Современный автомобильный двигатель невозможно представить без датчиков и их влияния на работу силового агрегата. Но, какие датчики влияют на запуск двигателя? — Ответ очевиден: почти все. Но, все-же, какие датчики расположены в сердце автомобиля.
Какие датчики могут располагаться в двигателе
Разные моторы могут иметь различное количество датчиков, исправность которых может по-разному влиять на запуск и работу силового агрегата. Если смотреть обобщенно, то любой индикатор, может повлиять на хороший пуск движка. Но, если разбирать по частям, то каждый датчик имеет свое предназначение, а поэтому не все могут повлиять на запуск сердца автомобиля. Рассмотрим, каждый датчик по отдельности и его предназначение в работе автомобиля.
Итак, начнем с самого начала. Автолюбитель залил горючее в автомобиль. На многих современных автомобилях устанавливают датчик качества топлива. Особенно такие датчики можно встретить на немецких и американских автомобилях, которые не адаптированные для нашего региона.
При поступлении плохого горючего в топливную систему, анализатор определяет, насколько качественное топливо попало в машину. Если была залита «бодяга», то мотор может начать заводится с трудом или вовсе не заведется. Располагается такое анализатор может перед или после топливного фильтра.
Второй индикатор по значению, который может повлиять на запуск мотора — датчик температуры охлаждающей жидкости. Именно неисправность этого индикатора может привести к тому, что силовой агрегат будет долго заводиться. Это связано с тем, что электронный блок управления думает, что мотор нагретый, и впрыскивает недостаточное количество топлива. Обычно, этот датчик больше всех подвержен поломкам.
Следующий индикатор, который непосредственно влияет на нормальный запуск движка — датчик регулятора холостого хода. Он определяет, какое количество топливно-воздушной смеси необходимо для нормальной работы мотора на холостом ходу и во время пуска мотора.
Датчик детонации также влияет на пуск агрегата. Обычно, он установлен в верхней части двигателя и улавливает вибрации издаваемые двигателем. В случае, если датчик подает в ЭБУ сигнал о том, что детонационные действия могут навредить мотору, блок управления блокирует подачу воздушно-топливной смеси и искру. При этом мотор может первый раз провернуть несколько раз коленчатый, а потом заглохнуть и вовсе больше не завестись.
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). Этот индикатор контролирует положение дросселя, а также процесс регулировки его для нагнетания воздуха в камеры сгорания. ДПДЗ неразрывно связан с датчиком массового расхода воздуха.
Датчик положения коленчатого вала. Он вычисляет положение коленвала относительно положения цилиндров. При выходе со строя, блок управления получает стабильные данные и останавливает работу мотора принудительно.
Датчик кислорода влияет непосредственно на образование воздушно-топливной смеси, а также на расход горючего. Он измеряет концентрацию кислорода в выпускных газах, чем контролирует непосредственно подачу топлива в камеры сгорания. Разность показаний индикатора изменяется приблизительно от 0,1 В (высокое содержание кислорода — бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода — богатая смесь).
А задней части головки блока цилиндров расположен датчик фаз. Он определяет положение 1-го поршня в верхней мертвой точке. Разработан и основан на действие датчика Холла. Этот датчик регулирует фазы газораспределения, а именно открывание и закрывание выпускных клапанов.
Еще одним представителем воздушных индикаторов является датчик массового расхода воздуха (ДМВР). Расположен он перед дроссельной заслонкой и при помощи него контролируется количество воздуха, который поступает в камеру сгорания.
Этот индикатор анализирует положение дроссельной заслонки для подачи и регулировки количества воздуха подаваемого в цилиндры. Обычно, при выходе датчика со строя, количество нагнетаемого воздуха для разных режимов работы двигателя не меняется, и силовой агрегат попросту задыхается при добавлении количества топлива и оборотов.
В данном случае, мотор при наборе оборотов начинает глохнуть, а бензин не прогорает в нужном количестве, чем оставляет остатки на стенках цилиндров или заливает свечи зажигания.
Дополнительными датчиками могут считаться — датчик температуры охлаждающей жидкости расположенный на радиаторе и датчик диагностики электроники. Эти индикаторы устанавливаются на автомобилях с так называемой «тяжелой электроникой», где все процессы управления мотором проводятся бортовым компьютером.
