Датчики на двигателе: Проверка 15 датчиков двигателя. Как узнать какой не рабочий датчик авто самому

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:

1. 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.
2. 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.  
3. 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. 
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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 управления двигателем — применение

просмотров 228

Некоторые двигатели смогут работать при всего одном, подключенном датчике коленвала. Двигатель будет встряхивать на холостом ходу и будет существенный перерасход топлива, но силовой агрегат будет работать, и машина сможет доехать к месту ремонта. Но таких автомобилей не так много, и многие современные автомобили могут выйти из строя из-за отказа всего одного из датчиков.

Датчик коленвала

Еще его называют ДПКВ, то есть датчик положения коленчатого вала. Он является основным датчиком на автомобиле и в главной степени именно по нему определяется момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания и момент зажигания. На редких автомобилях типа BMW E39, или E46 с двигателями серии M52, данный датчик дублируется датчиком распредвала и такой мотор сможет работать при отказе ДПКВ, но это очень редкий случай и абсолютное большинство машин просто не заведутся без исправного ДПКВ.

Как правило датчик коленвала выходит из строя из-за поврежденного кабеля. Бывает, что резиновая обмотка кабеля просто пересыхает и трескается, а в некоторых случаях кабель может быть поврежден электрическим вентилятором системы обдува или системой вискомуфты. При поврежденном кабеле датчик перестанет нормально функционировать. ДПКВ может прекратить свою работу из-за поврежденного сердечника, который как раз и считывает сигнал со шкива. Сердечник просто из-за времени и постоянных, высоких температур мог размагнититься, или получить механические повреждения. И это также может привести к выходу датчика из строя.

Датчик распредвала

Все автомобили, оснащенные двумя распределительными валами, оснащены ДПРВ (датчик положения распредвала). Данный датчик не является основным как ДПКВ, но он корректирует момент впрыска и момент зажигания. От исправности данного датчика зависит то, насколько хорошо будет машина заводиться и будет ли она выдавать полную мощность. Этот датчик необходим для нормальной работы двигателя, любой машине с двумя распределительными валами в головке двигателя.

Датчики температуры двигателя

На любой, даже карбюраторной машине есть датчик указателя температуры двигателя. Этот датчик передает информацию о температуре двигателя на приборную панель. Но на машинах с электронным датчиком есть и датчик температуры двигателя, который передает информацию не на приборную панель, а на электронный блок управления автомобиля. Именно от этого датчика, машина распознает, двигатель сейчас холодный или горячий. Это важный датчик, который играет существенную роль в смесеобразовании. На некоторых машинах бывает, что пластиковая часть данного датчика просто отломана от металлической, которая вкручивается в ГБЦ, а такой датчик конечно же работать не сможет.

Датчик массового расхода воздуха

ДМРВ имеет очень большое значение для нормальной работы двигателя. Этот датчик учитывает количество поступившего во впускной коллектор воздуха и эти данные учитываются при подаче топлива, через топливные форсунки в коллектор. Выход из строя данного датчика может привести к постоянному обеднению или обогащению смеси.

Кислородный датчик

Часто этот датчик называют лямбда-зондом и он вкручивается в систему выпуска. Назначение данного датчика в том, чтобы определять состав смеси. Лямбда дает машине понять, насколько хорошо прогорает топливо в камерах сгорания и прогорает ли оно вообще. В случае, если в каком-то цилиндре имеются пропуски зажигания и топливо просто вылетает в выпуск, исправная лямбда обязательно это заметит и передаст команду на ЭБУ, для отключения форсунки в цилиндре где имеются пропуски зажигания. Таким способом машина сбережет катализаторы, которые бы обязательно пострадали от сгорания в них топлива. Таким же способом машина укажет своему хозяину на неисправность.

Что необходимо знать домашнему механику о датчиках O2

Современные компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования производительности двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.

