Как работят датчиците на двигателя

Компютъра в автомобила може да върши само това за което е програмиран. Ако входните данни са неточни, то и изходните ще са такива. Входните данни в се набавят посредством различните датчици. Това са “очите” и “ушите” на компютъра  на базата на които той управлява двигателя. Следователно PCM (Powertrain Control Module) не може да управлява ефективно двигателя, ако тези данни са неточни или липсват.

Така например системата за управление на двигателя няма да функционира като затворен кръг,ако PCM не получи верен сигнал от датчика за охладителната течност или датчика за сместа на изгорелите газове. Нито пък ще може да поддържа верния баланс на гориво въздушната смес ако MAF сензора не подава верен сигнал. Двигателя може дори да не запали, ако не получи сигнал от датчика на коляновия вал.

Датчиците следят за всички ключови функции необходими за управление на предварението на запалването, подаването на гориво,контрол на емисиите,смяна на предавките,круиз контрол,тракшън контрол, антиблокираща спирачна система и т.н. В този смисъл имаме нужда от наистина изправни и добре работещи датчици за да функционира цялата система безпроблемно.

Датчик на охладителната течност. COOLANT TEMPERATURE SENSOR (CTS)

Обикновено този датчик се намира на цилиндровата глава.Той е този,който следи температурата на охладителната течност.Чрез промяна в съпротивлението съответстващо на промяната в температурата той съобщава на PCM кога двигателя е достигнал работната си температура за да бъдат задействани процесите по управление на подаването на гориво,управление на емисиите (EGR) или други процеси зависими от температурата на двигателя.

Температурния датчик по правило е доста устойчив и рядко се поврежда.Повредата му може да попречи на системата да заработи в “затворен кръг”.Това ще доведе до богата гориво въздушна смес,голям разход и високи нива на въглероден диоксид в отработените газове.

Повредения температурен сензор лесно се открива при измерването на съпротивлението му при студен и загрял двигател.

Ламбда сонда. LAMBDA PROBE.

Ламбда сондата се използва още в карбураторните двигатели от 1981 година насам и е ключов фактор в следенето и поддържането на оптимална гориво-въздушна смес.

Монтира се на изпускателния колектор и следи за количеството не изгорял кислород в отработените газове. Може да е една, две или дори повече в зависимост от двигателя.

Дефектиралата ламда сонда често е увеличава много разхода на гориво.

Ламбда сондата генерира напрежение с волтаж,който е пропорционален на количеството не изгорен кислород в отработените газове.Когато гориво въздушната смес е богата тогава голямо количество от кислорода е използвано по време на горенето,следователно има малко количество не изгорен кислород и обратното.Сигнала на ламбдата е висок (до 0.9V) когато сместа е богата или нисък (до 0.1V), когато сместа е бедна.

Данните от ламбдата се наблюдават от компютъра за да може той да поддържа сместа в оптимални граници. Ако ламбдата покаже бедна смес то компютъра увеличава времето за работа на инжекторите за да може да обогати сместа. Съответно когато покаже богата смес той намалява времето за работа на инжекторите за да обедни сместа.Това създава едно постоянно движение от бедна към богата смес и обратно,но в определени граници,които са почти перфектно балансирани за чисто горене.Превключването при по-старите карбураторни двигатели е обикновено по-бавно,отколкото при инжекционите или още по-бързите многоточкови инжекциони.

Цикъла на ламбда сондата най-добре се наблюдава с осцилоскоп.Той образува зигзагообразна линия от богата към бедна смес.

Ламбда сондите без подгряване следва да се заменят на всеки 50 до 80 000км за да сме сигурни,че имаме надеждна работа.Тези с подгрев и 3 или 4 проводника се подменят на 100- тина хиляди,а на автомобилите с OBD II на 160 000.

С времето чувствителността на сондата намалява поради замърсяването и с олово,сяра,силикон (от течове на охладителна течност),фосфор (от изгаряне на масло).Такъв замърсен сензор (“мързелива ламбда”) не отчита достатъчно бързо промените в гориво въздушната смес като по този начин принуждава компютъра да работи с голям лаг в корекцията на сместа.

Не добре работеща ламбда сонда ще причини висок разход,неравномерен празен ход,неравномерно ускорение.

MASS AIRFLOW SENSOR. (MAF)

Това е датчика, който се намира между въздушния филтър и всмукателния колектор.Той служи за определяне на масата на въздуха постъпващ в двигателя.Вътрешността на този датчик представлява нажежаема жичка,чието  електрическо съпротивление расте с увеличаването на температурата и.Когато въздуха минава покрай жичката той я охлажда и намалява нейното съпротивление,което позволява по-голяма струя да мине през системата.Това довежда до ново нажежаване до постигане на ново равновесие.Количеството необходимо за поддържане на температурата на жичката е право пропорционално на масата на постъпващия в двигателя въздух.Тези сигнали се превръщат в напрежение,което се изпраща до компютъра.Ако плътността на въздуха се увеличи в резултат от увеличено налягане или по-ниска температура на въздуха,но количеството въздух остане същото по-плътния въздух ще охлажда по-добре нагреваемата жичка и тя ще отчита по-голям въздушен поток.Т.е. за разлика от турбинните сензори тези с нагреваема жичка отчитат точно промените в плътността на въздушния поток.

