Датчики двигателя внутреннего сгорания. Как работают!
Совсем недавно наткнулся на очень интересное видео, в котором рассказывается о том, какие датчики устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания, за что они отвечают и как они работают. Данная система не характеризует все варианты двигателей одновременно, но, по сути, показанная схема работы примерно такая во всех ДВС с возможными небольшими отклонениями в силу их модификации. Могу поспорить что это видео будет очень интересно тем, кто только начал знакомиться с устройством автомобиля и интересуется как работает двигатель современного атмосферного авто.
В этом ролике Вы узнаете информацию о следующих датчиках:
- Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — этот датчик обычно устанавливается сразу же за воздушным фильтром в системе впуска, он измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель. Иногда в данном датчике совмещен датчик температуры воздуха. Показания датчика отправляются в электронный блок управления двигателем (он де “мозги” и он же ЭБУ). Датчик необходим для правильного расчета топливовоздушной смеси.
- Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — располагается на самой дроссельной заслонке. Он сообщает ЭБУ о положении заслонки и динамики ее движения. Положение заслонки напрямую привязано к педали газа, чем сильнее жмем на газ, тем больше она открывается и пропускает больше количество воздуха.
- Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) — один из самых важных датчиков в двигателе, обычно располагается рядом со шкивом коленвала или около маховика. Он определяет положение и скорость вращения коленчатого вала. Для определения скорости вращения на шкиве предусмотрен зубчатый диск, а для определения его положения на диске есть метка, пропущенный зубчик. На основе показания с этого датчика устанавливается момент впрыска ТВС (топливовоздушной смеси) и угол опережения зажигания.
- Датчик положения распределительного вала (ДПРВ) располагается в районе головки блока цилиндров, рядом с распредвалом. Как не сложно понять, он определяет положение распределительного вала ДВС. В самом примитивном его исполнении он показывает положение верхней мертвой точки поршня первого цилиндра в такте сжатия. На его основе ЭБУ узнает, когда нужно производить впрыск топлива форсунками и зажигает ТВС.
- Датчик детонации (ДД) располагается на блоке цилиндров, обычно располагается в его верхней части между вторым и третьим цилиндром в “четырех горшковом” блоке. Этот датчик очень важен, он улавливает металлические стуки в двигателе, которые характерны детонации ТВС в камере внутреннего сгорания. По показаниям данного датчика ЭБУ может корректировать угол опережения зажигания ТВС, чтобы предотвратить детонацию в двигателе, если это возможно. Обычно при этом двигатель теряет часть мощности.
- Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), находится недалеко от выхода жидкости из блока цилиндров (или термостате или тройниках системы охлаждения). Сам датчик измеряет температура антифриза, что вполне логично. По показаниям данного датчика ЭБУ корректирует работу двигателя при его запуске “на холодную”. Будут повышенные обороты двигателя, а также ЭБУ формирует более богатую топливно-воздушную смесь. В случае превышения нормы температуры охлаждающей жидкости, ЭБУ включает вентиляторы радиатора.
- Датчик кислорода (ДК), он же лямбда зонд, устанавливается в выпускной системе до катализатора. В авто под “Евро 2” устанавливался всего один датчик, в авто под “евро 4” и выше устанавливается два или три датчика. Эти датчики показывают количество кислорода в выхлопных газах двигателя. На основе первого регулирующего датчика ЭБУ корректирует подачу топлива форсунками, обогащает или обедняет ТВС, в зависимости от показаний лямбда-зонда. Второй (третий) датчик играет диагностическую роль и может давать оценку работы катализатора, а также влиять на формирование ТВС.
- Датчик скорости автомобиля (ДСА) обычно находиться на коробке передач автомобиля или он может быть совмещен с датчиком АБС, располагаясь на ступице в районе ШРУСА. Данные о скорости также влияют на формирование и подачу ТВС в камеры сгорания ДВС.