Одним из ключевых датчиков в этой системе является датчик кислорода. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не в одиночку).

Первый датчик O2 был представлен в 1976 году на Volvo 240. Следующие за ним автомобили в Калифорнии получили в 1980 году, когда правила Калифорнии по выбросам требовали снижения выбросов. Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из них целых четыре!

Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя.Контроль уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, является ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или бедной (больше кислорода).

На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, положение дроссельной заслонки, воздушный поток и нагрузку на двигатель. Есть и другие датчики, которые отслеживают эти факторы, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью.Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

Петли

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования топливной смеси, что называется «контуром управления с обратной связью». Компьютер ориентируется на датчик O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования топливной смеси.Результатом является постоянное переключение от богатой к обедненной смеси, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом средний общий баланс топливной смеси для минимизации выбросов. Это сложная установка, но она работает.

Когда сигнал от датчика O2 не поступает, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или выходит из строя датчик 02), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси.Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов. Плохой датчик охлаждающей жидкости также может предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.

Как это работает

Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается.Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба снаружи покрыта пористым слоем платины. Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.

Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попадать в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия.В это трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск попадания грязи или воды, которые могут засорить датчик изнутри и вызвать его выход из строя. Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу.Чем больше разница, тем выше значение напряжения.

Датчик кислорода обычно генерирует напряжение до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,1 вольт. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия около 14,7 к 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.

Когда компьютер получает сигнал обогащения (высокое напряжение) от датчика O2, он понижает топливную смесь, чтобы уменьшить показания датчика.Когда показания датчика O2 становятся бедными (низкое напряжение), компьютер снова меняет направление, заставляя топливную смесь обогащаться. Это постоянное движение топливной смеси вперед и назад происходит с разной скоростью в зависимости от топливной системы. Скорость перехода самая низкая на двигателях с карбюраторами с обратной связью, обычно один раз в секунду при 2500 об / мин. Двигатели с впрыском в корпус дроссельной заслонки несколько быстрее (2–3 раза в секунду при 2500 об / мин), а двигатели с многоточечным впрыском являются самыми быстрыми (5–7 раз в секунду при 2500 об / мин).

Датчик кислорода должен быть горячим (около 600 градусов или выше), прежде чем он начнет генерировать сигнал напряжения, поэтому многие датчики кислорода имеют внутри небольшой нагревательный элемент, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры. Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного простоя, что может привести к возврату системы в режим разомкнутого контура.

Датчики O2 с подогревом используются в основном в новых автомобилях и обычно имеют 3 или 4 провода.Старые однопроводные датчики O2 не имеют нагревателей. При замене датчика O2 убедитесь, что он того же типа, что и оригинал (с подогревом или без него).

Новая роль датчиков O2 с OBDII

Начиная с нескольких автомобилей в 1994 и 1995 годах и всех автомобилей 1996 года и новее, количество кислородных датчиков на двигатель увеличилось вдвое. Второй датчик кислорода теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля его эффективности. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному для каждого ряда цилиндров и по одному после каждого преобразователя).

Система OBDII предназначена для контроля выбросов двигателя. Это включает в себя наблюдение за всем, что может вызвать увеличение выбросов. Система OBDII сравнивает показания уровня кислорода датчиков O2 до и после преобразователя, чтобы увидеть, снижает ли преобразователь загрязняющие вещества в выхлопных газах. Если он видит незначительные изменения в показаниях уровня кислорода или вообще не видит их, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению контрольной лампы неисправности (MIL).

