انجن کے آپریشن پر کرینک شافٹ سینسر کے اثرات

کرینک شافٹ پوزیشن سینسر کیسے کام کرتا ہے اور اس کی اہمیت کیوں ہے

اصول: کرینک شافٹ پوزیشن سینسر گھومتی ہوئی رفتار اور پوزیشن کی نگرانی کیسے کرتا ہے

کرینک شافٹ سینسرز وہ چھوٹے سے ناچس کا پتہ لگا کر کام کرتے ہیں جو کرینک شافٹ کے بالکل اوپر بیٹھنے والے ریلوکٹر رنگ پر ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے ہر ناچ اس کے سامنے سے گزرتا ہے، یہ چھوٹے وولٹیج پلسز پیدا کرتا ہے۔ عام طور پر یہ سینسر میگنیٹک اصولوں یا ہال ایفیکٹ ٹیکنالوجی پر انحصار کرتے ہیں تاکہ تمام معلومات انجن کنٹرول یونٹ (عام طور پر ECU کے نام سے جانا جاتا ہے) تک پہنچائی جا سکیں۔ اس کا کیا مطلب ہے؟ خیر، ECU یہ درست طور پر معلوم کر سکتا ہے کہ انجن کتنی تیزی سے گھوم رہا ہے، عام طور پر SAE کی 2021 کی تحقیق کے مطابق تقریباً ±2 RPM کے اندر۔ اس کے علاوہ، یہ ہر پستن کی پوزیشن تقریباً 0.1 ڈگری کرینک زاویہ تک جانتا ہے۔ یہ تمام حقیقی وقت کی معلومات دہن کے وقت کو بالکل درست رکھتی ہے، چاہے انجن 6,000 RPM سے کہیں زیادہ پر ہو۔ طاقت کی پیداوار کو ایندھن کی معیشت کے ساتھ متوازن کرنے کی کوشش کرنے والی کار ساز کمپنیوں کے لیے، اتنی درست فیڈ بیک ہونا ان کے ڈیزائن کے فیصلوں میں بہت بڑا فرق ڈالتا ہے۔

جدید انجن مینجمنٹ سسٹمز میں کرینک شافٹ سینسر کا کردار

آج کے انجن کنٹرول یونٹ فی سیکنڈ تقریباً 300 پیمائشیں لینے کی شرح سے کرینک شافٹ سینسر کی معلومات کو سنبھالتے ہیں۔ اس سے انہیں یہ کنٹرول کرنے میں مدد ملتی ہے کہ چنگاریاں کب نکلیں، ایندھن ان جیکٹرز کو کتنی دیر کھلے رہنا چاہیے، اور ضرورت کے مطابق والوز کی ٹائمنگ کو بھی ایڈجسٹ کیا جا سکے۔ گزشتہ سال بوش انجینئرز کی تحقیق کے مطابق، ان سگنلز کو پروسیس کرنے میں 50 مائیکرو سیکنڈ سے زیادہ کی تاخیر اُس جلانے کی کارکردگی کو 8 فیصد سے 12 فیصد تک کم کر دیتی ہے۔ اس کا کیا مطلب ہے؟ زیادہ غیر جلنے والا ایندھن خطرناک ہائیڈروکاربنز کی صورت میں اخراج گیسوں میں ختم ہوتا ہے۔ وقت کی معلومات کا بنیادی ذریعہ ہونے کی حیثیت سے، یہ خاص سینسر ان ذہین کنٹرول سسٹمز کو ممکن بناتا ہے جو انجنوں کو ہر قسم کی ڈرائیونگ کی حالتوں کے باوجود روزانہ چلنے کے قابل بنائے رکھتے ہیں۔

