Датчики автомобиля и их функции

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.

Видео: Датчики ДВС

Основные датчики в современном автомобиле и выполняемые ими функции

Роль датчиков в автомобиле, для обеспечения его работы без сбоев, с каждым годом увеличивается.

Данные электронные средства позволяют водителю держать под контролем работу двигателя и других систем, затраты расходных материалов, вовремя обнаруживать неполадки, и позволяют обеспечить безопасную езду.

Классификация датчиков для автомобиля. С каждым годом количество их в автомобиле становится все больше. Электронные устройства могут различаться по собственным техническим параметрам, предназначению и особенностям применения. Классификация датчиков может быть выполнена по условиям использования и выполняемым функциям.

• Приборы, относящиеся к первому классу, отвечают за работу и диагностику системы торможения, а также рулевого управления;
• Датчики второго класса должны контролировать силовую установку, подвеску, шины и трансмиссию;
• Третий класс датчиков должен отвечать за функции защиты и комфортабельную езду.

Степень развития современных технологий дает возможность производства датчиков из высокотехнологичных материалов. Это становится причиной того, что по сравнению с первыми выпущенными приборами, новые устройства электронного типа демонстрируют намного более длительную и качественную работу. Посредством использования инновационных технологий, стало возможным и уменьшение габаритных размеров датчиков, что имеет большую степень важности для тех машин, где имеется немалое количество датчиков и узлов. По конструкции, все электронные приборы могут быть разделены на две группы.

1. Интегральные датчики с наличием интеллектуальных возможностей, позволяют уменьшить создаваемую нагрузку на управляющий блок. Соединение приборов осуществляется при помощи гибких линий связи, что дает возможность использования нескольких приборов в связке. Датчики такого типа могут производить обработку даже сигнала небольшой интенсивности.
2. Электронные приборы, относящиеся к волоконно-оптическому типу, имеют особенность в виде высокой чувствительности к наличию загрязнений и высокого давления. Они имеют небольшой срок службы, и слабое восприятие помех электромагнитного характера. Подходящими такие сенсоры будут не для каждого типа машин, так как для их подключения потребуются особые разветвители и разъемы.

Датчики силовой установки. Для оптимизации ее работы, а также возможности контроля исправности узлов и механизмов, на машину устанавливают такие датчики:

• Воздушный. Призван обеспечить слежение за количеством воздуха, которое поступает во впускной тракт. Несмотря на высокую надежность прибора, он боится присутствия влаги. Если данный прибор выйдет из строя, это проявится в неустойчивости работы, «троении» мотора, увеличении потребления топлива. Встраивание его осуществляется непосредственно за фильтром воздуха;
• «Лямбда-зонд». Его задачей становится контроль за массовой долей кислорода, на выходе из коллектора. Прибор выполняет распределение уровня подачи топлива, по концентрации кислорода. Местом его расположения становится система отработанных газов;
• В системе, отвечающей за регенерацию уже отработанных газов, могут располагаться датчики контроля концентрации оксида азота. Размещены они в дроссельном узле. При загрязнении устройства, результатом станет увеличение цикла регенерации;
• Датчик дроссельной заслонки может получать данные с педали акселератора, и выполняет ее корректировку, в зависимости от температуры жидкости для охлаждения мотора. Чем ниже температура антифриза, тем меньше будет скорость вращения коленвала;

Итог. Кроме указанных выше, важную роль в обеспечении правильной работы автомобиля играют датчики давления, температуры и топливной системы. Это позволяет в полной мере выполнять контроль работы всех главных системы автомобиля.

Чертова дюжина автомобильных датчиков: 7 всегда врут и еще 6 — привирают

В любом автомобиле — масса всевозможных датчиков. И практически все они врут! Одни — всегда, другие начинают обманывать с возрастом. Не верите?