Неотъемлемой частью датчик управления запуском двигателя является блок управления силовым агрегатом. Именно он контролирует все процессы, происходящие в движке, а также регулирует настройки для оптимального пуска. Выход со строя этого элемента повлечет за собой то, что мотор попросту не заведется.
Запуск мотора и неисправность датчиков
Существует несколько вариантов запуска силового агрегата и влияния датчиков на работоспособность сердца машины. Рассмотрим, варианты неправильного запуска силового агрегата, влияние датчиков и методы устранения:
- Двигатель заводится, но возникает эффект троения. В этом случае, со строя могли выйти датчики: положения дроссельной заслонки, РХХ, ДМВР, фаз и, конечно же, ЭБУ.
- Двигатель не запускается. Это может быть связано с выходом любого датчика со строя. Так, для устранения неисправности необходимо поэтапно прозвонить все индикаторы при помощи мультиметра, или подключиться к блоку управления, который укажет код ошибки и связанный с ним датчик.
- Блокировка запуска двигателя электронным блоком управления, в связи с выходом со строя нескольких датчиков или накоплением ошибок. Для устранения неисправности нужно подключиться к мозгам автомобиля при помощи OBD-кабеля, и специальным оборудованием провести диагностику, которая покажет ошибки. Расшифровав коды можно определить, какие индикаторы необходимо прозвонить, чтобы устранить проблему.
- Двигатель запускается, но работает с перебоями, периодически глохнет. В этом случае, проблема может скрываться в датчиках положения дроссельной заслонки, массового расхода воздуха, датчике кислорода, положения коленчатого вала и регулятора холостого хода. Для быстрой и эффективной диагностики рекомендуется подключиться к блоку управления мотором и определить, какой именно индикатор вышел со строя.
В случае появления неисправностей двигатель дело может и даже не в датчиках, но зачастую именно они становятся причиной бед. Поэтому, прежде чем лезть в механическую часть мотора, необходимо определить, а не кроется проблема ли в индикаторах.
Инновации в управлении мотором и новые датчики
Автомобилестроение не стоит на месте, а люди все больше требуют комфорта в автомобилях. Таким образом, автопроизводители добавляют все новые усовершенствования в конструкции двигателя и смежных систем. Так, немецкие специалисты начали устанавливать дополнительные датчики на систему охлаждения и в салон.
Водитель выставляет температуру салона машины на специальной консоли, а электронный блок управления при помощи дополнительного датчика охлаждения и индикатора кондиционера регулирует данную величину. Но, недостатком данных датчиков является то, что они непосредственно влияют на запуск мотора, и в случае поломки будут проблемы с пуском силового агрегата.
Еще один инновационный индикатор — это датчик работы электронного блока управления двигателем. Этот датчик следит за работоспособностью ЭБУ и проводки связанной с ним. Так, выход со строя датчика будет сигнализировать на приборной панели автомобиля отдельным индикатором.
При этом двигатель запустить будет невозможно, поскольку индикатор расположен непосредственно в блоке управления, и без него ни одна система мотора работать не будет.
Вывод
Согласно конструктивных особенностей двигателя, силовые агрегаты оснащаются большим количеством датчиков, которые влияют на запуск двигателя. В число индикаторов влияющих на пуск силового агрегата можно отнести: качества топлива, детонации, коленчатого вала, фаз, положения дроссельной заслонки регулятора холостого хода, массового расхода воздуха, кислорода и температуры охлаждающей жидкости.
Так, выход одного или нескольких индикаторов может радикально повлиять на пуск и работу двигателя.
Приобретя новую машину и испробовав новые впечатления, владелец рано или поздно начинает обращать внимание на расход горючего, сопоставляя паспортные данные с реальным положением дел. О влиянии на эти цифры давления в шинах или состояния свечей зажигания известно даже начинающему автолюбителю. Однако не всегда причина перерасхода кроется в данных причинах, иногда приходится «копать» глубже.
Значение ЭСУ: какие датчики влияют на повышенный расход топлива в автомобиле?
Функционирование всех механизмов и систем современного автомобиля основано на непрерывной обработке ЭБУ (электронным блоком управления) информации, поступающей от контроллеров. В первую очередь это касается работы двигателя, поэтому все, кто решил стать на путь экономии, должны иметь понятие об этих устройствах и принципе их работы, чтобы не допустить перерасхода драгоценного горючего.