کرینک شافٹ سینسر کے ڈیٹا کے ذریعے میکانی سے ڈیجیٹل ٹائمنگ کنٹرول کی ترقی

1980 کی دہائی سے پہلے، زیادہ تر گاڑیوں نے اسٹارٹنگ ٹائم نکالنے کے لیے میکانیکل ڈسٹری بیوٹرز پر انحصار کیا کرتی تھیں، لیکن ان اجزاء میں وقت کے ساتھ ساتھ پہننے کا مسئلہ تھا جس کی وجہ سے ٹائم میں تقریباً ±5 ڈگری کا فرق آجاتا تھا۔ جب خودکار گاڑیوں کے سازوسامان والے ڈیجیٹل نظاموں کی طرف منتقل ہونا شروع ہوئے جن میں کرینک شافٹ پوزیشن سینسرز لگے ہوتے تھے، تو انہوں نے 0.1 ڈگری سے بھی کم درستگی حاصل کی۔ اس سے مختلف ڈرائیونگ کی حالتوں میں مسلسل اور بہتر احتراق ممکن ہوا۔ حال ہی میں 2022 میں ای پی اے کے تجزیے نے ظاہر کیا کہ گیس سے چلنے والی گاڑیوں میں نائٹروجن آکسائیڈ کے اخراج میں تقریباً 32 فیصد کمی اسی ٹیکنالوجی کی بدولت ہوئی۔ اس کے علاوہ، انجن کنٹرول یونٹس کو بلندی، ماحولیاتی درجہ حرارت، اور ایندھن کی تشکیل میں تبدیلی جیسے عوامل کے مطابق بغیر ڈرائیور کے مداخلت کے فوری ایڈجسٹمنٹ کرنے کی اجازت مل گئی۔

زیادہ سے زیادہ سگنل درستگی کے لیے سینسر کی جگہ کو بہتر بنانا

غلط جگہ لگانے سے سنکرونائزیشن ناکام ہوتی ہے، جس کی وجہ سے ہر سال 2.1 بلین ڈالر کی ٹوئنگ اور تشخیص کی لاگت آتی ہے (این ایچ ٹی ایس اے 2023)۔ تکنیشین OEM کی مقررہ رواداری کو یقینی بنانے کے لیے تبدیلی کے دوران لیزر الائنمنٹ ٹولز کا استعمال کرتے ہیں، جس سے سگنل کی یکسری برقرار رہتی ہے۔

اسٹارٹ اور ایندھن کے انجیکشن کے وقت میں کرینک شافٹ سینسر کا کردار

کرینک شافٹ سینسر سگنلز کا استعمال کرتے ہوئے چنگاری اور ایندھن کی فراہمی کا ہم آہنگی

کرینک شافٹ سینسر انجن کے لیے مترونوم کی طرح کام کرتا ہے، جو مسلسل یہ معلومات بھیجتا رہتا ہے کہ یہ کتنی تیزی سے گھومنا ہے اور دی گئی لمحے میں پسٹنوں کا مقام کیا ہے۔ جب یہ رلیکٹر رنگ کہلانے والی چھوٹی دانتوں کا پتہ لگاتا ہے، تو یہ اسپارک پلگ کو بالکل درست وقت (عام طور پر صرف 1 سے 2 ڈگری کے اندر) پر فائر ہونے کا حکم دیتا ہے۔ اسی وقت، یہ انٹیک والوز کے حرکت میں آنے سے قبل ہی فیول انجرکٹرز کو کھولنے کے لیے سگنل بھی بھیجتا ہے۔ اگر اس سینسر میں کوئی خرابی آ جائے، تو زیادہ تر جدید انجن صحیح طریقے سے کام نہیں کرتے کیونکہ وہ شروع ہونے اور تمام چیزوں کو ہمواری سے چلانے کے لیے ان سگنلز پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔ صنعت کے مطالعات بھی اس کی تائید کرتے ہیں، جیسا کہ کاؤنٹر مین نے گزشتہ سال فیول سسٹمز کے بارے میں تحقیق کی تھی۔