Врут всегда

1. Датчик температуры двигателя

Практически всегда показывает температуру не двигателя, а охлаждающей жидкости. Устанавливается очень часто не в головку блока цилиндров (а это — самое горячее место двигателя!), а в патрубок, прикрепленный к головке. Мало того, этот патрубок часто выполняют не металлическим, а из термостойкой пластмассы. А теперь представим себе, что антифриз вообще вытек из системы. Двигатель нагревается до высоких температур, а датчик меряет температуру в пустом пластиковом патрубке… И что от этого толку?

Справедливости ради отметим, что на некоторых моторах датчик ввернут в тело головки блока цилиндров. Пример — двигатели задне- и полноприводных ВАЗов. А еще встречался датчик, измерявший непосредственно температуру ГБЦ. Так, на фордовских моторах Zetec-Е датчик вворачивался в гнездо головки с заданным моментом и «чувствовал» температуру за счет непосредственного контакта носика с металлом головки. Вот он действительно показывал температуру двигателя — правда, только в одной точке.

2. Датчик скорости

Речь, понятное дело, о спидометре. Он врет, что называется, по ГОСТу. Врет всегда, причем на стандартных шинах — и это приветствуется! Дело в том, что любой прибор изначально имеет погрешность измерений — как в плюс, так и в минус. Поэтому «чайник» может превысить скорость, сам того не подозревая. А любители нарушать скоростной режим всегда готовы переложить собственную вину на спидометр: мол, ничего я не превышал — по прибору было всего лишь 60!

Чтобы предотвратить даже теоретическую возможность «нечаянного» превышения скорости, спидометр на заводе регулируют так, чтобы он никогда не занижал истинного значения скорости. Именно поэтому он и показывает ее с небольшим превышением. Кстати, в электронный блок управления двигателем отсылается обычно правильное значение скорости.

Любое самовольное изменение диаметра колес мгновенно скажется на показаниях спидометра и одометра. Но такая переделка запрещена законом.

3. Датчик кислорода

Казалось бы, такой прогрессивный, весь из себя экологичный прибамбас. Но — нет. Достаточно неравномерного распределения воздуха либо топлива по цилиндрам, как он начинает врать. Где-то льет форсунка, где-то негерметичен впускной трубопровод, где-то барахлит свеча или упала компрессия, ну а в среднем по больнице всё может казаться хорошо. Даже у нового автомобиля не может быть четырех абсолютно одинаковых цилиндров. И лямбда-зонд, по-хорошему, должен быть у каждого цилиндра свой, чтобы корректировать состав смеси только в нем. Такие моторы встречались еще в девяностых годах прошлого века, когда борьба за экологию только начиналась.

А еще нормальной работе датчика может помешать человек. Неквалифицированные ремонтники могут испортить кислородный датчик, например, применив при сборке мотора силиконовые герметики, которые его «отравят». И уж совсем невеселая жизнь у второго (диагностического) датчика кислорода. Если автомобиль уже в годах и каталитический нейтрализатор вырезан, то его все время норовят обмануть. Кто-то ставит обманки с дросселирующими отверстиями, кто-то — с кусочками нейтрализаторов. А иные норовят отключить его программно.

4. Датчик давления масла

Оптимист, каких мало. Реагирует на давление масла меньше, чем 0,5 бара, включая красную контрольную лампу аварийного давления. И только. Он не способен предупредить водителя о том, что даже на больших оборотах двигателя давление всего лишь 0,6 бара. Он показывает, что всё ОК. Жаль, но подшипники коленвала придерживаются иного мнения. Впрочем, на современных машинах датчики давления масла всё чаще становятся «умными».

5. Датчик детонации

Ситуация — примерно как с датчиком кислорода. Работает, но не идеально. Например, на четырехцилиндровом моторе этот датчик ставится между вторым и третьим цилиндрами. Конечно, вибрация в металле распространяется хорошо, однако ближайшие к датчику цилиндры «слышны» лучше. Поэтому датчик чувствует разные цилиндры по-разному. Если во Владивостоке стукнуть по рельсу Транссиба, то в Москве этого не услышат…

Отметим, что на V‑образных двигателях сенсоров детонации ставят два — каждый на свой ряд цилиндров. Так им лучше слышно.