Вот список контроллеров, которые осуществляют мониторинг следующих параметров:
- температуру охлаждающей жидкости (Coolant Sensors);
- положение дроссельной заслонки (Throttle Posicion Sensor);
- степень разреженности воздуха во впускном коллекторе (Manifold Air Pressure Sensor);
- количество воздуха, поступающего в цилиндры (Mass Air Flow Sensor);
- уровень количества кислорода в выхлопной системе (O2 Sensor).
Некорректная работа перечисленных контроллеров, передающих определенные данные на ЭБУ силовой установкой, приводит к нарушению смесеобразования и, как следствие, изменению мощностных характеристик двигателя. Точно зная, какие датчики влияют на расход топлива, а также их функции, можно без проблем определить причину неисправность каждого из них.
Контроллер температуры охлаждающей жидкости
Некоторые автомобилисты могут удивиться после сообщения о том, что этот прибор отвечает не только за контроль состояния охлаждающей жидкости, но и за экономичность работы мотора. Принцип его работы прост – меняющееся в зависимости от температуры сопротивление, служит поводом для ЭБУ об увеличении или же уменьшении подачи горючей смеси.
Например, двигатель еще не прогрет и сопротивление, выдаваемое прибором, находится на уровне 500 Ом. Бортовой компьютер соответственно анализирует показание и увеличивает импульсы, идущие на форсунки – горючей смеси в цилиндры поступает больше.
Перед тем, как выяснять, какие еще датчики могут влиять на повышенный расход топлива, стоит проверить сопротивление контроллера охлаждающей жидкости на фиксированных температурах и сравнить показания с табличными. В среднем «холодный» двигатель выдаст 2-6 кОм, в то время как «горячий» – 250-350 Ом.
Контроллер положения дроссельной заслонки
Неполадки, связанные с этим агрегатом, выражены следующими признаками:
- обороты ХХ повышены;
- некорректный угол опережения зажигания;
- нестабильная работа ДВС на холостом ходу;
- несбалансированный состав топливовоздушной смеси;
- рывки при смене передач или затрудненное переключение (на авто с АКПП).
Кроме нарушения режима ХХ неисправность контроллера Throttle Posicion Sensor (TPS) не даст возможности автомобилю эффективно ускориться, электронная система будет неправильно вычислять необходимую нагрузку для мотора.
Даже те, кто знает, какие датчики чаще всего влияют на расход топлива, не всегда в курсе, что на их машине контроллер TPS участвует в работе АКПП. А отсюда можно сделать вывод, что нерациональный выбор передачи приведет к потере мощности и перерасходу горючего.
При малейших подозрениях на неисправность TPS нужно проверить две элементарные вещи:
- осуществляется ли размыкание контактов ХХ (IDL);
- состояние переменного резистора на предмет обрыва.
Проверить работоспособность датчика можно при помощи мультиметра, подключив к контактам IDL и вручную передвигая дроссельную заслонку. Нормально функционирующий TPS сразу же выдаст на шкале прибора напряжение до 12 В.
Контроллеры состояния поступающего воздуха
воздухан Данный фактор контролируют два прибора. MAP sensor обеспечивает измерение объема поступающего воздуха. Принцип его работы прост – чем больше при открытой заслонке поступает воздуха, тем больше подается топлива для создания оптимальной смеси (14,7:1). Формируемый на выходе контроллера сигнал, в зависимости от его конструкции, может быть как аналоговый, так и частотный.
MAF sensor определяет массу воздуха, поступающего в цилиндры. Прибор конструктивно выполнен из терморезистора и платиновой нити, температура которой поддерживается на одном уровне. Поступающий воздух охлаждает нить, что требует изменения величины проходящего через нее тока, чтобы компенсировать перепад температуры. ЭБУ одновременно определяет эту компенсацию и формирует на выходе контроллера сигнал, соответствующий необходимому потоку воздуха.
Определить, какие из этих датчиков влияют на повышенный расход топлива и одновременно их исправность можно при помощи любого автомобильного сканера. Большинство машин имеют функцию самодиагностики, но не стоит думать, что ее возможности безграничны, поэтому мастера советуют пользоваться сканером и тестировать параметры не только контроллеров, но и данных инжекторной системы.
Кислородный контроллер
Имеет довольно широкую гамму названий:
Прибор контролирует количество несгоревшего кислорода в выхлопе. Сигнал, полученный от прибора, обрабатывается ЭБУ и далее подается команда на оптимизацию смеси. Это позволяет избавиться не только от вредных выбросов, но и избежать перерасхода горючего, но только при условии исправной работы датчика.