کرینک شافٹ سینسر کے سگنلز ٹائمینگ پر ECU کے فیصلوں کو کیسے متاثر کرتے ہیں

انجن کنٹرول یونٹ کو اسپارک کی ٹائمنگ اور فیول ان جیکشن کی مدت کا تعین کرتے وقت کرینک شافٹ کی پوزیشن کی ریڈنگز کو سب سے زیادہ ترجیح دیتا ہے۔ اگر کرینک کی پوزیشن میں صرف 10 فیصد کی غلطی ہو تو اس کے نتیجے میں اسپارک ٹائمنگ میں 3 سے 5 ڈگری تک کی تاخیر آ سکتی ہے۔ اس چھوٹی سی غلطی کے باعث خصوصاً ٹربو چارجڈ انجنز میں محسوس ہونے والی، احتراق کی موثریت میں 12 فیصد تک کمی واقع ہوتی ہے۔ کیمسافٹ سینسرز بھی یہ طے کرنے میں کردار ادا کرتے ہیں کہ کون سے سلنڈرز کب فائر ہوتے ہیں، لیکن جب بھی سینسر ریڈنگز میں تضاد ہوتا ہے، تو ECU ہمیشہ کرینک شافٹ کی رہنمائی پر واپس لوٹ جاتا ہے۔ یہ بات واضح کرتی ہے کہ بلاک کے اندر اوپر نیچے حرکت کرنے والے پسٹنز کی ٹائمنگ کو درست رکھنے کے لیے درست کرینک شافٹ کی معلومات کتنا اہم ہیں۔

کیس اسٹڈی: درست سینسر فیڈ بیک کے ذریعے ٹربو چارجڈ انجنز میں مس فائر میں کمی

برائیکٹ انجیکشن ٹربو انجنوں کے ایک 2023 کے مطالعہ سے پتہ چلا کہ زیادہ بوسٹ کے تحت ہائی ریزولوشن کرینک شافٹ سینسرز نے مِسفائرز میں 37 فیصد کمی کی۔ کرینک شافٹ کی تیزی میں ننھی وری ایشنز کو ڈیٹیکٹ کرنے کی صلاحیت نے جلد گریزنگ کا پتہ لگانے اور مائع طور پر آگ لگنے والی ایڈجسٹمنٹس کو بہتر بنانے کی اجازت دی، جس سے خشک لوڈ تبدیلیوں کے دوران جلنے کی استحکام میں اضافہ ہوا۔

بہتر ٹائمینگ ریزولوشن کے لیے ڈیول-پلس سینسرز کو اپنانا

زیادہ RPM پر تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے، جدید انجن کم اور زیادہ فریکوئنسی سگنلز کو یکجا کرنے والے ڈیول-پلس کرینک شافٹ سینسرز کو اپنا رہے ہیں۔ یہ ڈیزائن 0.1 درجے سے کم ٹائمینگ ریزولوشن حاصل کرتا ہے—7,000 RPM سے زیادہ پر چلنے والے انجنوں کے لیے ضروری۔ تحقیق میں تفصیل سے بتایا گیا ہے کہ درست ٹائمینگ کنٹرول کے بعد عملدرآمد کے بعد منتقل رد عمل میں 15 سے 20 فیصد تک اضافہ ہوا ہے۔

انجن کنٹرول یونٹ کا کرینک شافٹ سینسر ڈیٹا پر انحصار

جدید انجن کرینک شافٹ سینسر ڈیٹا پر انحصار کرتے ہیں کرانک شافٹ سینسر اُس کے مسلسل ڈیٹا کے بہاؤ کی وجہ سے، دہن کنٹرول، ایندھن کے انتظام اور اخراج کی ضبط کاری کے لیے بنیادی ذریعہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ مختلف قسم کی ڈرائیونگ کی حالت میں قابل اعتماد انجن کے آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔

بنیادی انجن فنکشنز کے لیے ECU کا کرینک شافٹ سینسر پر انحصار

ECU سلنڈر کے لحاظ سے اسپارک ٹائمنگ کا تعین کرنے، ایندھن کے انجیکشن کی مدت کا حساب لگانے، اور ٹریکشن کنٹرول اور ٹرانسمیشن شفٹس کے لیے انجن رفتار کے اندراج کو منظم کرنے کے لیے کرینک شافٹ سینسر کے سگنل استعمال کرتا ہے۔ اس معلومات کے بغیر، ECU ہوا-ایندھن کے تناسب کو برقرار نہیں رکھ سکتا یا مسلسل مِسفائرز کو روک نہیں سکتا، جس کی وجہ سے آپریشنل ناکامی واقع ہوتی ہے۔

