modern arabalar “sıcak tel” çeşidini kullanırlar. Hadi sıcak tel hava akış sensörünün nasıl çalıştığını inceleyelim.

Sıcak tel hava akış sensörünün elektrik ile ısıtılan küçük bir teli vardır. Bu tel için araca göre sabit bir sıcaklık belirlenir. Araç rölantide çalışırken, sıcak telin etrafında az miktarda hava bulunur. Bu nedenle teli sıcak tutmak için az miktarda elektrik akımına ihtiyaç duyulur. Gaz pedalına basıldığında, gaz kelebeği açılır ve içeriye daha çok hava alınır. Daha çok hava alınmasıyla birlikte telin sıcaklığı düşer. Telin sabit sıcaklığa ulaşması için daha fazla elektrik akımına ihtiyaç duyulur.

İlginizi Çekebilir! Doğalgaz Nedir? Geçmişten Günümüze Doğalgazın Serüveni

Gerekli olan elektrik akımının değeri, hava miktarı ile doğru orantılıdır. Elektrik akımının değerini dijital sinyallere çeviren ve bu sinyalleri ECU’ya gönderen elektrik çipleri bulunur. Elektrik çipleri hava akış sensörünün içerisine konumlandırılmıştır.

Elektrik kontrol ünitesi(ECU), ne kadar yakıt enjekte edeceğini hava akış sinyallerini  kullanarak hesaplar. Genel olarak hava akış sensörünün temel amacı hava/yakıt karışım oranını optimum düzeyde tutmaktır.

Krank Milli Pozisyon Sensörü

Krank mili konum sensörünün görevi; krank milinin devir sayısını ve tam pozisyonunu, başka bir ifade ile açısal konumunu tespit ederek ECU’ya iletmektir. Aynı zamanda bu bilgiyi, elektronik kontrol ünitesi tarafından gösterge tablosundaki motor devir saatine göndermektir. Bu sensör olmadan motor çalışmaz.

Bu sensör içersinde kalıcı bir mıknatıs  ve sensör bobini bulunan boru şeklinde bir muhafazadan oluşur.

Oksijen(Lamda) Sensörü

Oksijen (O₂) veya Lamda sensörü, motorda yanma sonucu oluşan atık gazların oksijen miktarını ölçer ve aldığı değerlerin sinyallerini elektrik kontrol ünitesine gönderir. Oksijen(O₂) sensörü genelikle 4 silindirli motorlarda en az 2 tane, 6 ve 8 silindirli motorlarda en az 4 tane bulunur.

4 silindirli motorlar için konuşursak, ön oksijen(O₂) sensörü egzoz manifoldunda veya katalik konvertörden önce konumlandırılmıştır. Bildiğiniz gibi, katalik konvertör arabanın emisyon sisteminin ana elemanıdır. Arka oksijen sensörü, egzozda katalik konvertörden hemen sonra konumlandırılmıştır. ECU, ön oksijen sensöründen gelen sinyaleri kullanarak, yakıt/hava karışım oranını en verimli şekilde ayarlamak için yakıt ekleyebilir veya çıkartabilir.Arka oksijen(O₂) sensörünün görevi, katalik konvertörün verimli bir şekilde çalışıp çalışmadığını konrol etmektir. Hadi oksijen sensörünün nasıl çalıştığına bakalım.

İlginizi Çekebilir! Araba Tasarımı Ve Üretim Aşamaları-Bir Araba Nasıl Yapılır?

Birçok oksijen sensör çeşidi bulunmaktadır. Fakat bu yazıda sadece Voltaj üreten oksijen sensörlere değiniceğiz. Adından anlaşılacağı gibi, voltaj ürenten oksijen veya lamda sensörü egzoz içinde ve dışındaki oksijen miktarındaki farkı ile orantılı küçük bir voltaj üretir. Motora giren hava/yakıt fakir(az yakıt, çok hava) olduğunda egzozdaki oksijen fazla olur ve oksijen sensörü küçük bir voltaj üretir (0.1-0.2V). Eğer hava/yakıt oranı zengin(fazla yakıt, az hava) ise egzozdaki oksijen miktarı az olur ve sensör daha fazla voltaj üretir (0.9V).

Voltaj üreten oksijen sensörlerinin nasıl çalıştığına dair bilgiler verdik. Şimdi arabamızda var olan diğer sensörlerin nasıl çalıştıklarına bir göz atalım.

Manifold Mutlak Basınç Sensörü(Manifold Absolute Presure-MAP)

Mutlak basınnç sensörünün görevi, kontak açıkken atmosfer basıncını, motor çalıştıktan sonra ise emme manifoldunun basınç veya vakumunu ölçerek ECU’ya elektriksel olarak bildirmektir. Elektriksel kontrol unitesine gelen bu bilgi ile emilen hava miktarını algılar, buna göre enjektörün açılma süresini ayarlar. Havanın basıncı ve sıcaklığı göz önüne alınarak havanın yoğunluğu hesaplanır. Böylece geçen havaya ne kadar yakıt püskürtüleceği hesaplanır. Bu sensöre Manifold Mutlak Basınç (MAP – Manifold Absolute Pressure) Sensörü” de denilmektedir. Bu sensörün nasıl çalıştığını merak ediyorsanız, Bir sonraki paragrafa…

Motorun emme manifoldundaki basıncı, gerilim ile doğru orantılı olarak elektrik geriliminde değişim meydana getirir. Bu sensör içerisinde basınca göre direnci değişen bir eleman(load-cell) bulunur. Mutlak basınç sensörü basınca göre değişen gerilimi ECU iletir ve bu veriye göre ECU yakıt püskürtme düzenlemesi yapar.

Vuruntu Sensörü

Vuruntu sensörünün görevi, motorda vuruntu yapan silindirin ECU tarafından tanınması ve söz konusu silindirin bujisinin ateşlenme avansının değiştirilmesini sağlayan sinyaller üretmektir. Yakıt/hava karışımının verimsiz bir şekilde yanması, motorda vuruntu ve teklemeye neden olur. Vuruntu sensörü motor bloğu, silindir kapağı ve emme manifoldunda bulunur. Bu sensörlerin burada bulunmalarının nedeni, motora zarar vercek titreşim ve sesleri daha rahat algılayabilmek için.

Bu Yazımızı Okudunuz Mu? Neuralink Nedir? Beyin Ve Bilgisayar İletişim Kurabilir Mi?

Vuruntu sensörlerinin nasıl çalıştığına gelirsek, sensör piezzoelektrik algılama kristali ve bir dirençten oluşur. Piezzoelektrik kristali motor içindeki titrşimler ile çalkalandığında az miktarda voltaj üretir. Vuruntu sensörü insan kulağını duyamadığı daha hassas sesleri de algılar. Bu sesler 6 ile 8 kHz arasıdır. Motorda vuruntu algılandığında motor bilgisayarına yani ECU’ya sinyal gönderir. ECU durumu düzeltmek için ateşleme zamanlamasını geciktirir.

Bu yazımızda arabaların gözü kulağı olan en önemli sensörlerini anlattım. Daha birçok sensör bulunmaktadır. Belki gelecek yazılarımızda diğer sensörleri anlatabiliriz. Otomotiv sektörünün yenilikçi teknolojilerini LEVTEMS web sitemizde yazmaya devam edeceğiz. Bir sonraki yazılarda görüşmek üzere… Sağlıklı Günler.

Eğer “Sensör Nedir ve Araba Sensörleri Nelerdir? ” Sorularının Cevapladığımız Yazımızı Beğendiyseniz, Sosyal Medya Hesaplarınızdan Yazımızı Paylaşarak, Bize Destek Olabilirsiniz.

Kaynaklar: RxMechanic, Carbibles,