Датчики двигателя внутреннего сгорания
Работа всех систем и узлов современного автомобиля контролируется электронным блоком управления (ЭБУ). Это прежде всего касается такого сложного агрегата как двигатель внутреннего сгорания, работа которого согласовывается электроникой. Но для нормальной работы ЭБУ должен получать соответствующие данные, которые снимаются с датчиков, установленных непосредственно в моторе автомобиля.
Зачем нужны датчики в моторе?
Различные производители предлагают свои датчики, но со временем выработался определенный перечень, который можно встретить практически в любом двигателе внутреннего сгорания с инжекторной топливной системой.
Некоторые из этих датчиков доносят информацию о текущем состоянии двигателя в ЭБУ и водителю на приборную панель, а при поломке некоторых из них, например, ДПКВ, автомобиль попросту не заведется.
Подробнее о работе датчиков
Каждый датчик собирает информацию и подает ее на ЭБУ, что позволяет обеспечить бесперебойную работу двигателя и предоставить исчерпывающую информацию о его состоянии. Для этого требуется понять, для чего устанавливается каждый датчик и за что он отвечает.
Датчик массового расхода воздуха устанавливается во впускном воздушном канале, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Его основная функция – измерение количества поступающего в двигатель воздуха. Согласно показаниям ДМРВ электронным блоком управления высчитывается оптимальное количество топлива, соответствующее объему поступившего в двигатель воздуха. ЭБУ подает команду на форсунки, через которые и поступает необходимое количество топлива.
Датчик положения дроссельной заслонки располагается непосредственно на заслонке, обязательно до впускного коллектора. Он указывает на положение заслонки в каждый момент времени и динамике его изменения. Положение дроссельной заслонки, в свою очередь, изменяется при нажатии педали газа водителем. Исходя из показаний этого датчика ЭБУ обеспечивает увеличение или снижение интенсивности подачи топлива в камеры сгорания, мотор набирает или снижает обороты. При полностью закрытой заслонке, подача воздуха происходит через регулятор холостого хода, а количество подаваемого топлива снижается.
Датчик положения коленчатого вала располагается в непосредственной близости возле шкива коленвала. Его задача определять положение и скорость вращения вала в текущий момент времени. Для обеспечения работы ДПКВ на шкиве устанавливается специальный зубчатый диск с несколькими убранными зубами, что позволяет четко определять положение коленчатого вала. В разных двигателях датчик может находиться в других местах, но обязательно в непосредственной близости от коленвала, например, возле маховика. Данные передаваемые датчиком положения коленчатого вала на ЭБУ позволяют точно определить такт впрыска топлива и угол опережения зажигания, они же являются основой для выдачи информации об оборотах двигателя на тахометре.
Датчик положения распределительного вала находится около головки блока цилиндров возле распредвала. ДПРВ определяет его положение в реальном времени, в самом простом исполнении он подает сигнал, когда поршень первого цилиндра выходит в верхнюю мертвую точку (такт сжатия). На основе этих данных ЭБУ подает команду на впрыск топлива в определенный цилиндр и зажигание.
Датчик детонации в большинстве двигателей установлен в верхней части блока цилиндров, возле камер сгорания, как правило, между 2 и 3 цилиндрами. Его задача улавливать металлический стук, образующийся в цилиндрах при детонации топлива, которая может серьезно повредить двигатель. Поступающая от датчика информация позволяет ЭБУ устанавливать нужный угол опережения, убирая ненужный эффект.
Датчик температуры охлаждающей жидкости расположен в части двигателя, где охлаждающая жидкость выходит из него, чаще всего это головка блока цилиндров или термостат. ДТОЖ указывает на температуру тосола, что влияет на работу двигателя после запуска. Если температура низкая, ЭБУ дает команду повысить холостые обороты за счет обогащения топливно-воздушной смеси и корректировки угла опережения зажигания. После набора рабочей температуры подается команда снизить обороты. При повышении значения рабочей температуры датчик подает сигнал, включающий вентиляторы охлаждения радиатора, кроме того, данные по температуре охлаждающей жидкости отражаются на приборной панели.
Датчик кислорода установлен в выхлопной системе в выпускном коллекторе или за ним, но до катализатора. Иногда дополнительный датчик устанавливается уже после катализатора. Они оценивают концентрацию кислорода в выхлопном газе. Первый датчик определяет количество кислорода на выходе из двигателя, второй – на выходе из катализатора, его называют диагностическим. По данным первого датчика блок управления обогащает или обедняет топливно-воздушную смесь, в зависимости от того, сколько кислорода осталось в выхлопных газах. Диагностический ДК указывает на эффективность катализатора, одновременно корректируя подачу топлива.