Диагностика датчика

O2 невероятно надежны, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут. Но датчики O2 изнашиваются, и в конечном итоге их необходимо заменять. Характеристики датчика O2 имеют тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность генерировать напряжение. Такое ухудшение состояния может быть вызвано различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые топливные присадки.Датчик также может быть поврежден факторами окружающей среды, такими как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в топливно-воздушной смеси, замедляется, что приводит к увеличению выбросов. Это происходит потому, что колебания топливной смеси замедляются, что снижает эффективность преобразователя. Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронной карбюрацией или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется намного быстрее в приложениях MFI.Если датчик полностью умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию для большинства применений с впрыском топлива средний диапазон составляет три минуты. Это вызывает большой скачок расхода топлива, а также выбросов. А если преобразователь перегреется из-за богатой смеси, он может выйти из строя. Одно исследование EPA показало, что 70% автомобилей, не прошедших испытание на выбросы I / M 240, нуждались в новом датчике O2.

Единственный способ узнать, выполняет ли датчик O2 свою работу, — это регулярно проверять его.Вот почему на некоторых автомобилях (в основном импортных) есть световой индикатор с напоминанием об обслуживании датчика. Хорошее время для проверки датчика — это замена свечей зажигания.

Вы можете считать выходные данные датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно меняются. Вот где действительно сияет инструмент сканирования на базе ПК, такой как AutoTap. Вы можете использовать графические функции, чтобы наблюдать за изменениями напряжения датчиков O2. Программное обеспечение отобразит выходное напряжение датчика в виде волнистой линии, которая показывает как его амплитуду (минимальное и максимальное напряжение), так и его частоту (скорость перехода от богатого к бедному).

Хороший датчик O2 должен выдавать колеблющуюся форму волны на холостом ходу, при которой напряжение изменяется от почти минимального (0,1 В) до почти максимального (0,9 В). Искусственное обогащение топливной смеси путем подачи пропана во впускной коллектор должно привести к тому, что датчик среагирует почти немедленно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимальный (0,9 В) выход. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального (0,1 В) значения. Если датчик не переключается вперед и назад достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 разомкнута, закорочена или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и загореться контрольной лампой проверки двигателя или неисправности. Если дополнительная диагностика выявляет неисправность датчика, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно деградировали, продолжают работать достаточно хорошо, чтобы не установить код неисправности, но недостаточно хорошо, чтобы предотвратить увеличение выбросов и расхода топлива. Таким образом, отсутствие кода неисправности или контрольной лампы не означает, что датчик O2 работает правильно.

Замена датчика

Очевидно, что неисправный датчик O2 требует замены. Но также может быть полезно периодически заменять датчик O2 для профилактического обслуживания. Замена стареющего датчика O2, который работает медленно, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.

Необогреваемые одно- или двухпроводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000–50 000 миль.3- и 4-проводные датчики O2 с подогревом в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях, оборудованных OBDII (1996 и новее), рекомендуется интервал замены 100 000 миль.

КЛЮЧЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Современные автомобильные системы управления состоят из сети электронных датчиков, исполнительных механизмов и компьютерных модулей, предназначенных для регулирования силовой передачи и вспомогательных систем транспортных средств. Модуль управления силовой передачей (PCM) является сердцем этой системы.Он координирует работу двигателя и трансмиссии, обрабатывает данные, поддерживает связь и принимает решения по управлению, необходимые для поддержания работы транспортного средства. Автомобильные компьютеры используют напряжение для отправки и получения информации. Напряжение — это электрическое давление, которое не проходит по цепям, но напряжение может использоваться в качестве сигнала. Компьютер преобразует входную информацию или данные в комбинации сигналов напряжения, которые представляют собой числовые комбинации. Цифровые комбинации могут представлять различную информацию — температуру, скорость или даже слова и буквы.Компьютер обрабатывает сигналы входного напряжения, которые он получает, вычисляя то, что они представляют, а затем доставляет данные в вычисленной или обработанной форме.

ЧЕТЫРЕ БАЗОВЫЕ ФУНКЦИИ КОМПЬЮТЕРА

Каждый компьютер можно разделить на четыре основные функции.