بند لوپ کنٹرول سسٹمز میں کرینک شافٹ سینسر سے ECU تک ڈیٹا کا بہاؤ

بند لوپ سسٹمز میں، ECU کرینک شافٹ ڈیٹا کا موازنہ ازروئے وقت لوڈ شدہ ٹائمنگ میپس کے ساتھ فی سیکنڈ 4,000 بار تک تشخیص شدہ انحرافات فوری اصلاحات کا تقاضا کرتی ہیں:

اس تیز ایڈجسٹمنٹ سے لوڈ کے دوران دھماکے کو روکا جاتا ہے اور اچانک تھروٹل تبدیلیوں کے دوران مطابقت برقرار رہتی ہے۔

کیس اسٹڈی: سینسر کی خرابی کی وجہ سے فورڈ ایکو بوسٹ انجنوں میں ECU لِمپ موڈ کا فعال ہونا

1,200 فورڈ ایکو بوسٹ انجنوں کے تجزیے سے پتہ چلا کہ 63% لِمپ موڈ واقعات گریزو شافٹ سینسر کے سگنلز کی کمی کی وجہ سے پیدا ہوئے۔ جب سینسر کی درستگی 92% سے نیچے چلی گئی، تو ECU ایک محتاط مستقل ٹائمنگ (5°–10° پیچھے) پر چلا گیا، تاکہ میکانیکی نقصان سے بچا جا سکے، جیسا کہ کرینک سینسر کی خرابی کے تشخیصی تجزیوں میں دستاویز کیا گیا ہے۔

ECU کے اندر خرابی کا پتہ لگانے والے الخوارزمیہ کو بہتر بنانا

اگلی نسل کے ECU الیکٹرومیگنیٹک تداخل سے اصل سینسر کی خرابیوں کو علیحدہ کرنے کے لیے مشین لرننگ استعمال کرتے ہیں۔ کیم شافٹ سینسرز، ناک سینسرز اور ٹربو چارجر کی رفتار کے اندراجات کے مابین موازنہ کرکے، یہ نظام پرانے طریقوں کی نسبت غلط ایرر کوڈز کو 41% تک کم کر دیتے ہیں اور خرابی کی شناخت کو 18 ملی سیکنڈ تک تیز کر دیتے ہیں۔

خراب کرینک شافٹ سینسر کی علامات، تشخیص اور نتائج

عام علامات: چیک انجن لائٹ، خراب آئیڈلنگ، اور اسٹارٹ نہ ہونے کی حالت

جب کرینک شافٹ سینسر خراب ہونا شروع ہوتا ہے، تو عام طور پر وہ متعدد بار چیک انجن کی انتباہی لائٹس جلاتا ہے، پھر انجن کی آئیڈلنگ خراب ہو جاتی ہے جس میں RPMs 300 اور 500 کے درمیان اچھلتے رہتے ہیں۔ انجن کے اندر کیا ہو رہا ہوتا ہے؟ انجن کنٹرول یونٹ اب اپنے ٹائم کیلکولیشنز پر بھروسہ نہیں کر سکتا، اس لیے مس فائرز ہونا شروع ہو جاتے ہیں۔ جب سینسر کمپیوٹر کو غلط پوزیشن کی معلومات بھیجتا ہے تو صورتحال مزید سنگین ہو جاتی ہے۔ اس کی وجہ سے اسٹارٹ کرتے وقت فیول انجرکٹرز مناسب طریقے سے کام نہیں کرتے، جس کی وجہ سے ڈرائیورز کو کبھی کبھی مکمل طور پر پھنسا دیا جاتا ہے۔ میکینکس بھی اسی قسم کے معاملات اکثر دیکھتے ہیں - صنعتی اعداد و شمار کے مطابق، تقریباً ہر 10 میں سے 4 بریک ڈاؤنز جو خراب سینسرز سے منسلک ہوتے ہیں، اسی وقت ظاہر ہوتے ہیں جب کوئی شخص پہلی بار خراب آئیڈلنگ محسوس کرتا ہے۔