6. Датчик забортной температуры

Производители автомобилей устанавливают эти датчики в разных местах. Частенько — в районе переднего бампера. Но там датчик греется от дороги и, самое главное, от двигателя. Рядом — раскаленные радиаторы, которых может быть до пяти штук. Датчик греется от машины и врет. Понятно, что это далеко не самый главный прибор в автомобиле, но вранье неприятно всегда.

Второе популярное место для датчика температуры — в корпусе правого бокового зеркала. Порой в солнечный день ехать на восток теплее, чем на запад…

7. Датчик температуры в салоне

Если он один, то далеко не всегда работает корректно, будучи не в состоянии дать интегральную оценку температуры. Нужно учитывать и солнечную радиацию, и количество пассажиров. Недаром в премиальных автомобилях климат-контроль может работать с пятью и более датчиками температуры в салоне.

Врут от старости

1. Датчик положения коленвала

ДПКВ может получать импульсы от шкива коленчатого вала, маховика либо от задающего диска, установленного на коленвалу внутри двигателя. И везде к нему клеится железосодержащая стружка, в результате чего со временем он начинает врать. Сигнал становится нечетким, с перебоями, что снижает показатели двигателя: ведь это один из самых главных датчиков системы впрыска. Многие моторы без него вообще не работают.

2. Датчик положения распредвала

ДПРВ обеспечивает фазированный впрыск на простых моторах и определяет правильность работы фазовращателей, если таковые установлены. Сигнал становится некорректным при сильной вытяжке цепи и плохо работающих фазовращателях.

3. Датчик массового расхода воздуха

ДМРВ начинает врать при зарастании пылью. Особенно часто это наблюдается при некорректной замене или неправильной установке воздушного фильтра.

4. Датчик положения дроссельной заслонки

Любители вазовских впрысковых автомобилей помнят проблемы с этими датчиками. А все потому, что ДПДЗ — переменный резистор, отслеживающий угол поворота дроссельной заслонки. Дорожки изнашиваются — датчик лжет.

5. Датчик давления и температуры во впускном трубопроводе

Этот датчик врет при негерметичности впускного трубопровода. Такое случается при усохших прокладках, соскочивших шлангах, а также при обрастании пылью из-за негерметичности впускного тракта.

6. Датчики положения педалей тормоза и сцепления

Вроде бы — простейшие концевые выключатели, но на отечественных автомобилях они часто ломаются. Еще их повреждают владельцы, неграмотно установившие блокираторы рулевого вала. Запоры ломают датчики.

И еще про вранье

Датчик неровной дороги

Около двадцати лет назад его пытались внедрять на вазовских автомобилях с системой впрыска топлива. Он должен был помогать ЭБУ отличать колебания угловой частоты вращения коленвала, передающиеся по трансмиссии при езде по сильно неровной дороге, от колебаний, вызванных неравномерностью работы других систем (например, пропуски зажигания). В итоге получилась экзотика, которая показывала непонятно что…

Датчик давления в системе кондиционирования

Самый демократичный датчик. У многих автомобилей он разрешает включение кондиционера, даже если хладагента совсем немного. И только когда хладагент закончится, он не дает включиться компрессору. Живой пример — редакционный Ларгус. Девять лет, 135 тысяч км пробега без единой заправки кондиционера, а он до сих пор включается… Правда, и холодит кондиционер еле-еле.

Кому верить?

Датчики, которые начинают дурить от старости, надо менять. К сомнительным показаниям термометров — как наружных, так и внутрисалонных — относитесь со снисходительностью: как умеют, так и работают. Что касается датчиков, которые волей разработчиков просто не могут работать лучше, как из-за собственного несовершенства, так и вследствие их неудачной установки, — то от нас с вами тут ничего не зависит. Остается смириться. С такими датчиками пусть общаются «взятчики», то есть электронные блоки управления. Глядишь, меж собой разберутся.

• 13 самых тревожных пиктограмм на приборной панели — тут.
• Чтобы перевозить велосипеды в соответствии с требованиями ПДД, рассмотрите велокрепление на ТСУ. Дублируется номерной знак и световые сигналы! Не хватает места в салоне авто? Приезжайте в наш магазин — подберем недорогой багажник на крышу, посоветуем автобокс.
• Хотите пройти техосмотр без проблем? Тогда вам нужна качественная аптечка «За рулем» с оптимальным составом и лучший огнетушитель по результатам наших тестов. Идеальным дополнением станет набор автомобилиста в удобной сумке.

Автомобильные датчики

Электронные системы управления современного автомобиля немыслимы без датчиков. Автомобильные датчики оценивают значения неэлектрических параметров и преобразуют их в электрические сигналы. В качестве сигнала выступает напряжение, ток, частота и др. Сигналы преобразуются в цифровой код и передаются в электронный блок управления, который в соответствии с заложенной программой приводит в действие исполнительные механизмы.

Датчики бывают активными и пассивными. В активном датчике электрический сигнал возникает за счет внутреннего энергетического преобразования. Пассивный датчик преобразует внешнюю электрическую энергию.

Датчики применяются практически во всех системах автомобиля. В двигателе они измеряют температуру и давление воздуха, топлива, масла, охлаждающей жидкости. Ко многим движущимся частям автомобиля (коленчатый вал, распределительный вал, дроссельная заслонка, валы в коробке передач, колеса, клапан рециркуляции отработавших газов) подключены датчики положения и скорости. Большое количество датчиков используется в системах активной безопасности.

В зависимости от назначения различают следующие типы автомобильных датчиков: положения и скорости, расхода воздуха, контроля эмиссии отработавших газов, температуры, давления.

Датчики положения и скорости

Преобразование линейного или углового перемещения контролируемого объекта в электрический сигнал производится с помощью датчиков положения и скорости. В автомобиле используются датчики положения коленчатого вала, положения распределительного вала, положения дроссельной заслонки, уровня топлива, положения педали акселератора, частоты вращения колеса, угла поворота рулевого колеса.

Датчики положения и скорости выполняются контактными или бесконтактными. Несмотря на то, что предпочтение отдается бесконтактным датчикам, контактные устройства еще широко применяются. При всех достоинствах, контактные датчики имеют один существенный недостаток – склонность к загрязнению и, соответственно, снижение точности измерений.

К контактным датчикам положения относятся потенциометры с подвижными контактами, которые измеряют линейные и угловые перемещения объекта. Подвижные контакты перемещаются по длине переменного резистора и изменяют его сопротивление, пропорциональное фактическому перемещению объекта. Потенциометры широко используются в качестве датчика положения дроссельной заслонки, датчика положения педали газа, объемного расходомера воздуха, датчика уровня топлива и др.

В основу работы бесконтактных датчиков положения и скорости положены различные физические явления и эффекты, и соответствующие им датчики: индуктивные, Виганда, Холла, магниторезистивные, оптические и множество других.

Индуктивный датчик широко используется в качестве датчика положения коленчатого вала. Он содержат постоянный магнит, магнитопровод и катушку. Когда стальной объект (зуб шестерни) приближается к датчику, магнитное поле увеличивается, а в катушке наводится переменное напряжение. В отличие от индуктивных датчиков датчики Виганда не используют постоянный магнит, а активируются внешним магнитом.

Наиболее востребованные бесконтактные датчики построены на эффекте Холла. Суть эффекта заключается в том, что постоянный магнит, связанный с измеряемым объектом, при вращении генерирует напряжение, пропорциональное угловому положению объекта. В датчиках Холла используется несколько схем измерения положения и скорости: вращающийся прерыватель, многополюсный кольцевой магнит, ферромагнитный зубчатый ротор. Для измерения угловой скорости зубчатого ротора применяется дифференциальный датчик Холла – два рядом расположенных измерительных элемента, позволяющих видеть зуб и впадину одновременно.

Магниторезистивные датчики начали применяться сравнительно недавно, но очень популярны. Они построены на магниторезистивном эффекте — свойстве некоторых токонесущих материалов изменять свое сопротивление во внешнем магнитном поле. Различают анизотропные магниторезисторы (АМР) и гигантские магниторезисторы (ГМР). АМР-датчики используют электрическое сопротивление ферромагнитных материалов. Измерительный элемент ГМР-датчика состоит из чередующихся ферромагнитных и немагнитных слоев. Анизотропные магниторезисторы применяются в датчике угла поворота рулевого колеса.

В оптическом датчике для определения углового положения используются светомодулирующий диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными секторами. Диск располагается между светодиодом и фоторезистором. При перемещении (повороте) диска на фоторезисторе вырабатываются электрические импульсы, по которым определяется угол и скорость поворота вала.

Датчики расхода воздуха

Расход воздуха, поступающего в двигатель, определяется по объему или массе. Датчики определяющие расход воздуха по объему называют объемными расходомерами. Работа таких датчиков построена на оценке перемещения заслонки, пропорционального величине потока воздуха.

Расход воздуха по массе оценивается датчиком массового расхода воздуха. Наибольшее применение нашли микромеханические расходомеры, построенные на тонкопленочных нагреваемых элементах — терморезисторах. Воздух, проходя через терморезисторы, охлаждает их. При этом, чем больше проходит воздуха, тем сильнее охлаждаются терморезисторы. Определение массового расхода воздуха построено на измерении мощности и тока, необходимых для поддержания постоянной температуры терморезисторов.

Датчики контроля эмиссии отработавших газов

Регулирование содержания вредных веществ в отработавших газах обеспечивают датчики контроля эмиссии, к которым относятся датчик концентрации кислорода и датчик оксида азота.

Кислородный датчик (другое название – лямбда-зонд) устанавливается в выпускной системе и в зависимости от содержания кислорода в отработавших газах вырабатывает определенный сигнал. На основании сигнала система управления двигателем поддерживает стехиометрический состав топливно-воздушной смеси (т.н. лямбда-регулирование).

На современных автомобилях, оборудованных каталитическим нейтрализатором, устанавливается два датчика концентрации кислорода. Кислородный датчик на выходе из нейтрализатора контролирует его работоспособность и обеспечивает содержание вредных веществ в отработавших газах в пределах установленных норм.

Датчик оксидов азота контролирует содержание оксидов азота в отработавших газах. Он устанавливается в выпускной системе бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива после дополнительного (накопительного) нейтрализатора. Датчик включает две камеры. В первой камере оценивается концентрация кислорода. Во-второй камере происходит восстановление оксидов азота на кислород и азот. Концентрация оксидов азота оценивается по величине восстановленного кислорода.

Датчики температуры

Измерение температуры производится в различных системах автомобиля:

Температуры наружного воздуха;

Температуры воздуха в салоне автомобиля

Для измерения температуры применяются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом. С увеличением температуры сопротивление термистора снижается, соответственно возрастает ток. В качестве датчика температуры используется также термопара – проводник, состоящий из двух различных металлов и под воздействием температуры генерирующий термоэлектрическое напряжение.

Датчики давления

В современных автомобилях используется большое количество датчиков давления, с помощью которых измеряется давление во впускном коллекторе, давление топлива в системе впрыска, давление в шинах, давление рабочей жидкости в тормозной систем, давления масла в системе смазки.

Для оценки давления применяется пьезорезистивный эффект, который заключается в изменении сопротивления тензорезистора при механическом растяжении диафрагмы. Измеряемое давление может быть абсолютным или относительным. Датчик давления во впускном коллекторе измеряет абсолютное давление, т.е. давление воздуха относительно вакуума.