Основните предимства на сензорите с нажежаема жичка сравнени със старите турбинни датчици са:

  • бърза реакция към промените във въздушния поток;
  • малка рестрикция на потока;
  • по-малък размер;
  • по-малка чувствителност към мястото и посоката на монтаж;
  • липса на подвижни части и по-висока надежност;
  • по-малка цена;
  • не са необходими отделни датчици за налягане и температура.

Тези датчици естествено имат и недостатъци,основният такъв е,че прахта и маслото могат да замърсят нажежаемият елемент и да повлияят на точността на отчитане.

Датчик за положението на педала на газта. THROTTLE POSITION SENSOR (TPS).

Този датчик ще намерим монтиран на оста на дроселовата клапа при инжекционните двигатели. При двигателите влагани при е36 той е един.Има марки и модели автомобили при които може да има 2 датчика-един за празен ход и един за отворен дросел.При промяна на положението на дроселовата клапа той променя съпротивлението си.По този начин компютъра поличава информация за натоварването на мотора,ускорението,забавянето и кога мотора работи на празен ход,на частична или пълна газ. Сигнала,който този датчик подава се ползва за обогатяване на гориво-въздушната смес и за определяне ъгъла на запалването.Има TPS-и които имат нужда от първоначална настройка на волтажа,когато се инсталират.Тази настройка е жизнено важна за правилното им функциониране.При неправилно функциониране на TPS-а симптомите са сходни с тези на неработещ MAF.Двигателя ще работи без този датчик,но ще работи лошо.

Датчик за температурата във  всмукателния колектор. MANIFOLD AIR TEMPERATURE (MAT).

Този датчик е монтиран във всмукателния колектор. Променя съпротивлението си в зависимост от температурата на входящия в колектора въздух.По този начин компютъра получава сигнал,който му позволява да променя гориво-въздушната смес в съответствие с плътността на постъпващия въздух.Неправилно работещ MAT датчик двигателя ще попречи на компютъра да поддържа правилна смес и двигателя ще работи с бедна или богата смес.

Датчик за положението на разпределителния вал. CAMSHAFT POSITION SENSOR (CPS)

Повредения датчик на коляновия вал влияе на работата на ваноса.

Това е датчик,който отчита положението на разпределителния вал и дава сигнал на компютъра,който заедно със сигнала от датчика на коляновия вал помага на компютъра да изчисли кога да отвори дюзите и кога да подаде искра за запалване на сместа.Ако този датчик не работи правилно двигателя ще пали трудно,разхода ще е силно завишен и мощността ще е силно понижена.

Датчик за положението на коляновия вал. CRANKSHAFT POSITION SENSOR (CPS)

Датчика на коляновия вал рядко се поврежда.В повечето случаи проблема е в проводника му,който е изпечен с времето от температурата на двигателя.

Този датчик подава сигнал на компютъра по който той определя положението на коляновия вал. Този сигнал е необходим за контролиране на запалването и работата на инжекторите,както и за оборотите с които работи двигателя така,че при нужда да увеличи или намали ъгъла на запалването.Някои двигатели (М50) няма да работят без този датчик,а други (М52) ще работят,но запалването ще е трудно и разхода голям. Този датчик e магнитен или т.нар. “датчик на Хол”. Той използва магнитното поле за да брои зъбите на шайбата на коляновия вал. При преминаване на зъб под него то се променя и датчика го отчита като включва и изключва и по този начин подава цифров сигнал към компютъра за скоростта и положението на коляновия вал.

Датчик за детонации. KNOCK SENSOR (KS)

Датчиците за детонации засичат вибрации,които са причинени от детонации и дават информация към компютъра веднага да върне предварението на запалването.

Всеки един двигател работи най-ефективно тогава,когато е близо до точката на детонации. Детонационните датчици позволяват на двигателя да работи близо до тази точка. Това е пиезоелектрически датчик (микрофон),който улавя всички високочестотни вибрации причинени от детонации. При засичане на детонация датчика веднага изпраща сигнал до компютъра да върне леко предварението на запалването за да предотврати детонациите. Наличието на такива датчици в автомобила позволява той да развива по-голяма мощност тогава,когато работи с по-високо октанов бензин,тъй като при липса на детонации компютъра коригира запалването в посока,която дава по-висока мощност.

Неправилно работещи детонационни датчици ще повлияят силно негативно на работата на двигателя тъй,като ако компютъра отчете проблем в тях връща предварението на запалването за да предпази двигателя от евентуални детонации.

Датчик за определяне скоростта на автомобила. VEHICLE SPEED SENSOR (VSS)

Този датчик се намира обикновено на диференциала и помага на компютъра да получи информация за скоростта с която се движи автомобила.Този сигнал,както и връзката между километража и компютъра с която той проверява верността на сигнала е изключително важен за нормалната работа на двигателя.
При неточна работа на този датчик двигателя може да влезе в авариен режим,който няма да му позволи да постигне повече от 5000 оборота.

Тази статия има за цел да обясни как работят и за какво отговарят отделните датчици в автомобила. Диагностика на датчици по “симптоми” и тяхната подмяна може да бъде крайно неефективно решение,тъй като работата им често е свързана и симптомите може да са подвеждащи.Също така проблеми идващи от свещи,бобини,кабели и връзки,EGR клапан,вакуум и т.н. могат да бъдат грешно изтълкувани като проблеми причинени от датчици.

Tags: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply