حساس وضع الكرنك (CPS): دليل شامل للأعراض والفحص والإصلاح

حساس وضع الكرنك (CPS) هو نبض قلب المحرك. تعرّف على أنواعه، آلية عمله، أعراض التلف، طرق الفحص، الاستبدال، وأهم نصائح الصيانة الوقائية
فهرس المحتويات

مقدمة: لماذا يعتبر حساس الكرنك نبض قلب المحرك؟

يُعتبر حساس وضع الكرنك (Crankshaft Position Sensor - CPS) أحد أهم الحساسات الحيوية في نظام إدارة المحرك الإلكتروني الحديث (ECM).

مهمته تشبه مهمة جهاز تخطيط القلب (ECG) للإنسان، فهو المسؤول عن مراقبة نبض المحرك بدقة بالغة. بدون الإشارات الصحيحة والمستمرة من هذا الحساس، يصبح كمبيوتر السيارة (ECU) وكأنه يقود بعينين معصوبتين؛ فهو لا يعرف متى يجب أن يشعل الشمعات (البوجيهات)، ولا متى يجب أن يحقن الوقود في الاسطوانات.

ببساطة، إذا فشل هذا الحساس، فإن المحرك إما لن يعمل أبداً، أو سيتوقف فجأة أثناء القيادة. إن فهم عمله وأعراض تلفه ليس مهماً فقط للمهتمين بصيانة سياراتهم، بل هو معلومة أمان حاسمة لكل سائق، لأن تلفه المفاجئ قد يعرضك لموقف خطير على الطريق.

ما هو حساس وضع الكرنك (CPS) وكيف يختلف عن الحساسات الأخرى؟

حساس وضع الكرنك هو جهاز إلكتروني صغير يتم تركيبه في مكان استراتيجي قريب من طارة الكرنك (Crankshaft Pulley) أو على علبة المرافق (Engine Block).

وظيفته الأساسية هي اكتشاف موضع وسرعة دوران عمود المرفق (الكرنك)، وهو العمود الرئيسي الذي يحول الحركة الخطية للمكابس إلى حركة دورانية لتدوير العجلات. يقوم الحساس بتحويل هذه المعلومات الميكانيكية (الوضع والسرعة) إلى إشارة كهربائية رقمية أو تناظرية ويرسلها فوراً إلى وحدة التحكم.

يجب التمييز بوضوح بينه وبين حساسين آخرين مهمين:

  • حساس وضع الكامة (Camshaft Position Sensor - CMP): يراقب دوران عمود الكامات الذي يتحكم بفتح وإغلاق الصمامات. يعمل الـ ECU على مطابقة إشارة الكرنك مع إشارة الكامة لمعرفة أي اسطوانة في شوط الانضغاط، مما يسمح له بتنفيذ نظام الحقن المتسلسل (Sequential Fuel Injection) بدلاً من الحقن الجماعي، مما يحسن الأداء ويقلل الانبعاثات.
  • حساس سرعة المحرك (Engine Speed Sensor): في كثير من السيارات، يكون حساس الكرنك هو نفسه حساس سرعة المحرك، حيث يحسب الـ ECU السرعة من تردد الإشارة القادمة منه. في أنظمة أخرى، قد يكون هناك حساس منفصل.

باختصار، حساس الكرنك يخبر الكمبيوتر "بماذا" و"بأي سرعة"، بينما حساس الكامة يخبره "بمَن" (أي اسطونة).

أنواع حساسات الكرنك وآلية عمل كل منها بالتفصيل

تطورت تكنولوجيا حساسات الكرنك على مر السنين، وهناك ثلاثة أنواع رئيسية تعمل بمبادئ فيزيائية مختلفة:

  1. الحساس المغناطيسي ذو الملف (Variable Reluctance Sensor):
    • مبدأ العمل: يعتمد على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يتكون من مغناطيس دائم محاط بملف من الأسلاك النحاسية الدقيقة. عند مرور نتوء (سن) من قرص المرجع (Reluctor Wheel) المثبت على الكرنك أمام وجه الحساس، يتغير المجال المغناطيسي، مما يولد جهداً كهربائياً (فولتاً) متردداً (AC) في الملف.
    • الخصائص: لا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي (سلكين فقط: إشارة وأرضي). جهد الإشارة يزداد بزيادة سرعة المحرك. بسيط، متين، ورخيص. العيب: لا يعمل عند السرعات المنخفضة جداً (قرب الصفر) لأن الجهد المتولد يكون ضعيفاً جداً.
  2. حساس ذو تأثير هول (Hall Effect Sensor):
    • مبدأ العمل: يعتمد على ظاهرة هول (Hall Effect). يحتوي على شريحة إلكترونية (شريحة هول) يتم تغذيتها بجهد ثابت (عادة 5V أو 12V من الـ ECU). عندما يمر نتوء (أو مادة مغناطيسية) من قرص المرجع أمام الحساس، يقطع المجال المغناطيسي الشريحة، مما يتسبب في تغير جهد الخرج بشكل مفاجئ (من 0V إلى 5V أو العكس)، مولداً إشارة مربعة رقمية (Digital Square Wave).
    • الخصائص: يعمل عند جميع السرعات، حتى عندما يكون المحرك يدور ببطء شديد أو عند بدء التشغيل. دقيق جداً ويولد إشارة واضحة لا تتأثر بالسرعة. يحتاج إلى ثلاثة أسلاك (طاقة، أرضي، إشارة).
  3. الحساس البصري (Optical Sensor):
    • مبدأ العمل: يستخدم ثنائي باعث للضوء (LED) و مستقبل ضوئي (Phototransistor). يدور قرص مرجعي به فتحات بين المصدر والمستقبل. عندما تكون الفتحة محاذية، يمر الضوء ويتلقى المستقبل إشارة. عندما تكون المنطقة المعتمة محاذية، ينقطع الضوء.
    • الخصائص: أعلى دقة على الإطلاق، يمكنه قياس السرعة والموقع بدقة فائقة. العيب: حساس جداً للغبار والزيت والتلوث، لذا نادراً ما يستخدم في بيئة المحرك القاسية اليوم.

مواقع تركيب حساس CPS في المحركات المختلفة (مخططات)

يختلف موقع تركيب حساس الكرنك حسب تصميم المحرك وشركة التصنيع، ولكن هناك مواقع شائعة:

  • على غطاء علبة المرافق (Bell Housing): هذا هو الموقع الأكثر شيوعاً. يتم تثبيت الحساس بحيث يكون رأسه مقابل قرص مرجعي (Reluctor Ring) مثبت على الكرنك نفسه، داخل منطقة التروس بين المحرك وناقل الحركة. هذا الموقع يحميه نسبياً من العوامل الخارجية.
  • في مقدمة المحرك مقابل بكرة الكرنك (Crankshaft Pulley): في هذا التصميم، يكون قرص المرجع مثبتاً على ظهر بكرة الكرنك (السير). الحساس مثبت على جسم المحرك مقابل هذه البكرة. هذا الموقع أسهل للوصول ولكنه أكثر عرضة للأوساخ والرطوبة.
  • على جانب علبة المرافق (Engine Block): في بعض المحركات، خاصة ذات التصميم الطولي، قد يكون الحساس مركباً على جانب كتلة المحرك، مقابل تروس داخلية على الكرنك.

نصيحة: عند البحث عن الحساس، اتبع الأسلاك الصغيرة التي تخرج من منطقة المحرك أو ناقل الحركة وتتجه نحو موصل كهربائي. غالباً ما يكون مثبتاً بمسمار واحد فقط.

أعراض تلف حساس الكرنك CPS: من البسيط إلى الخطير

يظهر تلف حساس الكرنك بعدة طرق، بعضها غامض وبعضها واضح جداً. إليك التسلسل النموذجي للأعراض من البداية إلى الفشل الكامل:

  1. أعراض مبكرة ومتقطعة:
    • تأخر أو صعوبة في التشغيل (Cranking but No Start): المحرك يدور (يقلع) ولكن لا يشتعل، خاصة عندما يكون المحرك ساخناً (Hot Start Problem). قد تحتاج لمحاولات متعددة.
    • توقف محرك مفاجئ ولحظي ثم يعود (Intermittent Stall): أثناء القيادة بسرعة منخفضة أو عند التوقف على الإشارة، تخبو لفات المحرك فجأة أو يتوقف ثم يعود فوراً، كأن أحداً قام بقطع الوقود وإعادة فتحه.
  2. أعراض متوسطة ومتكررة:
    • اهتزازات وتسارع غير منتظم (Rough Idle Misfire): عند التوقف (الخمول)، تشعر أن المحرك يرتجف ويتنفس بصعوبة، وقد تضيء لمبة فحص المحرك (Check Engine) وتظهر أكواد مثل P0300 (Misfire عشوائي) لأن توقيت الإشعال أصبح عشوائياً.
    • فقدان مفاجئ للقوة (Hesitation Lack of Power): عند الضغط على دواسة الوقود للتفوق أو صعود منحدر، لا تستجيب السيارة أو تستجيب بشكل متأخر ومتقطع، كما لو كان هناك انقطاع في الوقود.
    • ارتفاع استهلاك الوقود (Increased Fuel Consumption): بسبب توقيت إشعال أو حقن غير فعال، تحرق السيارة وقوداً أكثر لإنتاج نفس القدر من القوة.
  3. قد يتم الخلط بين أعراض حساس الكرنك التالفة وأعراضمشكلة في نظام الإشعال (البوبينات، البوجيهات) أو مشكلة في حساس الكامة (CMP). الفحص الدقيق هو المفتاح. غالباً، مشكلة حساس الكامة تمنع المحرك من الاشتغال نهائياً، بينما حساس الكرنك قد يسمح بالتشغيل أحياناً.

  4. أعراض خطيرة (فشل كامل أو وشيك):
    • توقف المحرك الكلي أثناء القيادة (Engine Stall While Driving): هذا هو أخطر عرض. تفقد السيارة القدرة فجأة وتتوقف المحرك، وقد تفقد توجيه المقود والفرامل المعززة، مما يشكل خطراً كبيراً، خاصة على الطرق السريعة.
    • عدم تشغيل المحرك مطلقاً (No Start Condition): تدور السيارة (أو لا) ولكن المحرك لا يشتعل أبداً. هذا يعني أن الـ ECU لا يتلقى أي إشارة من الحساس، فيمنع الإشعال والحقن كإجراء أمان.
    • ظهور أكواد أعطال محددة: عند مسح العطل بقارئ OBD2، ستظهر أكواد مثل:
      • P0335: Crankshaft Position Sensor "A" Circuit Malfunction (خلل في دائرة حساس الكرنك).
      • P0336: Crankshaft Position Sensor "A" Circuit Range/Performance (نطاق/أداء دائرة حساس الكرنك).
      • P0337: Crankshaft Position Sensor "A" Circuit Low Input (إدخال منخفض).
      • P0338: Crankshaft Position Sensor "A" Circuit High Input (إدخال مرتفع).
      • P0339: Crankshaft Position Sensor "A" Circuit Intermittent (متقطع).
  5. إذا توقف محرك سيارتك فجأة أثناء القيادة،لا تحاول إعادة تشغيله على الفور أثناء التحرك. استخدم قوة القصور الذاتي لتوجيه السيارة بأمان إلى جانب الطريق، وقم بتشغيل الإنذار الرباعي (الطوارئ). حاول إعادة التشغيل بعد التوقف التام. إذا اشتغل، توجه فوراً إلى أقرب ورشة.

الأسباب الحقيقية وراء تلف حساس وضع الكرنك

  • التعرض للحرارة المفرطة: الحساسات الإلكترونية حساسة للحرارة. إذا كان موجوداً بالقرب من عادم ساخن، أو إذا كان هناك تسريب زيت يغطيه، فإن الزيت يحبس الحرارة حوله ويتلف المكونات الداخلية أو المغناطيس.
  • التلف الميكانيكي والاهتزاز: الاهتزاز المستمر للمحرك يمكن أن يفكك اللحامات الداخلية الصغيرة داخل الحساس، أو يتسبب في تلف الأسلاك عند نقطة دخولها إلى جسم الحساس.
  • تلف أو اتساخ قرص المرجع (Reluctor Wheel/Ring): هذا هو سبب خفي شائع. إذا كانت أسنان القرص المعدني مكسورة، مشوهة، أو مغطاة بطبقة سميكة من الأوساخ أو الصدأ، فلن يتمكن الحساس من قراءتها بشكل صحيح، حتى لو كان الحساس نفسه سليماً.
  • مشاكل في التوصيلات الكهربائية: التآكل أو الأكسدة داخل الموصل الكهربائي (الفيشة) أو على أطرافه، أو تلف العزل على الأسلاك مما يسبب قصراً أو انقطاعاً.
  • عمر السيارة والاستخدام: مثل أي قطعة إلكترونية، لها عمر افتراضي. التمدد والانكماش الحراري عبر آلاف الدورات يسبب إجهاداً داخلياً.
  • أضرار خارجية: الارتطام بحجر على الطريق، أو أضرار أثناء أعمال صيانة أخرى (مثل استبدال سير الكاتينة) إذا تم لمس الحساس أو ضربه عن طريق الخطأ.

دليل تشخيصي شامل: الفحص بالمقياس المتعدد والماسح الضوئي

قبل استبدال الحساس، قم بهذه الخطوات للتأكد من أنه المسبب الحقيقي للمشكلة. ستحتاج إلى مقياس متعدد رقمي (ملتيميتر).

  1. الفحص البصري الأولي (الأهم):
    • افحص الموصل الكهربائي للحساس وتأكد من أنه نظيف ومحكم التوصيل.
    • اتبع الأسلاك من الحساس لمسافة قصيرة وتأكد من عدم وجود قطع أو حروق أو تآكل في العزل.
    • إذا أمكن الوصول إليه، انظر إلى رأس الحساس وتأكد من خلوه من الغراء المعدني (Metal Shavings) أو الغبار المغناطيسي الذي قد يلتصق به (خاصة في الحساسات المغناطيسية). نظفه برفق بقطعة قماش.
  2. فحص المقاومة (للحساسات المغناطيسية ذات السلكين):
    • افصل الموصل الكهربائي للحساس.
    • اضبط الملتيميتر على قياس المقاومة (الأوم Ω)، عادةً على نطاق 2K أوم.
    • ضع رأس المقياس على الطرفين المعدنيين للحساس نفسه (ليس على الموصل الخاص بالسيارة).
    • اقرأ القيمة. عادةً ما تكون بين 200 إلى 1000 أوم (راجع دليل الخدمة لسيارتك للقيمة الدقيقة).
    • نتيجة: إذا كانت المقاومة صفراً (قصر)، أو لا نهائية (انقطاع مفتوح)، أو مختلفة جداً عن المواصفات، فالحساس تالف.
  3. فحص جهد التيار المتردد (AC Voltage) أثناء الدوران (للحساسات المغناطيسية):
    • اضبط الملتيميتر على قياس جهد التيار المتردد (AC Voltage) على نطاق منخفض (مثلاً 2V).
    • أعد توصيل موصل الحساس، واستخدم دبابيس خلفية (Back Probe Pins) أو افحص من طرفي الموصل الخاص بالسيارة.
    • اطلب من مساعد تدوير المحرك (Cranking) باستخدام مفتاح التشغيل.
    • يجب أن يرى الملتيميتر قراءة جهد متناوب (عادة بين 0.5 إلى 2 فولت) يتغير مع دوران المحرك.
    • نتيجة: إذا لم يكن هناك جهد، فالحساس أو دائرة الحساس معطلة.
  4. فحص الحساسات النشطة (Hall Effect – 3 أسلاك):
    • تحتاج إلى معرفة دبوس الطاقة (عادة 5V أو 12V)، الأرضي، والإشارة.
    • افحص جهد الطاقة عند الموصل (مع تشغيل مفتاح السيارة ON).
    • لاختبار الإشارة، قم بتوصيل الملتيميتر (على DC Voltage) بين دبوس الإشارة والأرضي. أثناء تدوير المحرك، يجب أن ترى الجهد يتناوب بين 0V و 5V (أو 12V) بشكل حاد.
  5. الفحص باستخدام الماسح الضوئي (OBD2 Scanner):
    • استخدم قارئ الأعطال للتحقق من رموز CPS المذكورة أعلاه.
    • انتقل إلى بيانات حية (Live Data) وشاهد معلمة مثل "Engine RPM". أثناء تدوير المحرك، يجب أن يظهر لفات المحرك (RPM) (عادة فوق 200 RPM). إذا ظهر صفراً رغم أن المحرك يدور، فهذا تأكيد قوي على فشل حساس الكرنك أو دوائره.

خطوات استبدال حساس الكرنك خطوة بخطوة مع احتياطات الأمان

استبدال حساس الكرنك عملية مباشرة في معظم السيارات، لكنها تتطلب بعض الدقة.

  1. السلامة أولاً: افصل بطارية السيارة. قم بفك الطرف السالب (-) للبطارية وعزله لمنع أي شرر أو صدمة كهربائية أثناء العمل.
  2. حدد موقع الحساس. راجع دليل الخدمة أو ابحث على الإنترنت لمعرفة الموقع الدقيق لطراز سيارتك. غالباً ما يكون بالقرب من بكرة الكرنك السفلية أو على غطاء ناقل الحركة.
  3. افصل الموصل الكهربائي. اضغط على لسان القفل (إن وجد) واسحب الموصل بلطف. لا تسحبه من الأسلاك.
  4. فك مسمار التثبيت. استخدم أداة بالحجم المناسب (غالباً مفتاح ربع بوصة مع وصلة طويلة). عادة ما يكون مسماراً صغيراً (8مم أو 10مم).
  5. أخرج الحساس القديم. قد تحتاج لسحبه بلطف. في بعض الأحيان يكون محكماً قليلاً. لا تستخدم مفكات حادة قد تتلف مقعده.
  6. قارن بين القديم والجديد. تأكد من أن الحساس الجديد مطابق تماماً للقديم من حيث الطول، الشكل، وترتيب الطرفين.
  7. نظف مقعد التركيب. استخدم مُنظف فرامل أو هواء مضغوط لإزالة أي أوساخ أو غبار معدني من الفتحة. لا تدع أي شوائب تسقط داخل المحرك أو الناقل.
  8. اركب الحساس الجديد.
    • إذا كان الحساس القديم يحتوي على ختم (O-ring)، انقله أو استبدله بالجديد الموجود مع الحساس.
    • ادهن الختم بزيت محرك نظيف قليلاً لتسهيل الإدخال.
    • أدخل الحساس الجديد في مكانه بيدك أولاً. إذا كان من النوع الذي له فجوة هوائية محددة (Air Gap)، تأكد من أنه يجلس بشكل صحيح.
  9. شد مسمار التثبيت. اشده بإحكام معتدل (Snug Tight). لا تفرط في الشد لأنه عادة ما يكون مسماراً صغيراً وقد ينكسر. عزم الشد عادة ما يكون بين 5 و10 نيوتن.متر.
  10. أعد توصيل الموصل الكهربائي. تأكد من سماع صوت "طَقّة" تأكيد.
  11. وصّل بطارية السيارة. واصل العملية.
  12. اختبار التشغيل. شغل المحرك. يجب أن يبدأ بسهولة وسلاسة. إذا كان هناك كود عطل، استخدم القارئ لمسح الرموز القديمة (Clear Codes). قم باختبار قيادة قصيرة للتحقق من عدم عودة الأعراض.

جدول مقارنة أنواع حساسات الكرنك وأعراض تلفها

نوع الحساس عدد الأسلاك مبدأ العمل طريقة الفحص الأساسية القيم الطبيعية (تقريبية) ملاحظات
مغناطيسي (VR) 2 حث كهرومغناطيسي، يولد جهد AC بنفسه. فحص المقاومة + فحص جهد AC أثناء التدوير. المقاومة: 200-1000Ω
الجهد أثناء التدوير: 0.5-2V AC
لا يعمل عند السرعة صفر. متين ورخيص. شائع في السيارات القديمة.
هول إفكت (Hall Effect) 3 شريحة إلكترونية تحتاج طاقة خارجية، تخرج إشارة رقمية. فحص جهد التغذية (5V/12V) + فحص إشارة الخرج (0V/5V). جهد التغذية: 5V أو 12V DC
إشارة الخرج: تتناوب بين 0V و 5V/12V
يعمل عند جميع السرعات، دقيق جداً. شائع في السيارات الحديثة.
بصري (Optical) 3 أو 4 مصدر ضوء ومستقبل، يقطع قرص مثقب الشعاع. فحص جهد التغذية والخرج، حساس جداً للنظافة. يعتمد على التصميم. نادر في محركات السيارات الحديثة بسبب حساسيته للتلوث.