Представленная классификация охватывает далеко не все автомобильные датчики. Необходимо упомянуть ряд других датчиков: датчик детонации, датчик уровня масла, датчик дождя. Датчик детонации оценивает вибрацию двигателя, которая сопровождает неконтролируемое воспламенение топливно-воздушной смеси. Датчик представляет собой пьезоэлектрический элемент, который при вибрации генерирует электрический сигнал.

Датчик уровня масла в современном двигателе заменяет функции щупа. Уровень масла может измеряться поплавковым переключателем или более совершенным тепловым датчиком, который кроме уровня масла измеряет его температуру. Датчик дождя обеспечивает автоматическую работу стеклоочистителей. Конструктивно он объединен с датчиком освещенности.

Датчики в наших ДВС: назначение и принцип работы

Современные автомобили оснащены большим количеством датчиков, назначение и принцип действия которых понятны далеко не каждому автолюбителю. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Датчик массового расхода воздуха

Назначение датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) заключается в контроле работы силового агрегата во время генерации системой электрического напряжения, посредством поступающего в мотор воздуха.

На основании собираемых датчиком данных строится максимально продуктивная работа мотора, во время которой поступление воздуха в цилиндры позволяет бесперебойно преобразовывать его в электрический ток.

Рабочая часть датчика – платиновая нить представляет собой чувствительный анемометр. Она нагревается до постоянной температуры, которая удерживается при помощи термореле и электронного блока управления.

Проходящий через датчик воздушный поток охлаждает нить, тогда управляющий модуль системы увеличивает подачу тока на нее, вследствие чего температура нагрева нити продолжает увеличиваться, пока не достигнет своего постоянного значения. Из этого следует, что сила необходимого для разогрева нити тока, зависит исключительно от скорости прохождения потоков воздуха через датчик. А уже посредством вторичного преобразователя в системе датчика происходит генерация электрического напряжения.

В процессе работы на нити датчика накапливаются различные отложения, загрязняя ее и ухудшая характеристики всего устройства.

Эффективная очистка нити возможна только при помощи прожига импульсным током с температурой порядка 1 тыс. градусов.

Однако промывать грязную платиновую нить датчика растворами, содержащими эфирные или кетоновые соединения, категорически запрещено, поскольку они:

— губительно воздействуют на компаунд;

— обладают способностью к охлаждению кристалла, в результате чего повреждается его структура;

— смывают так называемую маску с поверхности кристалла (защитный полимерный слой в его центре).

Не стоит даже пытаться промыть нить датчика различными растворителями и аэрозолями, содержащими ацетон и этил, также нельзя очищать нить анемометра смоченной в бензине ваткой, намотанной на спичку, либо деревянную палочку. Подобные манипуляции никакого эффекта не принесут, а лишь ухудшат работу ДМРВ.

В качестве промывки можно использовать ВД-40, но стоит учесть, что в ее составе находится дизтопливо и кислотные соединения. Промывает «вэдэшка» хорошо, однако, после себя оставляет специфическую пленку на поверхности, которую для нормальной работы датчика необходимо удалить. Смывать ее лучше спиртовыми составами (дистиллированная вода и любой спирт). Как показала практика, наиболее подходит для этой цели именно изопропиловый спирт. Наиболее эффективной станет промывка кристалла при помощи обыкновенного медицинского шприца с иглой малого диаметра. Перед промывкой датчик и промывочную жидкость необходимо разогреть, например, при помощи строительного фена.

Датчик контроля положения заслонки дросселя

Этот элемент устанавливается на блоке дросселя рядом с приводом, и предназначается для контроля положения газовой педали. Стоит отметить, что во время мойки силового агрегата стоит быть предельно аккуратным, дабы не повредить этот датчик.

Несмотря на то что датчик дросселя рассчитан на продолжительное использование, все же иногда подводит и он, выходя из строя. О его поломке сигнализируют повышенные холостые обороты, возникновение рывков и нестабильная работа мотора во время езды.

Датчик детонации

Он располагается на головке блока между цилиндрами (ІІ и ІІІ). В зависимости от особенностей конструкции различают следующие виды этих элементов:

— широкополосный (представлен в виде таблетки);

— резонансный (имеет вид бочонка).

Эти датчики не подлежат взаимной замене, то есть, в случае выхода из строя одного, его нельзя заменить другим типом.

Рабочий ресурс элемента огромен. Единственное, что необходимо – регулярно очищать контакты разъема от окисления. Работает этот датчик по принципу пьезозажигалки. То есть, с возрастанием уровня детонации начинает расти электрическое напряжение.

Датчик измеряет уровень детонации в силовом агрегате и, в зависимости от этого, контролирует угол опережения зажигания. В случае повышенной детонации, зажигание будет поздним. Если же датчик перестанет функционировать, двигатель начнет работать некорректно, увеличивается потребление топлива.

Он имеет шестигранную конструкцию, внутри которой расположен специальный пьезоэлемент, вырабатывающий электродвижущую силу из-за воздействия звуковых колебаний на его корпус. Получается, что датчик детонации является своеобразным передатчиком звуковых колебаний, благодаря которому блоку EFI доступны происходящие внутри мотора процессы.

Пустоты между корпусом и пьезоэлементом датчика заполнены компаундом особого состава. Помимо защитного назначения, компаунд имеет еще одно: его наличие позволяет выработать амплитудно-частотную характеристику, максимально приближенную к частоте детонационных процессов внутри силового агрегата.

При возникновении детонации во внутримоторном пространстве датчик измеряет ее уровень и передает сигнал блоку EFI, который в автоматическом режиме корректирует угол опережения зажигания, пока уровень детонации не снизится либо полностью не пропадет.

В итоге благодаря наличию датчика детонации в системе силового агрегата формируется наиболее благоприятный состав топливной смеси. Такое понятие, охарактеризованное на автомобильном сленге словосочетанием «стук пальцев», характеризует поломку датчика детонации. При этом резко снижаются рабочие характеристики мотора, и увеличивается потребление топлива.

Датчик масляного давления

Этот элемент контроля находится в магистральной сети маслопровода. Датчик запитан от электросети автомобиля и имеет индикатор на приборной панели. Кроме индикатора панель приборов может иметь контроллер масляного давления с указанием его величины.

Довольно часто этот датчик является контролирующей частью системы управления мотором, которая при достижении критического уровня масляного давления выключает силовой агрегат.

Помимо датчика масляного давления, может быть установлен датчик, контролирующий температуру моторного масла в системе.

Датчик температуры антифриза

В конструкции силового агрегата этот датчик занимает свое место между термостатом и ГБЦ. На нем предусмотрено два контакта, а в основе функционирования устройства заложен следующий принцип: чем ниже температура двигателя, тем более обогащенную рабочую смесь удается получить.

В системе охлаждения датчик представлен резистором специальной конструкции (термистором), который с изменением температуры охлаждающей жидкости меняет свое сопротивление. Чем выше температура, тем ниже сопротивление, и наоборот — чем ниже температура, тем выше сопротивление термистора. Известно, что изменение температуры ОЖ по-разному отражается на работе двигателя.

Его конструкция вполне надежна. Выйти из строя он может лишь по причине отсутствия контакта на его выводах либо внутри устройства.

О его неисправности можно судить по началу работы вентилятора в то время когда мотор еще находится в холодном состоянии, невозможности либо проблемам с запуском прогретого силового агрегата, увеличении потребления топлива.

Лямбда зонд

Либо по-простому – кислородный датчик. Его назначение сводится к определению в выхлопных газах авто количества содержания кислорода. Находится этот электрохимический элемент в конструкции глушителя.

Отсутствие кислорода в топливной смеси говорит о ее обогащенности, и, наоборот, его повышенное содержание снижает обогащение. Поэтому лямбда зонд предназначается для формирования правильного состава рабочей смеси. Более подробно о лямбде тут.

Этилированный бензин пагубно отразится на работе кислородного датчика, а в случае его поломки повышенное потребление топлива и превышение вредных соединений в выхлопных газах автомобиля – гарантировано.

Датчик ПКВ (положения коленвала)

Довольно прочный и надежный элемент, конструкция которого представляет собой катушку из провода с магнитным сердечником внутри. Он расположен в пространстве шкива, и по нанесенным на шкив рискам считывает показания положения коленчатого вала. Элемент генерирует сигнал, как только меняется положение расположенного на коленвале зубчатого диска. На основании этого сигнала блок управления отслеживает рабочие процессы, происходящие внутри цилиндра, и управляет подачей топливной смеси и искры.

В случае его поломки, рабочие обороты мотора резко упадут, а в худшем случае – силовой агрегат полностью остановится.

Датчик фаз или датчик положения распредвала (ДПРВ)

Входит в конструкцию, как правило, восьми- и шестнадцатиклапанных моторов, на которых располагается сразу за шкивом распредвала системы впуска сверху головки блока, и предназначается для формирования топливовпрыска в отдельно взятый цилиндр. Его поломка нарушает подачу топливной смеси, что вызывает ее резкое обогащение, как следствие увеличенный расход.

Регулятор холостых оборотов

Незаменимый элемент в устройстве мотора, который регулирует холостые обороты двигателя, обеспечивая его стабильную и максимально продуктивную работу. Конструкция устройства состоит из шагового электромотора с пружинной иглой конусного типа.

На работающем на холостых оборотах силовом агрегате воздух циркулирует мимо закрытой дроссельной заслонки. Это возможно благодаря конусной игле датчика, которая регулирует диаметр сечения дополнительной магистрали подачи воздуха. Таким образом датчик определяет оптимальное количество кислорода, необходимое для бесперебойной и продуктивной работы агрегата.

Месторасположение регулятора – корпус заслонки дросселя. Здесь необходимо обратить внимание на то, что крепится он при помощи двух винтов, головки которых у большинства авто покрыты слоем лака либо попросту рассверлены, что представляет некоторую помеху при снятии регулятора холостых оборотов. Поэтому нередко приходится прибегать к снятию корпуса заслонки для того, чтобы заменить регулятор либо прочистить загрязненную воздушную магистраль.

Поскольку регулятор относится к исполнительному типу устройств, его системная диагностика не предусмотрена. Поэтому в случае его поломки ошибка «Проверьте двигатель» на панели приборов может и не загореться.

На его неисправность указывают следующие факторы:

— «плавающие» холостые обороты мотора;

— часто силовой агрегат глохнет после выключения передачи;

— холодный пуск мотора не сопровождается повышением оборотов холостого хода, как это должно быть;

— нестабильность холостых оборотов во время включения нагрузки.

Снимать регулятор холостых оборотов необходимо только при отключенном аккумуляторе. Для этого с него снимется разъем и выкручиваются винты, крепящие датчик. Устанавливается регулятор в обратной последовательности. Единственное, что нужно сделать в момент его монтажа – смазать уплотнитель на фланце. Для этого идеально подойдет моторное масло.

Взаимосвязь разных типов датчиков в системе регулировки холостых оборотов мотора

Количество находящегося в моторе воздуха контролируется описанным выше датчиком ДМРВ, и в зависимости от его объема ЭБУ производит расчет подачи обогащенной рабочей смеси в двигатель.

При помощи датчика положения коленвала блок управления определяет обороты моторного агрегата, и на основании этого система регулировки холостого хода управляет подачей воздуха, минуя закрытую заслонку дросселя.

Во время стоянки блок управления поддерживает постоянную величину холостых оборотов на прогретом моторе. Если силовой агрегат холодный, система посредством регулировки оборотов холостого хода увеличивает их, обеспечивая мотору прогрев на высоких оборотах. Благодаря этому допускается движение без прогрева силового агрегата.

Все перечисленные датчики встречаются на большинстве современных автомобилях, и теперь вам будет намного легче ориентироваться в результатах диагностики и покупки необходимой запчасти в автомагазине.