■ Вход ■ Обработка ■ Хранение ■ Выход

ВХОД

Сначала компьютер получает сигнал напряжения (ввод) от устройства ввода. Устройство может быть простым, например, кнопкой или переключателем на приборной панели, или датчиком на автомобильном двигателе.В автомобилях используются различные механические, электрические и магнитные датчики для измерения таких факторов, как скорость автомобиля, частота вращения двигателя, давление воздуха, содержание кислорода в выхлопных газах, воздушный поток и температура охлаждающей жидкости двигателя. Каждый датчик передает свою информацию в виде сигналов напряжения. Компьютер получает эти сигналы напряжения, но прежде чем он сможет их использовать, сигналы должны пройти процесс, называемый преобразованием входного сигнала. Этот процесс включает в себя усиление сигналов напряжения, которые слишком малы для обработки компьютерной схемой.Входные кондиционеры обычно расположены внутри компьютера, но некоторые датчики имеют свои собственные схемы преобразования входных сигналов

ОБРАБОТКА

Сигналы входного напряжения, принимаемые компьютером, обрабатываются с помощью ряда электронных логических схем, поддерживаемых в его запрограммированных инструкциях. Эти логические схемы преобразуют сигналы входного напряжения или данные в сигналы или команды выходного напряжения.

ХРАНЕНИЕ

Программные инструкции для компьютера хранятся в электронной памяти.Некоторые программы могут потребовать, чтобы определенные входные данные были сохранены для дальнейшего использования или будущей обработки. В других случаях выходные команды могут задерживаться или сохраняться до их передачи на устройства в другом месте системы.

ВЫХОД

После того, как компьютер обработал входные сигналы, он отправляет сигналы напряжения или команды другим устройствам в системе, например, системным исполнительным механизмам. Привод — это электрическое или механическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое действие, такое как регулировка холостого хода двигателя, изменение высоты подвески или регулирование дозирования топлива.Компьютеры также могут связываться друг с другом и управлять друг другом с помощью функций вывода и ввода. Это означает, что выходной сигнал одной компьютерной системы может быть входным сигналом для другой компьютерной системы.

ЦИФРОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

В цифровом компьютере сигнал напряжения или функция обработки — это простой сигнал высокого / низкого уровня, да / нет, включения / выключения. Напряжение цифрового сигнала ограничено двумя уровнями напряжения: высоким и низким. Поскольку между ними нет ступенчатого диапазона напряжения или тока, цифровой двоичный сигнал представляет собой прямоугольную волну.Сигнал называется цифровым, потому что сигналы включения и выключения обрабатываются компьютером как цифры или числа 0 и 1. Система счисления, содержащая только эти две цифры, называется двоичной системой. Любое число или буква из любой системы счисления или языкового алфавита можно преобразовать в комбинацию двоичных нулей и единиц для цифрового компьютера. Цифровой компьютер преобразует аналоговые входные сигналы (напряжение) в цифровые биты (двоичные цифры) информации через схему аналого-цифрового (AD) преобразователя.Двоичное цифровое число используется компьютером в его вычислениях или логических сетях. Выходные сигналы обычно представляют собой цифровые сигналы, которые включают и выключают исполнительные механизмы системы. Цифровой компьютер может обрабатывать тысячи цифровых сигналов в секунду, потому что его схемы могут включать и выключать сигналы напряжения за миллиардные доли секунды.

ДАТЧИКИ И ПРИВОДЫ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Система с компьютерным управлением непрерывно контролирует рабочее состояние современных автомобилей.Через датчики компьютеры получают жизненно важную информацию о ряде условий, что позволяет производить незначительные корректировки гораздо быстрее и точнее, чем механические системы. Датчики преобразуют температуру, давление, скорость, положение и другие данные в цифровые или аналоговые электрические сигналы.

Цифровой сигнал — это сигнал напряжения, который либо включен, либо выключен, между ними ничего нет. Переключатель — это самый простой тип датчика цифрового сигнала. Сигнал от переключателя может быть 0 вольт в выключенном состоянии и 12 вольт во включенном состоянии.

Аналоговые сигналы, с другой стороны, имеют непрерывно регулируемое напряжение. Хороший пример — датчик температуры охлаждающей жидкости. Датчик температуры охлаждающей жидкости может изменять сигнал напряжения в диапазоне от 0 до 5 вольт в зависимости от температуры двигателя.

Цифровой датчик легче всего понять компьютеру, поскольку он считывает сигнал как включенный, так и выключенный.

Аналоговый сигнал должен быть преобразован в цифровой, чтобы компьютер мог его понять.

Хотя у многих транспортных средств есть много разных датчиков, они делятся на три категории.

1. Генерация напряжения
2. резистивный
3. Переключатели.

Датчик, генерирующий напряжение, генерирует собственный сигнал напряжения в зависимости от контролируемого им механического состояния. Этот сигнал, в свою очередь, передает в компьютер данные о состоянии системы, которую он контролирует. Резистивные датчики реагируют на изменения механических условий изменением своего сопротивления.Компьютер подает регулируемое напряжение или опорное напряжение к датчику и измеряет падение напряжения на датчик для определения данных.

Датчики переключателя переключают переключатель с высокого или низкого уровня на компьютер или подают сигнал включения или выключения на компьютер. Этот тип датчика может быть таким же простым, как переключатель на педали тормоза, или сложным, как датчик скорости на фототранзисторе.

Компьютер использует данные датчиков для управления различными системами на транспортном средстве с помощью исполнительных механизмов.Привод — это электромеханическое устройство, такое как реле, соленоид или двигатель. Приводы могут регулировать обороты холостого хода двигателя, изменять высоту подвески или регулировать дозировку топлива в двигатель.

В наших автомобилях используются различные датчики: потенциометры, термисторы и комбинации фототранзисторов / светодиодов. Здесь также объясняется, как исполнительные механизмы завершают процесс управления, выполняя компьютерные инструкции.

Датчик и исполнительные механизмы делятся на следующие области.

Датчики резистивные — Потенциометры, термисторы, пьезорезисторы

Датчики генерирования напряжения — Пьезоэлектрические, диоксид циркония, магнитная индуктивность

Датчики переключения — Фототранзисторы и светодиоды, Датчики скорости, Датчики G (датчики удара подушек безопасности)

Приводы — крутые двигатели, соленоиды

РЕЗИСТИВНЫЕ ДАТЧИКИ — ПОТЕНЦИОМЕТРЫ

Потенциометр — это переменный резистор, который обычно используется в качестве датчика.Потенциометр имеет три контакта: один для входа питания, один для заземления и один для обеспечения переменного выходного напряжения. Потенциометр — это механическое устройство, сопротивление которого можно изменять положением подвижного контакта на фиксированном резисторе. Подвижный контакт скользит по резистору для изменения сопротивления и, как следствие, изменяет выходное напряжение потенциометра. Выходной сигнал становится выше или ниже в зависимости от того, находится ли подвижный контакт рядом с концом питания резисторов или концом заземления.

ДЛИННЫЙ РАСХОДОМЕР ВОЗДУХА (С ПОТЕНЦИОМЕТРОМ)

Пластинчатый расходомер воздуха на автомобиле с электронным впрыском топлива — это обычное место на автомобилях Toyota для датчика, в котором используется потенциометр. Этот датчик преобразует угол открытия лопатки расходомера в напряжение и отправляет его в электронный блок управления. Этот сигнал позволяет ЭБУ определять объем воздуха, поступающего в двигатель.

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ

В некоторых моделях также используется потенциометр в качестве датчика положения дроссельной заслонки.Потенциометр в этом случае крепится к дроссельному валу корпуса дроссельной заслонки. Когда вал вращается, выходное напряжение потенциометра изменяется. Выходное напряжение потенциометра передает данные в ЭБУ об угле открытия дроссельной заслонки.

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИГАТЕЛЯ

Большинство температурных измерений в автомобиле основаны на температурной чувствительности материалов электрического сопротивления с отрицательным коэффициентом (NTC). Сильная нелинейность позволяет охватить большой диапазон температур.

Для применений с очень высокими температурами выхлопных газов используются платиновые датчики до 1000 ° C. Изменение сопротивления преобразуется в аналоговое напряжение схемой градуировки напряжения с дополнительным параллельным сопротивлением линеаризации. Датчики используются для следующих температур.

Впуск и наддув / воздух от -40 ° C до + 170 ° C

Охлаждающая жидкость -40c до + 130c

Моторное масло -40c до + 170c

Топливо от -42c до 120c

Выхлоп от 100c до 1000c

ДАТЧИКИ УРОВНЯ ТОПЛИВА

Датчик уровня топлива используется для контроля уровня масла в двигателях внутреннего сгорания или трансмиссиях.Сегодня используются датчики постоянного уровня топлива и датчики уровня топлива.

Датчики уровня топлива вместе с соответствующим электронным блоком оценки выдают непрерывный сигнал, пропорциональный уровню топлива. Часто используется термоэлектрическая система. Тепловое состояние нагреваемого элемента зависит от высоты заполнения. Уровень заполнения рассчитывается от подаваемой электроэнергии.

Реле уровня заполнения позволяет измерять предел уровня заполнения.Используемый функциональный принцип — поплавок с магнитом, который приводит в действие герконовый контактор Холла.

Уровень заполнения обычно обрабатывается и отображается в комбинированном приборе. В некоторых случаях информация об уровне масла также требуется контроллеру мотора.

Термистры

Термистры — это переменные резисторы, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры. Термисторы могут иметь либо отрицательный температурный коэффициент (NTC), либо положительный температурный коэффициент (PTC).

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом будет уменьшать сопротивление при повышении температуры. С другой стороны, термистор с положительным температурным коэффициентом будет увеличивать сопротивление при повышении температуры. Термистор имеет два вывода: один для питания и один для заземления. Опорное напряжение подается на один терминал через неподвижный последовательный резистор, расположенный внутри компьютера. Другой вывод термистора подключается к земле, как правило, через компьютер.Компьютер контролирует напряжение после внутреннего фиксированного резистора и сравнивает это напряжение с опорным напряжением, чтобы определить температуру термистора. Соотношение двух напряжений меняется при изменении температуры термистора.

Температура охлаждающей жидкости и датчик температуры воздуха в расходомере воздуха являются термисторами NTC. Термисторы также используются в качестве передающих устройств для датчиков температуры, таких как датчик температуры охлаждения. ЭБУ TCCS использует данные от датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика температуры воздуха для определения необходимого количества топлива и того, как долго открывать топливные форсунки.ЭБУ также использует эти данные для определения того, на сколько следует увеличить время зажигания, а также для правильной настройки ISC для поддержания правильной скорости холостого хода. Когда температура воздуха или охлаждающей жидкости низкая, сопротивление соответствующего термистора увеличивается, и компьютер получает высокое напряжение на соответствующем проводе датчика. И наоборот, высокая температура на любом датчике приводит к сигналу низкого напряжения из-за более низкого сопротивления термистора.

и принцип их работы

Однако следующий вопрос поставит в тупик больше всего.

Что такое абсолютное давление?
При абсолютном измерении нулевая точка (где измерительный прибор обозначает ноль) — это абсолютное нулевое давление. Это означает отсутствие давления или Другими словами, 100% вакуум.

Манометры, которые у меня есть, показывают ноль при отсутствии давления. измеряется.Разве это не абсолютный ноль?
Нет. Большинство манометров или вакуумметров показывают нулевое давление, когда подключен, или когда не измеряется давление или вакуум. Однако на самом деле давление есть — атмосферное давление, которое окружает землю.

Вы имеете в виду атмосферное давление?
Да, даже если ваш манометр или вакуумметр могут показывать ноль, всегда присутствует атмосферное или барометрическое давление.Обычный манометры всегда измеряют избыточное давление.

Что такое манометрическое давление?
Нулевая точка избыточного давления соответствует текущему барометрическому давлению. (рис.17). Все сверху атмосферное давление называется давлением и все ниже барометрическое давление называется вакуумом.

A — Здесь указано нулевое значение манометрического давления
B — Здесь указано нулевое абсолютное давление
C — Текущее барометрическое давление
D — Атмосферное давление
E — Вакуум
F — Идеальный вакуум G — Рабочий диапазон стандартного манометра
H — Рабочий диапазон стандартного вакуумметра

Обычные манометры или вакуумметры предназначены для измерения манометра давление, чтобы сохранить доступную стоимость.

Манометр абсолютного давления громоздкий и дорогой. Лабораторного класса устройства, измеряющие абсолютное давление, стоят более 1000 долларов.

Расскажите об атмосферном, или барометрическое давление.
Эти два термина взаимозаменяемы. Атмосферное давление на уровне моря на стандартный день составляет примерно 14,7 фунтов на квадратный дюйм (psi), или 29,9 дюйма ртутного столба (HG), или 101 килопаскаль (кПа), или 1 бар.

Эти различные стандарты различаются только единицами измерения, используемыми для выразить их.

Всегда ли атмосферное давление остается неизменным?
Нет. Два фактора могут повлиять на атмосферное давление. Во-первых, на на высоте над уровнем моря атмосферное давление падает, потому что плотность воздуха снижается.

Во-вторых, погода или климат могут изменить атмосферное давление — высокое дни давления или низкого давления.Вот почему стандартный уровень моря атмосферное давление указано как стандартное.

Как работают мои обычные манометры или вакуумметры при различных высоты?
На большой высоте они реагируют так же, как и на уровне моря, а это точно точка, к которой мы приближаемся.

Обычные манометры не могут компенсировать различные высота над уровнем моря или изменения погоды.Они будут показывать ноль либо в море уровень или на вершине горы. Однако атмосферное давление конечно разные в этих двух крайностях.

Почему так важно измерение атмосферного давления?
Воздух в атмосфере содержит кислород. Двигатель горит смесью кислород и топливо. Чтобы двигатель работал эффективно, он должен иметь правильная смесь топлива и кислорода.

Для определения правильной топливно-воздушной смеси и правильного зажигания время, PCM должен знать атмосферное давление (BARO). Если PCM чтобы компенсировать изменения высоты или погоды, он должен иметь вход сигнал, отражающий эти изменения атмосферного давления.

Датчик абсолютного давления в коллекторе Является ли это?
Да. А на двигателях без датчика массового расхода воздуха (MAF) датчик Сигнал датчика MAP также используется PCM для расчета нагрузки двигателя — насколько сильно работает двигатель.Это называется методом скорости-плотности. расчета нагрузки двигателя для двигателей без датчиков массового расхода воздуха. это из-за этого расчета нагрузки двигателя для двигателей с плотностью вращения, которые точность сигнала датчика MAP очень важна.

В двигателях OBD-II сигнал датчика MAP также используется для диагностики EGR.
Каковы нормальные диапазоны выходного напряжения датчика?

Самый распространенный датчик MAP генерирует выходное напряжение от 0 до 5 вольт, в зависимости от измеряемого давления.Он должен уметь измерять атмосферное давление на самых низких высотах, что в некоторых районы немного ниже уровня моря. Стандартное атмосферное давление при уровень моря составляет около 101 кПа. В Долине Смерти, штат Юта, что ниже на уровне моря атмосферное давление может быть выше 101 кПа. На вершина горы Пайкс-Пик в Колорадо, что составляет более 14000 (4267 м) футов над уровнем моря, барометрическое давление менее 65 кПа.Так что Датчик MAP должен иметь диапазон измерения от 105 кПа до примерно 15 кПа.

Как датчик MAP измеряет давление UP от абсолютного нуля?
Представьте себе две стеклянные банки, склеенные открытыми концами гибким мембрана герметизирована между ними. Просверлите отверстие в дне каждой банки, и в каждое отверстие вклеиваем трубочку. Теперь подключите мощный вакуумный насос к одна из трубок.

Когда вакуумный насос снимает ВСЕ атмосферное давление из емкости, закройте трубку, удерживая вакуум в банке.Гибкая мембрана будет проталкиваться к сосуду вакуумной камеры атмосферным давление в открытой банке.

В вакуумном сосуде нет абсолютно никакого давления, поэтому он становится абсолютный ноль контрольной точки.

Любое давление со стороны атмосферы толкает гибкую мембрану внутрь, но более высокое давление будет толкать его дальше.

Помните, что высокое давление в данном случае равно атмосферному давлению, примерно 101 кПа на уровне моря.

Теперь прикрепите шланг от впускного коллектора вашего двигателя к открытому банка. Разработайте электрическую схему, чтобы измерить расстояние до мембраны изгибается, и вы имеете общее представление о том, как работает датчик MAP (рис.18).

A — Фитинг шланга к коллектору
B — Тонкая силиконовая диафрагма
C — Камера эталонного давления (абсолютный вакуум, ноль давление)
D — Стекло Pyrex
E — Чувствительные резисторы на силиконовой диафрагме

Когда я смогу измерить значение всего 15 кПа?
Датчик называется коллектор абсолютный датчик давления, потому что его чувствительный элемент подключен к впуску коллектор, либо через шланг, либо через прямой монтаж.Когда двигатель не работает, давление во впускном коллекторе равно атмосферное давление, и PCM будет использовать этот MAP «двигатель не работает» сигнал как чтение BARO.

Работающий двигатель действует как большой вакуумный насос. Когда дроссель почти закрыто, давление во впускном коллекторе очень низкое — очень низкое как 15 кПа при быстром торможении с закрытым дросселем. Как дроссель открывается, давление во впускном коллекторе увеличивается, потому что атмосферное давление за пределами впускного коллектора врывается, ограничено только по открытию дроссельной заслонки двигателя.

В прилагаемой таблице показано, что низкое давление в коллекторе (двигатель на холостом ходу) равняется низкому выходному напряжению MAP и высокому давлению (двигатель на WOT или нет работает вообще) равно высокому выходному напряжению MAP.

Какова функция трех провода к датчику MAP?
Один из проводов обеспечивает точный источник питания 5 вольт от PCM. Другой провод обеспечивает цепь заземления, заземленную только через PCM.Третий — сигнальный провод, по которому проходит напряжение сигнала, генерируемое датчик MAP к PCM.

Аэрокосмические акселерометры для контроля вибрации двигателя

• ЭНЕРГИЯ

АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГЕТИКА

• Английский
• Африкаанс
• Албанский
• Арабский
• Азербайджанский
• Баскский
• Белорусский
• Бенгальский
• Болгарский
• Каталонский
• Китайский (упрощенный)
• Китайский (традиционный)
• Хорватский
• Чешский
• датский
• Эсперанто
• Эстонский
• финский
• Французский
• Галицкий
• немецкий
• Греческий
• Хинди
• Ирландский
• Венгерский
• индонезийский
• Исландский
• Итальянский
• Японский
• Грузинский
• Корейский
• Литовский
• латышский
• Македонский
• Малайский
• Мальтийский
• Голландский
• Норвежский
• Персидский
• Польский
• Португальский
• Румынский
• Русский
• Испанский
• Словацкий
• словенский
• сербский
• шведский
• Суахили
• Тамил
• Тегулу
• Тайский
• Турецкий
• Украинский
• Урду
• Вьетнамский