10

Датчики системы распределённого впрыска

• На автомобилях с системой распределённого впрыска топлива могут быть установлены следующие датчики:

• Датчик массового/объёмного расхода воздуха (MAF) /(VAF)

• Датчик абсолютного давления воздуха (MAP)

• Датчик положения дроссельной заслонкой (TPS)

• Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT)

• Датчик температуры входящего воздуха (IAT)

• Датчик детонации (KS)

• Датчик кислорода (HO2S)

• Датчик положения коленвала (CKP)

• Датчик положения распредвала (CMP)

• Датчик скорости автомобиля (VSS)

• Датчик ускорения (AS) – только EOBD

Датчики расхода воздуха-Назначение датчика: Предназначены для определения объема или количества воздуха, поступающего во впускной трубопровод. Могут иметь встроенный датчик температуры входящего воздуха.

Виды датчиков:

• массового расхода воздуха - термоанемометрический

массового расхода воздуха - плёночный

• датчик абсолютного давления

• объёмного расхода воздуха – вихревой

• объёмного расхода воздуха - потенциометрический

Роль в процессе управления двигателем: Формирование сигнала для расчёта количества впрыскиваемого топлива (длительности открытия форсунок).

Термоанемометрический (MAF). Описание работы и устройства

П ринцип действия:

• Расход воздуха оценивается по степени охлаждения нагреваемого элемента.

Описание работы и устройства :

• Поток всасываемого воздуха поступает в двигатель через измеритель с нагреваемым платиновым (при нагревании электрическое сопротивление платины возрастает по очень строгой и постоянной зависимости от температуры) проволочным элементом, образующим часть электромостовой схемы. Ток проходящий через этот проволочный элемент, поддерживает его температуру на постоянном уровне (около 150 ⁰ С ), которая выше чем температура всасываемого воздуха. Расход воздуха определяется по напряжению.

• Ч ем ниже температура воздуха, тем больше его плотность, и при равных объёмах, масса холодного воздуха будет больше. Для корректировки этого влияния, в поток до измерителя, установлен дополнительный датчик температуры, сопротивление которого зависит от температуры .

• Регулирование рабочей смеси на холостом ходу осуществляется потенциометром.Для исключения влияния загрязнений на сигнал, каждый раз при выключении двигателя проволочный элемент прокаливается в течении 1 сек.

П лёночный (MAF). Описание работы и устройства

Принцип действия: Принцип действия плёночного измерителя аналогичен принципу действия термоанемометрического.

О писание работы и устройства : Однако в целях упрощения конструкции большая часть электромостовой схемы измерителя размещается на керамической подложке, в форме тонкоплёночных резисторов . Кроме того отпадает необходимость сжигания загрязнений на поверхности плёнок, т.к. измеритель размещается за потоком и загрязняется меньше.

Датчик абсолютного давления (map).

Описание работы и устройства

П ринцип действия: Расход воздуха оценивается по давлению во впускном коллекторе.

Описание работы и устройства : Измерение давления осуществляется непосредственно путём отклонения диафрагмы.

Диапазон измеряемых давлений от 1 до 5 бар.

Представляет собой кремниевую диафрагму с чувствительными к давлению резисторами. Настройка и калибровка датчика осуществляется схемой интегрированной в тот же кристалл.

Поправки и калибровки датчика хранятся в цифровом виде в программируемой памяти PROM ЭБУ.Внутри чувствительные резисторы образуют измерительный мост.

Схема включения датчиков (MAF, МAP).

Очень часто датчики расхода воздуха и температуры входящего воздуха объединены в одном корпусе, поэтому называются T-MAP, T-MAF (T – температура).

В датчиках MAP и MAF используется схема мостового измерителя. Одна диагональ запитывается напряжением 5В, с другой снимается сигнал, а одним из элементов является измеряющий резистор. Сигнал обрабатывается в микросхеме и подаётся в контроллер.

• П ример неисправности (MAP).

• Описание неисправности: Автомобиль с MAP-сенсором запускается с трудом. Нажатие на педаль акселератора не приводит к увеличению мощности. Выхлоп чёрного цвета. Коды неисправностей не зафиксированы, но на холостом ходу уровень сигнала высок:1.9В при норме 0.8 – 1.5В.

• Причина неисправности: Уровень сигнала возрос из-за повышения давления в системе EGR, вызванного уменьшением проходного сечения (закупориванием) магистрали системы выпуска. Контроллер двигателя понимает увеличение давления как возросший расход воздуха, поэтому увеличивает подачу топлива.

• Применимость: На всех автомобилях оборудованных датчиками MAP может встречаться данная неисправность. Причём степень проявления и уровень сигнала тем выше , чем больше закупоривание.

• П ример неисправности (maf) Описание неисправности:

Двигатель запускается с трудом. При нажатии на педаль акселератора обороты набирает неустойчиво. Периодические провалы или остановы двигателя.

1. Уровень сигнала всегда высокий или низкий.

2. Периодически уровень сигнала постоянен.

• Причина неисправности:

1 . датчик массового расхода воздуха,

2. цепи датчика (масса, “+”, сигнал), разъём

• На что обратить внимание

Необходимо проводить сравнение изменений форм сигнала MAF с изменениями форм сигнала датчика положения дроссельной заслонки (TPS), т.к. форма исправного датчика MAF повторяет форму TPS. Т.е., например, при резком нажатии на педаль акселератора всплески должны присутствовать на обоих графиках.