Судя по отзывам, данный прибор редко выходит из строя. Однако знать, как его проверить не помешает. Для этого понадобится цифровой вольтметр, который подключается к колодке контроллера. Опорное напряжение должно быть на уровне 0.45 В, далее можно моделировать различные ситуации, например, создание искусственного подсоса воздуха при подозрении на «богатую» смесь.
Этот способ доступен для самостоятельной проверки. Ускорить процесс и получить полную информацию о том, какие датчики влияют на повышенный расход топлива и их параметры, безусловно, удобнее с помощью сканера.
Нужно отметить, что нужно абсолютно точно различать сбой в работе ЭБУ от поломки какого-либо из контроллеров. Своевременное обнаружение неисправностей позволит избежать лишних затрат на приобретение горючего, а также получить полное удовлетворение от вождения. Естественно, не стоит забывать и о других причинах перерасхода, например, кондиционер увеличит расход на целых 10%, а каждые лишние 50 кг груза добавят еще 2%.
Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.
Содержание статьи:
- Датчики
- Исполнительные элементы
- Принцип работы
- Карбюратор ил инжектор
Прежде чем начать разговор об этом чуде техники, развеем некоторые мифы. Инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный, за исключением системы зажигания, однако, это не придает ему гораздо большей мощности, чем карбюраторному. Прибавка составит максимум 10%.
Центром всей системы является ЭБУ (электронный блок управления). Он носит много названий, «мозги», «компьютер» и так далее. По сути да, это компьютер, в который заложено огромное количество таблиц по составу смеси, времени впрыска топлива и прочего. Например, если обороты двигателя равны 1500, дроссельная заслонка открыта на 10 градусов, а расход воздуха составляет 23 кг, то в цилиндр будет поступать одно количество топлива. Если же вводные параметры изменяются, то и результат будет другим. Если с блоком управления возникают какие-то проблемы, например, слетает прошивка, то все идет прахом, двигатель либо начинает как попало работать, либо и вовсе перестает.
Датчики инжекторного двигателя
Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)
Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.
Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)
Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.
Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)
Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.
Датчик фаз (ДФ)
Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.
Датчик детонации
Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)
По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)
Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.
Датчик кислорода
Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.
Исполнительные элементы
Исполнительные элементы получили свое название за то, что именно они вносят коррективы в работу двигателя. ТО есть, блок управления получает сигнал от датчика, анализирует его, после чего отправляет сигнал на исполнительный элемент.
Топливный насос
Начнем с системы питания. Он установлен в баке и подает топливо в топливную рампу под давлением 3,2 – 3,5 Мпа. Это позволяет гарантировать качественный распыл топлива в цилиндры. Как только повышаются обороты двигателя, повышается и аппетит, а значит в рампу надо подавать большее количество топлива для сохранения давления. Насос начинает вращаться быстрее по команде блока управления. Большинство современных автомобилей, начиная примерно с 2013 года выпуска, оснащаются топливным модулем, который включает в себя насос и встроенный фильтр. Это существенно сказывается на стоимости замены фильтра, потому что менять надо весь модуль. Некоторые производители в инструкциях пишут, что модуль устанавливается на весь срок службы авто, однако не стоит верить, что какой-то фильтр способен проходить больше 2 сезонов.
Форсунка
После того, как топливо прошло всю цепь провода, оно попадает в форсунку, которая дозирует его подачу в цилиндр. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан очень маленького диаметра, который обеспечивает распыл бензина в камеру сгорания. ЭБУ изменяет количество топлива, которое подается, при помощи временных промежутков, пока открыта форсунка. Как правило, это десятые доли секунды.
Дроссельная заслонка
Все мы когда-то видели карбюратор, заглядывали в него сверху. Так вот в нем имелись заслонки, которые перекрывали воздух. Здесь принцип тот же. Пожалуй, и рассказать больше нечего.
Регулятор холостого хода (РХХ)
Это тоже электромагнитный клапан, шток которого закрывает воздуховод, проходящий в обход дроссельной заслонки. В зависимости от напряжения, которое на него подает блок управления, он открывает этот самый канал.
Модуль зажигания
Принцип работы инжекторного двигателя
Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.
Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания
После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.
Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.
Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя
Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.
Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?
Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.
Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.