Датчик скорости автомобиля в большинстве случаев располагается в верхней части коробки передач. Он изменяет скорость вращения валов после изменения передаточного числа коробки передач (переключения скорости). Это позволяет определить частоту вращения колес, а значит, скорость автомобиля. Популярный способ измерения – считывание данных с зубчатого венца, установленного на дифференциале. В некоторых автомобилях в качестве ДСА выступает датчик АБС возле колеса, которые считывает данные с зубчатого венца, установленного на ШРУСе. Информация о скорости автомобиля поступает на ЭБУ, который корректирует подачу топлива, а также на спидометр.
Датчик давления масла, в зависимости от конструкции двигателя, может располагаться возле масляного фильтра или в дальней точке – головке блока цилиндров. Он определяет давления масла к системе смазки мотора. Показания ДДМ никак не влияют на работу двигателя, но при падении давления масла, проблему нужно срочно решать поскольку двигатель быстро выйдет из строя и потребуется дорогостоящий ремонт. Об этом просигнализирует предупреждающая лампочка на приборной панели.
Датчик температуры всасываемого воздуха часто располагается в одном корпусе с ДМРВ или отдельно в системе впуска. По температуре всасываемого воздуха ЭБУ вычисляет его плотность, регулируя подачу топлива для достижения нужного обогащения топливно-воздушной смеси.
Дополнительные датчики
Датчик абсолютного давления находится во впускном коллекторе или закрепляется на автомобильном кузове, соединяясь с впускным коллектором гибкой трубочкой. Задача ДАД – измерение давления во впускном коллекторе. На основе этих данных ЭБУ рассчитывает расход воздуха двигателем, образуя идеальные параметры топливно-воздушной смеси. Фактически, он заменяет ДМРВ, но иногда работает с ним в паре, сообщая дополнительную информацию.
Датчик неровной дороги прикрепляется к кузову возле крепления одного из амортизаторов. Он улавливает колебания в вертикальной плоскости при движении автомобиля, определяя, что он двигается по неровной дороге. Данный от датчика поступают в блок управления и он отключает функцию диагностики пропусков зажигания, которая работает при неравномерном вращении коленвала.
Если какой-либо из датчиков неисправен, ЭБУ дает команду перехода в аварийный режим работы. При этом недостающая информацию заменяется усредненными данными, вшитыми в его память. Это не касается ДПКВ, при котором двигатель не работает. О том, что какой-то датчик вышел из строя предупреждает лампочка, загорающаяся на приборной панели с надписью CHECK или CHECK ENGINE. Чтобы понять, что именно происходит с автомобилем, требуется провести компьютерную диагностику ЭБУ.
8 самых важных датчиков в автомобиле
Машины, которые состоят только из механических комплектующих, давно ушли в прошлое. Они обладали собственным очарованием, но были недостаточно безопасными и комфортными. Только благодаря электронике удалось обеспечить водителю и безопасность, и комфорт. Сегодня электроника пронизывает весь автомобиль, и сложно найти такое место в машине, где нет электрических компонентов. Для водителя такое положение дел давно стало привычным.
Современный автомобиль имеет сложную конструкцию и состоит из множества узлов. За работой некоторых из этих узлов следят датчики. Каждый такой прибор — устройство, которое отображает конкретный параметр: температуру в салоне, частоту вращения коленвала, давление масла. Некоторые приборы очень важны. Чтобы реагировать на первые признаки неисправностей, стоит заранее разобраться, что это за датчики в машине и за что они отвечают.
Датчик уровня топлива
Датчики в машине на приборной панели отражают самую важную информацию. Именно тут находится и датчик уровня топлива, который указывает, сколько горючего осталось в бензобаке. Устройство этого прибора достаточно сложное, ведь на панели располагается только его указатель. Сам аппарат встроен в корпус бензонасоса. Если прибор выходит из строя, водитель не может точно определить, сколько топлива в баке. Это создает определенные трудности в дороге.
Датчики ABS
датчик абс
Антиблокировочная система авто обеспечивает водителю безопасность на дороге. В ее состав входят датчики ABS, которые также называют датчиками колес. Они находятся на колесах, сигнал от датчиков подается на контрольную лампочку. Когда водитель заводит авто, лампочка гаснет. Устройства ABS следят за скоростью вращения колес и регулируют давление в тормозной системе, воздействуя на магнитные клапаны гидравлического модуля.
Датчик угла поворота распредвала
Чтобы вовремя заметить неисправность в авто, стоит также проверять датчики в машине под капотом. Один из таких сенсоров — датчик угла поворота распредвала. Он измеряет частоту вращения распределительного вала и передает данные в блок управления. На основе этих данных выстраивается положение цилиндров. Если двигатель троит, стоит проверить сопротивление клемм сенсора.
Датчик детонации
датчик детонации
Иногда проверка датчиков автомобиля требует диагностики. Это касается датчика детонации, который измеряет угол опережения зажигания. Он находится на блоке цилиндров и обычно работает в холостом режиме. Работоспособность сенсора можно поставить под сомнение, если он изменил свое положение и заработал в другом режиме. В этом случае стоит обратиться в сервис.
Датчик давления масла
датчик давления масла
Сам датчик находится на блоке цилиндров, на панель управления выводится лампочка от сенсора. Если она загорается, это свидетельствует о неисправности модуля. Этот датчик является важным компонентом смазочной системы двигателя авто. Сенсор оповещает о работе масляной системы и помогает избежать серьезного ремонта.
Датчик дроссельной заслонки
датчик дроссельной заслонки
Некоторые датчики в машине и их назначение хорошо известны только опытным автомобилистам и мастерам. Датчик дроссельной заслонки входит в этот список. Его функция — регулировать частоту вращения коленчатого вала с учетом температуры охлаждающей жидкости. Важность сенсора определяется в решающий момент, когда он выходит из строя. Выход из строя сопровождается повышенным расходом топлива и другими проблемами.
Лямбда-зонд в авто
лямбда-зонд он же кислородный датчик
Некоторые датчики в машине и их предназначение остаются в тени, пока водитель не сталкивается со сбоями в системе. Лямбда-зонд известен как кислородный датчик, он нужен для того, чтобы замерять уровень кислорода, который остался в выпускном коллекторе после сгорания топливной смеси. Эта система есть во всех современных автомобилях.
Функция зонда не ограничивается только составлением оптимальной топливно-воздушной смеси. Благодаря сенсору удается снизить содержание вредных веществ в выхлопе. Это важно для экологии и человека. Неисправный зонд стоит немедленно восстановить.
На неисправность сенсора может указывать повышенный расход топлива. Измеритель регулирует количество топливной смеси, поэтому его сбои приводят к повышению расхода. Исправить ситуацию можно в сервисном центре, где проведут диагностику и выявят причину неисправности.
Датчик коленчатого вала
датчик коленчатого вала
Элемент работает по принципу Холла, он регулирует частоту вращения коленвала. Сенсор находится в нижней части блока цилиндров. Тестирование работы датчика выполняется профессионалами на специальном стенде.
Датчик синхронизирует работу форсунок двигателя и системы зажигания. Если он полностью неисправен, то машина может не завестись вообще. При незначительных неисправностях отмечается нестабильная работа мотора. Если есть подозрение на выход датчика из строя, стоит обратиться в сервисный центр. Водитель рискует, когда оттягивает посещение мастерской.
Сенсор температуры охлаждающей жидкости
датчик охлаждающей жидкости
Датчик располагается на головке блока цилиндров, когда он неисправен, на приборной панели загорается лампочка. Неисправность указывает на перегрев охлаждающей жидкости. От исправной работы сенсора зависит многое: запуск автомобиля, расход топлива, образование смеси. Прибор запускает процесс принудительного охлаждения двигателя в автомобиле.
Элемент имеет небольшие размеры и непосредственно контактирует с охлаждающей жидкостью. Все данные от сенсора поступают в электронный блок управления двигателем. Это важная информация, которая учитывается при подготовке смеси, регулировании угла зажигания и других процессах. Информация также отображается на приборной панели водителя. Это позволяет вовремя заметить перегрев двигателя и другие проблемы.
Другие важные сенсоры
В автомобиле есть и другие датчики, которые крайне важны. К таковым относится датчик наружной температуры и сенсор температуры входящего воздуха. Устройства работают по одному принципу, они даже имеют конструктивные сходства. Сенсор температуры входящего воздуха устанавливается во впускном тракте.
Со временем в автомобилях появляются новые сенсоры, которые облегчают жизнь автовладельца и сообщают о важных неисправностях в машине. Однако самыми важными остаются приборы, которые влияют на ключевые функции автомобиля. Без этих сенсоров сегодня невозможно представить себе современный автомобиль.
Датчик угарного газа CO
Пожарная безопасность
Датчик угарного газа – сигнализатор, реагирующий на газовые примеси в воздушной среде. Основное назначение – обнаружение повышенной концентрации молекул монооксида углерода, которые образуются в результате горения или тления. Необходимость установки газоанализатора обусловлена негативным влиянием на организм человека угарных паров, что выражается в потере сознания, влекущей за собой смерть.
Назначение и функции
Датчик-измеритель и сигнализатор угарного газа CO – устройство, устанавливаемое в жилых и производственных помещениях с целью предупреждения отравления продуктами горения. Идентификации подлежит метан, бутан и газы, образующиеся в результате горения веществ и материалов. К основным функциям газоанализаторов относят:
- анализ воздушной среды;
- обнаружение повышенной концентрации опасных паров;
- подача звукового сигнала о превышении угарного газа в воздушной среде;
- передача данных на пульт пожарной сигнализации.
Если бытовой газоанализатор угарного газа входит в систему «умный дом», то он может работать в паре со световой и звуковой сигнализацией, блокировать подачу газа в помещение, запускать вытяжную вентиляцию, передавать сигнал об опасности на пожарный пункт.
Конструктивно бытовой индикатор угарного газа состоит из:
- первичного преобразователя, который реагирует на изменения состояния воздушной среды;
- измерительного модуля, работающего на сравнение допустимых показателей с данными, полученными с преобразователя;
- исполнительного электромагнитного блока, перекрывающего подачу газа;
- блока питания.
Виды датчиков угарного газа СО
При классификации датчиков-сигнализаторов угарного газа учитывают принцип и способ обнаружения концентрации опасных паров в воздушной среде. Выделяют три вида сенсоров:
- полупроводниковые определители угарного газа;
- инфракрасные;
- каталитические.
Полупроводниковые
Полупроводниковые датчики дыма и угарного газа работают по принципу реагирования на изменение электрической проводимости воздуха в помещении из-за включения в его состав молекул CO. Их устройство очень простое: внутри датчика находятся контакты из диоксида олова или рутения, к которым подведен ТЭН, нагревающий контакты до 250°С. При нагреве контактов молекулы монооксида углерода (СО) влияют на атомы кислорода, в результате чего образуются электроны, которые в последующем вызывают воздушный пробой. Он и приводит к замыканию цепи газоанализатора. Если в воздухе нет молекул СО, датчик не срабатывает.
Несмотря на свою простоту, именно полупроводниковые сигнализаторы считаются самыми надежными. Ложное срабатывание они дают только при условии расположения датчика в непосредственной близости к источнику сильного тепла. Плюсами полупроводников считают длительный срок эксплуатации, низкое электропотребление и простота монтажа. Из минусов выделяют долгое восстановление внутренней пластины после срабатывания.
Инфракрасные
Принцип работы газоанализатора инфракрасного типа – изменение длины волны излучения в инфракрасной части спектра. Действие основано на спектре поглощения газами света. ИК излучение работает как раз на поглощение молекул монооксида углерода.
В современных инфракрасных датчиках в качестве источника света используются светодиоды, старые модели работают с применением вольфрамовых нитей. Такие модели называются недисперсионными. Точность реакций основана на включении в систему светофильтров, которые улавливают малейшие отклонения от нормы. ИК-газоопределитель запрограммирован на определенный уровень концентрации угарного газа в воздушном пространстве. Также он способен идентифицировать иные загрязнители, включая метан, аммиак, хлор. Изменения в составе газовоздушной смеси прямо пропорционально влияют на изменения спектрального характера.
Инфракрасные датчики используют не только в быту, но и на производстве в качестве приборов для фиксации токсичных утечек. Индивидуальность настроек позволяет фиксировать наличие в воздухе тяжелых газов. Бытовые приборы могут работать от батареек и от сети, тогда как промышленные газоанализаторы запитаны только от сети.
Каталитические
Каталитические, или электрохимические газоанализаторы реагируют на повышение концентрации CO посредством изменения значений электрического тока в цепи датчика, в корпус которого вставлена емкость с электролитом. Принцип действия основан на окислении одного из контактов электролитической ванны при появлении молекул CO в воздухе.
Молекулы отравляющего вещества способствуют усилению электролитической химической реакции, в результате чего на контактах образуется напряжение. Чем больше концентрация угарного газа, тем выше и напряжение. Если допустимое значение вредных веществ будет превышено, то прибор подаст сигнал тревоги.
Каталитические извещатели угарного газа считаются автономными, так как чувствительным веществом в них является электролит, независимый от подключения к электросети. Работают такие датчики преимущественно от батареек и относятся к бытовым приборам. Слабая сторона каталитических газоанализаторов – быстрый выход из строя электролитического элемента.
Где ставить?
Газоанализаторы, реагирующие на молекулы монооксида углерода, обязательны для установки в помещениях, где возможно образование токсичных для человека химических соединений:
- в котельных;
- в жилых домах, банях и саунах, отапливаемых твердым топливом;
- в домах с газовыми плитами, а также с системами автономного отопления;
- в закрытых гаражах и автопарковках.
Независимо от типа газоанализатора придерживаются правил установки датчиков CO:
- высота – 1,5 м от пола;
- расстояние от потолка – не более 0,3 м;
- расстояние от печи и иного источника тепла – 1-4 м в зависимости от площади помещения;
- предпочтительное размещение – у входа в помещение.
Установка газоанализаторов не подлежит лицензированию, поэтому монтаж датчиков может осуществлять непосредственно владелец помещения. Если необходимо установить анализатор CO в комплексе с системой «умный дом», предусматривающей блок управления клапанами вентсистем, отключение подачи газа, то работы проводят спецорганизации с допуском СРО.