کرینک شافٹ سینسر کی خرابی کی شناخت کے لیے تشخیصی اوزار اور تکنیکیں

ماہرین تشخیص کے لیے ایک منظم طریقہ کار پر عمل کرتے ہیں:

1. کوڈ تجزیہ : OBD-II سکینرز وہ خرابی کوڈز P0335–P0339 حاصل کرتے ہیں جو سرکٹ یا سگنل مسائل سے منسلک ہوتے ہیں
2. سگنل کی تصدیق : آسیلو اسکوپ OEM خصوصیات کے مطابق لہر کی شکل، فریکوئنسی اور امپلی ٹیوڈ کا جائزہ لیتے ہیں
3. بنچ ٹیسٹنگ : انٹرنل کوائل کی درستگی کی تصدیق کے لیے درجہ حرارت کی حدود (عام طور پر 500–1,500Ω) میں مزاحمت کی جانچ کی جاتی ہے

انفراریڈ یا ڈیجیٹل سینسرز کے لیے ٹرگر وہیل کے 0.5 ملی میٹر کے اندر محاذ بندی نامعقول سگنل کے نقصان کو روکنے کے لیے نہایت ضروری ہے۔

او ایم ای اور آفٹرمارکیٹ سینسر کی کارکردگی اور قابل اعتمادی

OEM سینسرز میں سخت شدہ ایپوکسی انکیپسولیشن موجود ہوتی ہے جو زیادہ تر آفٹرمارکیٹ متبادل کے مقابلے میں نمی سے متعلق خرابیوں کو 63% تک کم کرتی ہے، جس سے سخت ماحول میں طویل مدتی قابل اعتمادی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

خراب کرینک شافٹ سینسر کے ساتھ چلانے کے قلیل المدت اور طویل المدت خطرات

فوری اثرات

• اوقار کی معیشت میں 9–14% کمی
• نائٹروجن آکسائیڈ اخراج میں 50% اضافہ
• دلائل شدہ ٹائمینگ کی وجہ سے اسپارک پلگ کی تیزی سے پہننے کی حالت

طویل مدتی آپریشن

• اوقار سے آلودہ تیل کی وجہ سے کرینک شافٹ بیرنگ کو نقصان (تک 22% وسکوسٹی کا نقصان)
• ای سی یو کو اوپن لوپ موڈ میں مجبور کرنا، جس سے ذرات کے اخراج میں دگنا اضافہ ہوتا ہے
• 1,000 میل کے اندر ثانوی اجزاء کے ناکام ہونے کا 78% امکان

کیٹالیٹک کنورٹر کو نقصان اور بڑھتی ہوئی مرمت کی لاگت کا خطرہ

جاری غلط فائر ایگزاسٹ میں انجوائے ہائیڈروکاربنز کو بھیجتے ہیں، جس سے کیٹالیٹک کنورٹرز کو زیادہ گرمی ہوتی ہے۔ لیبارٹری کے ٹیسٹوں میں ماخذ کے درجہ حرارت 1,472°F (800°C) سے تجاوز کرتے ہیں جو 15 منٹ سے زائد عرصہ تک برقرار رہتے ہیں، جس کی وجہ سے سرامک ڈھانچہ مستقل طور پر ڈھہ جاتا ہے۔ مرمت کی کل اوسط قیمت $1,880 ہے، جس میں سینسر کی تبدیلی ($145–$410) اور کیٹالیٹک کنورٹر کی تبدیلی ($1,200–$2,200) شامل ہیں۔ ٹربوچارج ماڈلز کے 42% میں، اضافی ایگزاسٹ مینی فولڈ کی مرمت کی ضرورت ہوتی ہے۔

کرینک شافٹ سینسر کی درستگی کا اوقار کی کارکردگی، اخراج اور چلانے کی صلاحیت پر کیسے اثر پڑتا ہے

وقت کی چھوٹی غلطیوں سے ایندھن کی بچت میں اہم نقصانات ہوتے ہیں

یہاں تک کہ معمولی غلطیاںکم سے کم 0.5 ڈگری کی انحراف کبھی ایندھن کی کارکردگی کو کم کر سکتا ہے۔ صنعت کی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ناقص سینسر ایندھن کی کھپت میں 2.8%ٹربو چارجر والے انجنوں میں۔ چونکہ انجیکٹر پلس کی چوڑائی براہ راست کرینک شاٹ کی رفتار کے اعداد و شمار پر منحصر ہے ، لہذا ٹائمنگ کی غلطیاں اسٹائیکیومیٹرک دہن کو متاثر کرتی ہیں ، جس سے ECU کو کم سے کم ایندھن کی حکمت عملیوں کے ساتھ معاوضہ دینے پر مجبور کیا جاتا ہے۔

سینسر کی درستگی اور ہوا - ایندھن کے تناسب کے بہترین کنٹرول کے درمیان تعلق

کرینک شافٹ کی پوزیشن کو بالکل درست رکھنا بند لوپ موڈ میں چلنے والے نظام کے لیے ایئر فیول ریشو میں تقریباً 0.25% کی درستگی برقرار رکھنے میں مدد دیتا ہے۔ جب ان سگنلز میں تاخیر یا عدم مطابقت ہوتی ہے، تو اس کی وجہ سے مس فائر ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ سے ایندھن جو نہیں جلتا وہ کیٹالیٹک کنورٹر سے گزر جاتا ہے، جو ہائیڈروکاربن کی سطح کو 1,200 پارٹس فی ملین تک پہنچا سکتا ہے۔ یہ ای پی اے معیار جو 100 پی پی ایم سے کم ہے، کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے۔ زیادہ تر انجن کنٹرول یونٹ اس مسئلے کی تلافی عام سے زیادہ امیر فیول مکسچر بنانے کے ذریعے کرتی ہیں۔ لیکن اس حل کی ایک قیمت ہوتی ہے، جو عام طور پر ڈرائیورز کو 3 سے 5 میل فی گیلن تک کی فیول کی کارکردگی میں کمی کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

کیس اسٹڈی: ٹویوٹا کیمری میں سینسر تبدیل کرنے سے پہلے اور بعد میں اخراج کے ٹیسٹ کے نتائج

ایک خراب کرینک شافٹ سینسر والے کیمری کا 2023 کا جائزہ تبدیلی کے بعد نمایاں بہتری کا مظہر ہے:

بہتر شدہ ECU ردعمل نے کیٹالیٹک کنورٹر کے لائٹ آف وقت کو کم کر دیا، سرد اسٹارٹ اخراج میں کمی کرتے ہوئے 41%، سینسر کے دونوں کارکردگی اور ماحولیاتی مطابقت پر اثر کو اجاگر کرتے ہوئے۔

فیک کی بات

کرینک شافٹ پوزیشن سینسر کیا ہے؟

ایک کرینک شافٹ پوزیشن سینسر انجن میں کرینک شافٹ کی گھماؤ رفتار اور پوزیشن کی نگرانی کرتا ہے، جلانے کے وقت اور ایندھن کی ترسیل کے لیے ڈیٹا فراہم کرتا ہے۔

کرینک شافٹ سینسر میری گاڑی کی کارکردگی کو کیسے متاثر کرتا ہے؟

سینسر آگ اور ایندھن انJECTION کے لیے اہم ٹائمِنگ کی معلومات فراہم کرتا ہے، جو انجن کی کارکردگی، اخراج اور مجموعی طور پر چلانے کی صلاحیت کو متاثر کرتا ہے۔

خراب ہوتے ہوئے کرینک شافٹ سینسر کی علامات کیا ہیں؟

عام علامات چیک انجن لائٹ، بے قاعدہ آئیڈلنگ، اور نا اسٹارٹ حالت شامل ہیں۔ غلط فائر اور ٹائمِنگ کی غلطیاں بھی اشارے ہیں۔

کرینک شافٹ سینسر کی خرابی سے منسلک اخراجات کیا ہیں؟

مرمت کی لاگت میں سینسر کی تبدیلی ($145–$410)، کیٹالیٹک کنورٹر کی تبدیلی ($1,200–$2,200)، اور ممکنہ نکاسی مینی فولڈ کی مرمت شامل ہو سکتی ہے۔