- Датчик давления масла (ДДМ) необходим для определения давления масла в системе смазки двигателя. Хочется сказать, что в некоторых современных автомобилях он просто отсутствует в силу победы маркетологов над инженерами. Показания данного датчика являются информативными и не влияют на работу ДВС. Нужно знать, что данный датчик не показывает уровень масла в системе, и обычно, когда загорается масленка на панели приборов водителя, то уже слишком поздно подливать масло, так как в ДВС в это время уже начался износ трущихся поверхностей.
- Датчик температуры всасываемого воздуха (ДТВВ). О нем я уже писал чуть выше, он может быть совмещен с датчиком 1 (ДМРВ) или же быть как обособленный датчик в системе впуска. Данные датчика позволяют определять плотность всасываемого воздуха для корректировки ТВС.
- Датчик абсолютного давления (ДАД) помогает ЭБУ рассчитать правильную пропорцию ТВС. Зная температуру воздуха и его давление можно рассчитывать ТВС без ДМРВ, но обычно данный датчик работает в паре с ним и с датчиком температуры воздуха.
- Датчик неровной дороги (ДНД) устанавливается далеко не на каждом автомобиле, он располагается на чашке стойки и амортизатора переднего колеса. Он улавливает колебания кузова при движении автомобиля по неровной поверхности. Данные показания отправляются в ЭБУ, которое в свою очередь отключает диагностику пропусков зажигания вследствие неравномерного вращения коленчатого вала, что может быть последствием движения по неровной дороге.
В случае выхода из строя почти всех перечисленных датчиков, электронный блок управления автомобиля перейдет в аварийный режим работы двигателя, а данные с вышедшего из строя датчика будут замещаться усредненными показателями заложенными в ЭБУ. Но в случае выхода из строя датчика положения коленчатого вала, двигатель может перестать работать. Обычно выход из строя датчиков сопровождается индикацией лампочкой “CHECK ENGINE” на панели приборов, но это не факт. Для каждого автомобиля индикация может показываться, а может и не показываться. Если, к примеру взять мою Шкоду Октавию, то отключение датчика ДМРВ никак не показывается на приборке, но если диагностическим сканером прочитать ошибки, то она будет записана в память.
Материалы данной статьи были взяты из самого видео.
Датчики двигателя
Электронная система автомобиля состоит из блоков управления и многочисленных датчиков, объединенных в единую сеть разветвленной паутиной проводки. Взаимодействие между элементами этой цепи осуществляется посредством электрических сигналов с определенными параметрами. Работа всех деталей характеризуется механической энергией. Преобразование механической энергии движения в электронные импульсы, с последующей передачей на ЭБУ – это задача датчиков.
Содержание статьи
Как работают датчики двигателя и как их проверять
Преобразовываются в импульсы параметры таких физических явлений, как:
- Температура различных жидкостей, газов и агрегатов
- Давление в различных средах и системах
- Скорость, направление и количество валовых оборотов
- Концентрация веществ во всевозможных смесях (жидкости и газов)
- Количественные и объемные параметры воздушного потока
- Относительное пространственное положение подвижных деталей
- Вибрационные колебания и другие факторы
Допустим, нужно протестировать какой-то датчик. С ЭБУ он получает напряжение в 5В. Подключив диагностическое оборудование (автосканеры и мотортестеры) к проводам соединения датчика с блоком, можно видеть «картину» передаваемого сигнала. Сканеры позволяют оценить качество сигналов в общих чертах, к тому же, они не применимы к старым моделям автомобилей. Мотортестер же, дает точное понятие о мельчайших деталях, хотя требуется больше труда в его использовании.
Схема включения датчиков в электронную систему ЭБУ
Эффективное проведение диагностики двигателя, напрямую зависит от понимания особенностей включения его датчиков в электронную цепь системы.
Общий провод электрической цепи автомобиля («масса») объединяет кузов и мотор, и подключается к отрицательному электроду аккумулятора. Так вот, к этому проводу соединяется и блок, и датчик.