نصائح وقائية لإطالة عمر حساس وضع الكرنك

  • التزم بالصيانة الدورية: تجنب تسربات الزيت التي قد تغمر منطقة الحساس. تأكد من إحكام غطاء حوض الزيت (Oil Pan) وختم عمود الكرنك الأمامي/الخلفي.
  • كن حذراً أثناء أعمال الصيانة القريبة: عند تغيير سير الكاتينة، مضخة الماء، أو أي جزء في مقدمة المحرك، احمِ الحساس ولا تضغط عليه أو تضربه بالخطأ.
  • تجنب غسيل المحرك بضغط عالٍ: تيار الماء القوي قد يدفع الرطوبة داخل الموصل الكهربائي أو يتسبب في صدأ أجزاء الحساس.
  • استخدم قطع غيار عالية الجودة عند الاستبدال: شراء حساس رخيص أو غير أصلي قد يكون مغناطيسه أضعف أو إلكترونياته أقل تحملاً للحرارة، مما يؤدي إلى فشل مبكر.
  • افحص الأسلاك والتوصيلات دورياً: خلال الفحص الدوري، ألقِ نظرة على حالة الموصل والأسلاك المؤدية للحساس بحثاً عن أي تلف واضح.

الأسئلة الشائعة حول حساس وضع الكرنك (CPS)

هل يمكنني تنظيف حساس الكرنك بدلاً من تغييره؟
نعم، في بعض الحالات. إذا كان رأس الحساس مغطى بطبقة من الرواسب المعدنية المغناطيسية أو الأوساخ، فإن تنظيفه برفق قد يحل المشكلة. يمكن استخدام منظف فرامل وقطعة قماش ناعمة. أما إذا كان العطل داخلياً في الملف أو الشريحة الإلكترونية، فلن يفيد التنظيف.
كم تكلفة استبدال حساس الكرنك في ورشة متخصصة؟
تختلف التكلفة حسب نوع السيارة ومكان الحساس. سعر القطعة عادة بين 50 و200 ريال سعودي تقريباً. أجرة العمالة تعتمد على سهولة الوصول، فقد تكون بين 100 و200 ريال إذا كان الموقع سهل، وقد تصل إلى 300 أو 500 ريال إذا كان الوصول صعباً ويتطلب فك أجزاء إضافية. التكلفة الإجمالية غالباً تتراوح بين 150 و700 ريال.
هل يمكن أن يتسبب حساس الكرنك المعطل في تلف المحرك؟
نعم، ولكن بشكل غير مباشر. حساس الكرنك المعطل لا يتلف أجزاء المحرك مباشرة، لكنه قد يسبب اختلال اشتعال مستمراً يؤدي إلى دخول وقود غير محترق إلى الأسطوانات. هذا قد يخفف زيت المحرك أو يقلل من كفاءة تزييت الجدران الداخلية، مما يزيد التآكل مع الزمن. الخطر الأكبر هو توقف المحرك المفاجئ أثناء القيادة.
اشتريت حساساً جديداً وثبتّه، لكن المحرك لا يزال لا يعمل. ماذا أفعل؟
يجب التأكد من عدة نقاط: مسح أكواد الأعطال القديمة من كمبيوتر السيارة، التأكد من تثبيت الفيشة الكهربائية بإحكام، فحص ترس المرجع على عمود الكرنك والتأكد من سلامته، التحقق من سلامة الأسلاك بين الحساس ووحدة التحكم، والتأكد من أن الحساس الجديد مطابق تماماً لمواصفات السيارة. إذا استمرت المشكلة، قد يكون العطل كهربائياً ويتطلب تشخيصاً أعمق.

المصادر والمراجع الفنية الموثوقة

إرسال تعليق