Μαθήματα:
- Αισθητήρας MAP
- Χαρακτηριστικά του MPX4250AP
- Τάση σήματος ατμοσφαιρικού κινητήρα
- Αισθητήρας πίεσης φόρτισης
- Συνδυασμός με αισθητήρα θερμοκρασίας
- Διαγνώστε τον αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης
Αισθητήρας MAP:
Η πολλαπλή εισαγωγής ενός κινητήρα μπορεί να είναι εξοπλισμένη με έναν «Αισθητήρας πίεσης αέρα πολλαπλής», που συντομογραφείται ως αισθητήρας MAP. Αυτός ο αισθητήρας πίεσης μετρά την απόλυτη πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής. Ο αισθητήρας μπορεί να τοποθετηθεί στην πολλαπλή εισαγωγής ή να συνδεθεί εξωτερικά μέσω ενός εύκαμπτου σωλήνα. Η κάτω ή η υπερπίεση μετατρέπεται από τον αισθητήρα σε τάση σήματος που δημιουργείται από την τάση τροφοδοσίας. Αυτό κάνει τον αισθητήρα MAP ενεργό αισθητήρα. Το εύρος μέτρησης κυμαίνεται συχνά από 20 – 300 kPa (0,5 έως 3 bar). Διακρίνουμε μεταξύ του αισθητήρα MAP για έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα και του αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης για έναν κινητήρα με έλεγχο πίεσης υπερπλήρωσης.
Οι αισθητήρες MAP χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του φορτίου του κινητήρα. Η πίεση της πολλαπλής (υπό) είναι ένα μέτρο του επιπέδου πλήρωσης. Ο ψεκασμός καυσίμου προσδιορίζεται, μεταξύ άλλων, από την τιμή που καταγράφει ο αισθητήρας MAP.
Στον αισθητήρα MAP, δύο θάλαμοι αέρα χωρίζονται μεταξύ τους με μια μεμβράνη. Η πίεση στον αισθητήρα MAP προκαλεί κάμψη της μεμβράνης στον αισθητήρα. Στο σχήμα, η πίεση του εξωτερικού αέρα επικρατεί στο πάνω μέρος και η αρνητική πίεση στο κάτω μέρος. Αρκετοί μετρητές καταπόνησης είναι τοποθετημένοι σε αυτή τη μεμβράνη που καταγράφουν την εκτροπή της μεμβράνης. Μια μεγαλύτερη διαφορά πίεσης προκαλεί περαιτέρω κάμψη της μεμβράνης.
Ο αισθητήρας MAP αποτελείται – συνήθως – από τέσσερις πιεζο-αντιστικούς μετρητές καταπόνησης που είναι τοποθετημένοι σε ένα διάφραγμα σε διάταξη Wheatstone. Όταν το υλικό συμπιέζεται ή τεντώνεται, η τιμή αντίστασης των μετρητών καταπόνησης αλλάζει. Στο Γέφυρα Wheatstone η αλλαγή αντίστασης μετατρέπεται σε αλλαγή τάσης. Αυτό σχηματίζει την τάση σήματος, η οποία αποστέλλεται στην ECU. Μέσα στην ECU υπάρχει ένα Μετατροπέας A/D που ψηφιοποιεί το σήμα τάσης πριν καταλήξει στον μικροεπεξεργαστή.
Χαρακτηριστικά του MPX4250AP:
Επομένως, το επίπεδο της τάσης εξόδου εξαρτάται από την πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής και είναι μεταξύ 0,1 και 4,9 βολτ. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα χαρακτηριστικά ενός ευρέως χρησιμοποιούμενου αισθητήρα MAP του τύπου: MPX4250AP. Η γραμμή είναι γραμμική. Σε εξωτερική πίεση αέρα 100 KPa (που ισούται με 1 Bar), ο αισθητήρας εκπέμπει τάση περίπου 1,8 βολτ σε μέση θερμοκρασία λειτουργίας (TYP).
Το χαρακτηριστικό δείχνει ότι ο αισθητήρας δεν καταγράφει τίποτα στο p ≥0, ≤20. Αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας δεν χρησιμοποιεί πλέον την τιμή του αισθητήρα MAP όταν η βαλβίδα γκαζιού είναι πλήρως ανοιχτή και με υψηλό φορτίο, αλλά μεταβαίνει σε τιμή αντικατάστασης μέσω του λογισμικού. Η καταγεγραμμένη γωνία ανοίγματος της βαλβίδας γκαζιού προσφέρει μια λύση εδώ.
Οι ιδιότητες εξαρτημάτων του MPX4250AP φαίνονται στον πίνακα.
Τάση σήματος ατμοσφαιρικού κινητήρα:
Η τάση σήματος του αισθητήρα MPX4250AP μπορεί να μοιάζει με αυτήν για έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα. Σε αυτό το γράφημα, το γκάζι επιταχύνεται, απελευθερώνεται, επιταχύνεται και επιβραδύνεται εναλλάξ.
Αισθητήρας πίεσης φόρτισης:
Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης με υπερσυμπίεση είναι εξοπλισμένοι με αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης για τη μέτρηση της πίεσης στο σωλήνα εισαγωγής. Αυτός ο αισθητήρας βρίσκεται στον εύκαμπτο σωλήνα αέρα (ή στον σωλήνα) μεταξύ του ενδιάμεσου ψύκτη και της βαλβίδας γκαζιού του κινητήρα. Η πλήρωση υπό πίεση μπορεί να επιτευχθεί με τον ακόλουθο τρόπο:
- κινητήρες ντίζελ: turbo καυσαερίων.