Если соединить датчик в произвольной точке этого провода (соответственно, другой конец соединить с ЭБУ), то в зону действия датчика попадает интервал общей сети, где одновременно с его слабым напряжением, проходят сигналы сильного напряжения (например, стеклоподъемников). Это создает большие помехи, приводя к искажению переданной информации.
Выход один – соединение прямо к выходу «массы» ЭБУ, который уже имеет соединение с «массой» кузова. Из всех датчиков провода входят в блок, там соединяются с «массой». Тем самым устраняются помехи на пути передачи сигнала.
Проводка датчиков, ответственных за наиболее точную информацию (к примеру, ДПДЗ), снабжена экраном, в виде фольговой оплетки, предназначенным дополнительно глушить возможные помехи.
Разновидности датчиков двигателя
Различие в основных принципах работы, дает нам право, классифицировать датчики следующим образом:
- Потенциометры или датчики положения
Конструкция состоит из резистивной дугообразной дорожки, с одной стороны соединенной с «массой», а другой получает питание. Если на этот выход подать напряжение 12В, то на противоположном выходе создается нулевое напряжение. Скользящий по дуге, ползунок снимает показания напряжения на всем участке. По мере прохождения от одного конца к другому, напряжение на нем меняется то 12В до 0. Эти изменения напряжения и есть сигналы, передаваемые в ЭБУ.
- Пьезоэлектрические
- Терморезистивные или температурные датчики. Это полупроводниковые резисторы, у которых изменение температуры, приводит к изменению напряжения в полупроводниках. Эти перепады фиксируются в ЭБУ, на основании чего регулируется работа систем.
- Термоанемометрические или датчики давления
Тестирование датчиков двигателя
Датчик положения дроссельной заслонки – яркий представитель потенциометрического типа устройства. Он вживлен в ось заслонки. Надавливая на педаль газа, водитель заставляет заслонки менять свое положение, полностью раскрываются. Изменения положения, ведут к изменению напряжения в ползунке датчика. Сведения об этом, немедленно передаются в ЭБУ, который начинает регуляцию топливной подачи форсункой.
Все изменения должны протекать плавно, без рывков и значительных скачков. Наиболее наглядно можно увидеть картину происходящего на осциллограмме. Подключается осциллограф, и анализируется график. Провалы, резкие скачки, «пилообразный» характер осциллограммы, свидетельствует о неисправности датчика. Простой вольтметр не в состоянии зафиксировать миллисекундные скачки напряжения. Мультиметром можно замерять предельные показания напряжения.
Проверку сканером осуществляют по стандартной схеме: подключают его к разъему, в «потоке данных» найти показания напряжения в этом датчике. Снимать все показания, медленно передвигая заслонки. По плавности нарастания ( без скачков и провалов) напряжения, можно судить об исправности датчика.
Исправность ДПДЗ проверяется, когда:
– получив оповещение об ошибке
– сбои двигателя – затрудненный запуск, нестабильные обороты
– повышенное расходование топлива, усиление детонации, перебойный характер работы мотора
– когда требуется настройка датчиков определенных фирм – производителей
Датчик ОЖ – резисторный прибор, где изменение температуры приводит к колебаниям его электрических характеристик (сопротивления и напряжения). Он устанавливается в просвете трубки ОС и погружен в ОЖ. С остыванием жидкости, увеличивается сопротивление прибора (100Ом при t= -44°С). ЭБУ подает стабилизационное напряжение, измеряет степень ее понижения – на прогретом двигателе его показатели низкие, холодный мотор выдает высокое напряжение. Так ЭБУ определяет текущую t ОЖ, необходимую во многих регуляционных процессах.
Обрыв или отход контакта, воспринимается ЭБУ в форме понижения температуры ОЖ. Это свидетельствует об увеличении доли горючего в смеси. Это действительно так – коррекция происходит в сторону увеличения содержания бензина в смеси.