Д атчик положения дроссельной заслонки (tps).

Описание рабоНазначение датчика:

• определение текущего положения дроссельной заслонки

• определение состояний холостой ход/полная мощность (крайние положения заслонки).

• с корость перемещения заслонки

Роль в процессе управления двигателем: корректировка количества впрыскиваемого топлива и степень обогащения смеси

Принцип действия: изменение величины эл. сопротивления в зависимости от положения дроссельной заслонки.

О писание работы и устройства : Количество воздуха; поступающее в двигатель, зависит от положения дроссельной заслонки. Следовательно, угол, на который она повернута, с определенной степенью точности характеризует количество поступившего в двигатель воздуха. Изменяющееся напряжение с потенциометра будет соответствовать углу поворота дроссельной заслонки. Быстро возрастающее напряжение сигнала датчика воспринимается ЭБУ как командана обогащение смеси. В крайних положениях степень обогащения смеси зависит от режима (холостой ход, принудительный холостой ход, полная мощность).Представляет собой потенциометр со скользящим контактом.

Схема включения (TPS). В общем случае

Методика проверки (TPS). Проверить датчик TPS

Отсоединить разъём от TPS. Замерить величину сопротивления между ножками 2 и 3. Стандартное значение 0.7 - 3.0 kΩ.

Подключить мультиметр и плавно повернуть за сектор дроссельную заслонку от полностью закрытого до полностью открытого положения, следить за поведением стрелки. Изменение сопротивления должно происходить плавно, пропорционально углу поворота дроссельной заслонки. В случае отклонений замените датчик TPS

Неисправности (TPS). Внешние проявления неисправностей

Провалы при нажатии на педаль акселератора Неустойчивая работа и вибрации двигателя на холостом ходу (уровень сигнала с датчика меньше соответствующего холостому ходу, поэтому ЭБУ двигателя не определяет режим как холостой ход). Провалы и вибрации при ускорениях во время движения . Неполное сгорание смеси (богатит)

Причины неисправностей Износ дорожек потенциометра. Плохой контакт в разъёмах, неисправности проводки. Помехи: а) от высоковольтных проводов (проверить оригинальность проводов и величину сопротивления: 2.0<R<4.5КW) б) требуется экранирование сигнального провода

Пример Описание : Содержание CO на холостом ходу высокое. Обратная связь с датчика кислорода в норме (но он настроен на большее содержание). Причина : При подсоединении разъёма к ЭБУ АКПП (TCU) наблюдаются помехи (рис г). ЭБУ двигателя (ECU) воспринимает их как ускорение, что приводит к переобогащению. Применимость: Автомобили с общими цепями TPS, ECU, TCU

Датчики положения коленвала (CKP). Назначение датчика

Предназначен для определения положения коленвала двигателя и частоты его вращения.

Р оль в процессе управления двигателем: Основной сигнал для начала расчёта количества впрыскиваемого топлива(времени открытия форсунок)

Виды датчиков

оптические

индуктивные на эффекте Холла.

П ринцип действия: И в том и в другом случае закреплённый на коленвале задающий зубчатый диск при вращении формирует сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости. Для определения положения коленвала и начала отсчёта, на диске имеется метка, как правило, в виде пропущенного зуба.

Датчик положения коленвала (CKP) индуктивный.

Описание работы и устройства :

• Индуктивный датчик содержит стержневой магнит с полюсным штырём из магнитомягкой стали и катушку индуктивности с двумя выводами.

• Когда зуб ферромагнитного зубчатого колеса проходит вблизи сердечника датчика, наводимые им изменения магнитного потока, создают в катушке переменное напряжение

• Воздушный зазор, и размеры зуба оказывают большое влияние на амплитуду сигнала. Это позволяет без особых трудностей определить положение вала по интервалам между зубцами в пределах половины или трети. Стандартные датчики частоты вращения работают при зазоре 0.8-1.5мм.

• Как уже говорилось, нулевая точка, или эталон момента зажигания, задаётся пропуском зуба-т.е. увеличением расстояния между импульсами.

• Индуктивные датчики, в отличие от датчиков Холла, на выходе имеют синусоидальную форму сигнала.

Д атчик положения коленвала (CKP) на эффекте Холла.

• Эффект Холла связан с возникновением поперечной э.д.с. в проводнике, по которому протекает электрический ток, если его поместить в магнитное поле.

• Возникновение поперечной э.д.с. обусловлено действием на носители заряда силы Лоренца, отклоняющей заряженные частицы в направлении, перпендикулярном направлению тока и вектору индукции магнитного поля.

• В качестве проводника используется полупроводник на основе Германия, Кремния…

• Датчики Холла на выходе имеют прямоугольные положительные импульсы.

Методика проверки (CKP).

• Отсоединить разъём CKP. Замерить сопротивление между ножками 1 и 2. Стандартное значение 0.486-0.594 kΩ при 20°C. В случае отклонений заменить датчик CKP.

• Проверить зазор м/у диском-задатчиком и датчиком. Стандартное значение 0.5-1.5мм.

• П римеры неисправностей (CKP) Описание неисправности: Автомобиль запускается с трудом.

• Причина неисправности: Неправильный сигнал (идентификация нулевой точки отсчёта) с датчика CKP приводит к подаче импульса зажигания уже в такте впуска. Рис. д)

• Применимость: Эта неисправность достаточно распространена на автомобилях с индуктивным CKP.