Всякие механические повреждения или разомкнутая цепь, воспринимается ЭБУ в виде оповещения о повышение температуры ОЖ, что оборачивается уменьшением доли топлива в смеси, выдачей расшифровки « работа на обедненной смеси».
Признаки неисправности:
– индикатор не панели
– соответствующая ошибка и ее код
– повышение «аппетита» двигателя, токсичность выхлопов
– затрудненный запуск, самопроизвольная остановка
Перед началом диагностики, нужно «привести в норму» охлаждающую систему. Она должна быть заправлена, крышку следует открывать после остывания. Датчик утоплен в жидкости, соблюдена герметичность, чтобы избыток воздуха не создавал помехи . Сама ОЖ правильно разбавлена. Проверить работу вентилятора и термостата.
Самую удобную и точную проверку можно провести сканером Bosch KTS, имеющий большой выбор адаптеров и аппарат мультиплекора. Универсальный диагностический сканер способен тестировать 145 систем и 17000 блоков. Поддерживают протоколы ISO, SAE, OBD. Имеет функции:
– считка кодов и вывод расшифровки
– сброс памяти
– сброс интервалов ТО
– текущие параметры и их графики
– опознание блоков
– базовые опции
Кислородный датчик – лямбда зонд
Протокол OBD предписывает постоянное значение коэффициент λ=1, что соответствует стехиометрической концентрации топливной смеси. Это экономит горючее и снижает токсичность выбросов.
Датчик реагирует на давление кислорода в выхлопных газах. При определенных сбоях системы двигателя, когда кислород не в полном объеме расходуется при сгорании топлива, он поступает в выпускной коллектор. Тогда посылаются сигналы в ЭБУ, которые тот расшифровывает как обедненная смесь. Если в коллекторе нарушена герметичность, то к такому же результату приведет реакция датчика на, проникший туда, кислород.
Причиной искажения сигналов может стать и «отравление» датчика, вредными веществами (свинца и кремния) коллектора. Также, механические повреждения или плохое заземление.
Тестирование можно провести, все тем же, сканером Bosch KTS.
- Соединить прибор через разъем
- Прогреть датчик и двигатель, поднять обороты до 3 тыс
- Проверить замкнутость цепи
- Снять осциллограмму
- Проанализировать ее
Когда датчик исправен, график плавно колеблется в интервале 4 – 19 Гц. А напряжение 0.15 – 0.4В – нижний предел, 0.5 – 0.8В верхний предел.
Ко всему вышеизложенному, остается добавить – важность корректного функционирования датчиков двигателя, как и всех остальных, трудно переоценить. Без этого запускается цепной процесс разладов всех систем автомобиля.
Датчик коленвала
Датчик положения коленвала – один из важнейших частей в электронной системе управления двигателем. Датчик положения коленвала сообщает блоку управления когда необходимо произвести искру и подать топливо в нужный цилиндр. Во веря вращения коленвала и установленного на нем диска с зубьями, датчик реагирует на зубья, вращающиеся рядом с датчиком.Датчик коленчатого вала генерирует импульсы тока, которые считывает ЭБУ и решает в какой из поршней в каком цилиндре достиг верхней точки. Неисправный датчик коленвала перестает подавать сигналы блоку управления, это приводит к тому, что информации о положении поршней не поступает и двигатель глохнет.
Причин нестабильной работы датчика коленвала можем быть несколько:
1. Механическое повреждение датчика, что происходит крайне редко
2. Сломано одно из зубьев, по которым считывается информация
3. Не жесткая посадка шкива на коленвале, шкив расшатан, что на больших оборотах дает нестабильную работу двигателя
4. Проверьте свечи, если нет искры, а на катушке зажигания есть бортовое напряжение при включенном зажигании, датчик неисправен.
5. При врщении стартером коленвала, на форсунки подается напряжение +12В, если напряжения нет, датчик коленвала вышел из строя.
6. Датчик забит маслом и грязью – проведите визуальный осмотр.
7. Окислены клемы, необходимо их очистить и попытаться завести двигатель.
8. Обрыв провода – прозвоните проводку тестером.
Проверить датчик коленвала на работоспособность можно несколькими способами:
1. Проверить сопротивление, отсоеденив клему от датчика. У разных типов датчика оно отличается и должно быть в пределать 600-900ОМ. Сопротивление необходимо измерять при температуре 20-25 град.
2. Второй способ, открутить датчик и не снимая клемы подключить вольтметр к проводам, для этого проткните изоляцию тонкой иглой. Проведите металическим предметом возле датчика, если на вольтметре будет скачен напряжения, датчик исправен.
10 главных датчиков в автомобиле
Современный автомобиль состоит из множества механических, электромеханических и электронных компонентов. Оптимальная работа двигателя должна обеспечиваться независимо от внешних условий. При изменении внешних факторов, работа узлов и компонентов должна адаптироваться под них. Датчики автомобиля служат своеобразным следящим устройством за работой автомобиля. Рассмотрим основные датчики:
Запишитесь в автосервис и получите квалифицированную помощь специалистов.
1. Датчик температуры в автомобиле — неисправности
Принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости основан на изменении входного сопротивления при изменении температуры диагностируемой среды.
Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен на головке блока цилиндров. При неисправном датчике на панели приборов загорается лампочка перегрева ОЖ.
Исправность сенсора определяют по изменению сопротивления между его клеммами в зависимости от степени
нагрева.
2. Датчик коленчатого вала в автомобиле — основные проблемы
Этот электромагнитный датчик, который служит для измерения частоты вращения
коленчатого вала двигателя, основан на электромагнитном принципе Холла.
Где находится датчик коленвала?
Характерным
месторасположением датчика коленчатого вала является нижняя часть блока цилиндров.
Диагностируемым элементом служит специальный сигнальный диск коленчатого
вала двигателя.
Признаками неисправности датчика коленчатого вала являются: нестабильная работа двигателя на холостом ходу, глушение двигателя, возникновение детонации. Для проверки исправности на снятый датчик подключают свою электропроводку и, включив зажигание, замеряют напряжение между массой двигателя и положительным контактом датчика. При кратковременном касании кончика датчика металлического предмета, вольтметр фиксирует напряжение в 5 вольт. При неисправном датчике напряжение не фиксируется. Читайте подробнее, также, про ремонт коленвала.
3. Датчик расхода воздуха в авто — на что влияет?
Принцип работы датчика расхода воздуха основан на измерении количества тепла, отданного потоку воздуха во впускном коллекторе двигателя. Нагревательный
элемент датчика установлен перед воздушным фильтром автомобиля. Изменение
скорости потока воздуха и, соответственно, его массовой доли, отражается на степени
изменения температуры нагревательной спирали MAF-сенсора.
«Троение» двигателя при работе и потеря мощности говорит о возможном выходе из строя датчика расхода воздуха.
4. Кислородный датчик, лямда-зонд — неисправность датчика
Кислородный датчик или лямда-зонд определяет количество кислорода в выпускном коллекторе, оставшегося после сгорания топлива. Лямда-зонд входит в электронную систему управления двигателем, которая регулирует количество топлива, обеспечивая его полноту сгорания. Повышенный расход топлива характеризует возможную неисправность датчика.
5. Датчик дроссельной заслонки — признаки неисправности
Этот датчик представляет собой электромеханическое устройство, состоящего из чувствительного элемента и шагового двигателя.
Чувствительным элементом является
температурный датчик, а шаговый двигатель является исполнительным механизмом.
Это электромеханическое устройство изменяет положение дроссельной заслонки
относительно температуры охлаждающей жидкости. Таким образом, частота вращения
коленчатого вала двигателя зависит от степени нагрева ОЖ.
Характерным признаком неисправности этого датчика является отсутствие прогревочных оборотов и повышенный расход топлива.
6. Датчик давления масла — функции, выход из строя
На автомобилях японской марки устанавливается датчик давления масла мембранного
типа. Датчик состоит из двух полостей, разделенных гибкой мембраной. Масло
воздействует на мембрану с одной стороны, прогибаясь от давления. В измерительной
полости датчика мембрана соединена со штоком реостата.
В зависимости от давления моторного масла, мембрана прогибается больше или меньше, изменяя при этом общее сопротивление сенсора. Датчик давления масла расположен на блоке цилиндров двигателя.
Горящая лампочка давления масла на панели автомобиля может свидетельствовать о выходе из строя датчика.
7. Не работает датчик детонации в двигателе?
Датчик детонации двигателя измеряет угол опережения зажигания. При нормальной работе двигателя датчик находится в «холостом» режиме. При изменении процесса
сгорания в сторону взрывного характера сгорания топлива-детонации, датчик посылает сигнал электронной системе управления двигателем для изменения угла опережения
зажигания в сторону уменьшения.
Он расположен в районе воздушного фильтра на блоке цилиндров. Для проверки работоспособности датчика детонации, необходимо выполнить диагностику двигателя.
8. Датчик угла поворота распредвала — троит двигатель
Этот датчик находится на головке блока цилиндров и измеряет частоту вращения
распределительного вала двигателя, и на основе сигналов от датчика, блок управления определяет текущее положение поршней в цилиндрах.
Неравномерность работы двигателя и троение свидетельствует о некорректной работе датчика. Проверку производят при помощи омметра, измеряя сопротивление между клеммами сенсора.
9. Датчик АБС / ABS в автомобиле — проверяем работоспособность
Датчики АБС электромагнитного типа устанавливаются на колесах автомобиля и входят в антиблокировочную систему автомобиля.
Функцией датчика является измерение частоты вращения колеса. Объектом измерения датчика является сигнальный зубчатый диск, который установлен на ступице колеса. При неисправном датчике АБС, контрольная лампочка на панели управления не гаснет после запуска двигателя.
Технология определения работоспособности датчика заключается в измерении сопротивления между контактами датчика, при неисправности сопротивление равняется нулю.
10. Датчик уровня топлива в авто — как проверить работоспособность?
Датчик уровня топлива устанавливается в корпус бензонасоса и состоит из нескольких компонентов. Поплавок посредством длинной штанги воздействует на секторный реостат, который изменяет сопротивление датчика в зависимости от уровня топлива в баке автомобиля. Сигналы датчика поступают на стрелочный или электронный указатель на панели управления автомобиля. Проверка работоспособности датчика уровня топлива осуществляется омметром, которым измеряется сопротивление между контактами датчика.
Какие датчика влияют на запуск мотора: описание
Современный автомобильный двигатель невозможно представить без датчиков и их влияния на работу силового агрегата. Но, какие датчики влияют на запуск двигателя? — Ответ очевиден: почти все. Но, все-же, какие датчики расположены в сердце автомобиля.
Какие датчики могут располагаться в двигателе
Разные моторы могут иметь различное количество датчиков, исправность которых может по-разному влиять на запуск и работу силового агрегата. Если смотреть обобщенно, то любой индикатор, может повлиять на хороший пуск движка. Но, если разбирать по частям, то каждый датчик имеет свое предназначение, а поэтому не все могут повлиять на запуск сердца автомобиля. Рассмотрим, каждый датчик по отдельности и его предназначение в работе автомобиля.
Итак, начнем с самого начала. Автолюбитель залил горючее в автомобиль. На многих современных автомобилях устанавливают датчик качества топлива. Особенно такие датчики можно встретить на немецких и американских автомобилях, которые не адаптированные для нашего региона.
При поступлении плохого горючего в топливную систему, анализатор определяет, насколько качественное топливо попало в машину. Если была залита «бодяга», то мотор может начать заводится с трудом или вовсе не заведется. Располагается такое анализатор может перед или после топливного фильтра.
Второй индикатор по значению, который может повлиять на запуск мотора — датчик температуры охлаждающей жидкости. Именно неисправность этого индикатора может привести к тому, что силовой агрегат будет долго заводиться. Это связано с тем, что электронный блок управления думает, что мотор нагретый, и впрыскивает недостаточное количество топлива. Обычно, этот датчик больше всех подвержен поломкам.
Следующий индикатор, который непосредственно влияет на нормальный запуск движка — датчик регулятора холостого хода. Он определяет, какое количество топливно-воздушной смеси необходимо для нормальной работы мотора на холостом ходу и во время пуска мотора.
Датчик детонации также влияет на пуск агрегата. Обычно, он установлен в верхней части двигателя и улавливает вибрации издаваемые двигателем. В случае, если датчик подает в ЭБУ сигнал о том, что детонационные действия могут навредить мотору, блок управления блокирует подачу воздушно-топливной смеси и искру. При этом мотор может первый раз провернуть несколько раз коленчатый, а потом заглохнуть и вовсе больше не завестись.
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Этот индикатор контролирует положение дросселя, а также процесс регулировки его для нагнетания воздуха в камеры сгорания. ДПДЗ неразрывно связан с датчиком массового расхода воздуха.
Датчик положения коленчатого вала. Он вычисляет положение коленвала относительно положения цилиндров. При выходе со строя, блок управления получает стабильные данные и останавливает работу мотора принудительно.
Датчик кислорода влияет непосредственно на образование воздушно-топливной смеси, а также на расход горючего. Он измеряет концентрацию кислорода в выпускных газах, чем контролирует непосредственно подачу топлива в камеры сгорания. Разность показаний индикатора изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода — бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода — богатая смесь).
А задней части головки блока цилиндров расположен датчик фаз. Он определяет положение 1-го поршня в верхней мертвой точке. Разработан и основан на действие датчика Холла. Этот датчик регулирует фазы газораспределения, а именно открывание и закрывание выпускных клапанов.
Еще одним представителем воздушных индикаторов является датчик массового расхода воздуха (ДМВР). Расположен он перед дроссельной заслонкой и при помощи него контролируется количество воздуха, который поступает в камеру сгорания.
Этот индикатор анализирует положение дроссельной заслонки для подачи и регулировки количества воздуха подаваемого в цилиндры. Обычно, при выходе датчика со строя, количество нагнетаемого воздуха для разных режимов работы двигателя не меняется, и силовой агрегат попросту задыхается при добавлении количества топлива и оборотов.
В данном случае, мотор при наборе оборотов начинает глохнуть, а бензин не прогорает в нужном количестве, чем оставляет остатки на стенках цилиндров или заливает свечи зажигания.
Дополнительными датчиками могут считаться — датчик температуры охлаждающей жидкости расположенный на радиаторе и датчик диагностики электроники. Эти индикаторы устанавливаются на автомобилях с так называемой «тяжелой электроникой», где все процессы управления мотором проводятся бортовым компьютером.
Неотъемлемой частью датчик управления запуском двигателя является блок управления силовым агрегатом. Именно он контролирует все процессы, происходящие в движке, а также регулирует настройки для оптимального пуска. Выход со строя этого элемента повлечет за собой то, что мотор попросту не заведется.
Запуск мотора и неисправность датчиков
Существует несколько вариантов запуска силового агрегата и влияния датчиков на работоспособность сердца машины. Рассмотрим, варианты неправильного запуска силового агрегата, влияние датчиков и методы устранения:
- Двигатель заводится, но возникает эффект троения. В этом случае, со строя могли выйти датчики: положения дроссельной заслонки, РХХ, ДМВР, фаз и, конечно же, ЭБУ.
- Двигатель не запускается. Это может быть связано с выходом любого датчика со строя. Так, для устранения неисправности необходимо поэтапно прозвонить все индикаторы при помощи мультиметра, или подключиться к блоку управления, который укажет код ошибки и связанный с ним датчик.
- Блокировка запуска двигателя электронным блоком управления, в связи с выходом со строя нескольких датчиков или накоплением ошибок. Для устранения неисправности нужно подключиться к мозгам автомобиля при помощи OBD-кабеля, и специальным оборудованием провести диагностику, которая покажет ошибки. Расшифровав коды можно определить, какие индикаторы необходимо прозвонить, чтобы устранить проблему.
- Двигатель запускается, но работает с перебоями, периодически глохнет. В этом случае, проблема может скрываться в датчиках положения дроссельной заслонки, массового расхода воздуха, датчике кислорода, положения коленчатого вала и регулятора холостого хода. Для быстрой и эффективной диагностики рекомендуется подключиться к блоку управления мотором и определить, какой именно индикатор вышел со строя.
В случае появления неисправностей двигатель дело может и даже не в датчиках, но зачастую именно они становятся причиной бед. Поэтому, прежде чем лезть в механическую часть мотора, необходимо определить, а не кроется проблема ли в индикаторах.
Инновации в управлении мотором и новые датчики
Автомобилестроение не стоит на месте, а люди все больше требуют комфорта в автомобилях. Таким образом, автопроизводители добавляют все новые усовершенствования в конструкции двигателя и смежных систем. Так, немецкие специалисты начали устанавливать дополнительные датчики на систему охлаждения и в салон.
Водитель выставляет температуру салона машины на специальной консоли, а электронный блок управления при помощи дополнительного датчика охлаждения и индикатора кондиционера регулирует данную величину. Но, недостатком данных датчиков является то, что они непосредственно влияют на запуск мотора, и в случае поломки будут проблемы с пуском силового агрегата.
Еще один инновационный индикатор — это датчик работы электронного блока управления двигателем. Этот датчик следит за работоспособностью ЭБУ и проводки связанной с ним. Так, выход со строя датчика будет сигнализировать на приборной панели автомобиля отдельным индикатором.
При этом двигатель запустить будет невозможно, поскольку индикатор расположен непосредственно в блоке управления, и без него ни одна система мотора работать не будет.
Вывод
Согласно конструктивных особенностей двигателя, силовые агрегаты оснащаются большим количеством датчиков, которые влияют на запуск двигателя. В число индикаторов влияющих на пуск силового агрегата можно отнести: качества топлива, детонации, коленчатого вала, фаз, положения дроссельной заслонки регулятора холостого хода, массового расхода воздуха, кислорода и температуры охлаждающей жидкости.
Так, выход одного или нескольких индикаторов может радикально повлиять на пуск и работу двигателя.
Датчики частоты вращения двигателя
Применения
Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:
- измерения числа оборотов двигателя
- определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)
Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.
Индуктивные датчики скорости вращения
Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):
- Постоянный магнит
- Корпус датчика
- Корпус двигателя
- Полюсный контактный штифт
- Обмотка
- Воздушный зазор
- Зубчатое колесо с точкой отсчета
Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.
Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:
- Зуб
- Впадина
- Опорный сигнал
Активные датчики скорости вращения
Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу. Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).
Дифференциальный датчик Холла
На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.
Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:
- а Расположение датчика
- b Сигнал датчика Холла
- большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
- маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
- с Выходной сигнал
- Магнит
- Датчик Холла 1
- Датчик Холла 2
- Зубчатое колесо
В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.
Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.
AMR-датчики
Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:
- а Размещение
- в различные моменты времени
- b Сигнал датчика AMP
- с Выходной сигнал
- Импульсное (активное) колесо
- Сенсорный элемент
- Магнит
Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.
GMR-датчики
Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками AMP здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.
В ГМР-датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.