- βενζινοκινητήρες: turbo καυσαερίων ή μηχανικός συμπιεστής ή συνδυασμός αυτών.
Ο αισθητήρας πίεσης φόρτισης (ονομάζεται επίσης αισθητήρας πίεσης turbo ή αισθητήρας ώθησης) είναι στην πραγματικότητα ένας αισθητήρας MAP με μεγαλύτερο εύρος μέτρησης από αυτό ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα:
- ατμοσφαιρικός κινητήρας: έως 1,5 bar.
- υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας: έως 2,5 bar.
- υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας: έως 3,5 bar.
Το σύστημα διαχείρισης κινητήρα μετατρέπει το σήμα τάσης από τον αισθητήρα πίεσης σε πίεση και έτσι ελέγχει την απορρόφηση του turbo. Όταν ένα turbo είναι εξοπλισμένο με VGT, η θέση των λεπίδων ρυθμίζεται.
- Κατά την επιτάχυνση, το turbo πρέπει να παρέχει περισσότερη πίεση. Η πύλη απορριμμάτων παραμένει κλειστή μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή πίεση αέρα εισόδου. επιτυγχάνεται η πίεση φόρτισης.
- Όταν επιτευχθεί η επιθυμητή πίεση φόρτισης, η ECU ελέγχει την πύλη απορριμμάτων, η οποία θα ανοίξει εν μέρει. Η πίεση διατηρείται σταθερή ή μειώνεται ανοίγοντας περισσότερο την πύλη απορριμμάτων.
Συνδυασμός με αισθητήρα θερμοκρασίας:
Οι αισθητήρες MAP μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα περίβλημα μαζί με τον αισθητήρα θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής. Αυτό μπορεί να αναγνωριστεί από τέσσερις συνδέσεις. Η θερμοκρασία είναι επίσης σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της ποσότητας έγχυσης.
Μπορούμε να αναγνωρίσουμε τα ακόλουθα από τη θερμοκρασία του αέρα:
- Η θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής δεν πρέπει να διαφέρει περισσότερο από 5 βαθμούς από τη θερμοκρασία του ψυκτικού όταν ο κινητήρας είναι κρύος.
- Θερμοκρασία αέρα εισαγωγής υψηλότερη από τη θερμοκρασία ψυκτικού: Η βαλβίδα EGR παραμένει ανοιχτή.
Εάν υπάρχουν αποκλίσεις από τα δύο παραπάνω σημεία, η ECU μπορεί να δημιουργήσει έναν κωδικό σφάλματος.
Διάγνωση του αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης:
Μπορούμε να αναγνωρίσουμε σφάλματα στον αισθητήρα πίεσης φόρτισης από τα ακόλουθα συμπτώματα:
- Μειωμένη ισχύς κινητήρα.
- Όχι σταθερή δύναμη έλξης κατά την επιτάχυνση.
- Υπερβολική κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές ρύπων.
- Ενδεικτική λυχνία δυσλειτουργίας (MIL) με σχετικούς κωδικούς βλάβης (DTC).
Φυσικά, στην περίπτωση των παραπάνω καταγγελιών, είναι αυτονόητο η ανάγνωση της μνήμης σφαλμάτων των ηλεκτρονικών του κινητήρα. Σε περίπτωση που το σύστημα διαχείρισης κινητήρα αποθηκεύσει έναν κωδικό σφάλματος που σχετίζεται με ένα εσφαλμένο σήμα από τον αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης, μπορούμε να αναμένουμε τους ακόλουθους κωδικούς: P0105, P0106, P0107, P0235, P0236, P0238.
Οι αιτίες ενός λανθασμένου σήματος μπορεί να είναι:
- Εσωτερική φθορά, μόλυνση ή ακόμα και απόφραξη του στοιχείου του αισθητήρα.
- Υπερβολική μόλυνση στην οδό εισαγωγής, π.χ. λόγω εναποθέσεων άνθρακα στην πολλαπλή εισαγωγής ή στις οδούς εισαγωγής της κυλινδροκεφαλής.
- Αποφράξεις καυσαερίων;
- Διαρροή στους σωλήνες αέρα.
- Πρόβλημα καλωδίωσης μεταξύ αισθητήρα και ECU.
Η μόλυνση στο σωλήνα εισαγωγής μπορεί να προσδιοριστεί με αποσυναρμολόγηση εξαρτημάτων όπως η βαλβίδα γκαζιού/αερίου και η πολλαπλή εισαγωγής ή ελέγχοντας το εσωτερικό της πολλαπλής με ένα ενδοσκόπιο. Τα μπλοκαρίσματα των καυσαερίων μπορεί να προκληθούν από ελαττωματικό εσωτερικό του καταλυτικού μετατροπέα ή από φραγμένο φίλτρο σωματιδίων.
Μπορούμε να διερευνήσουμε προβλήματα με τα ηλεκτρονικά του αισθητήρα ή την καλωδίωση μεταξύ της ECU και του αισθητήρα μελετώντας και μετρώντας το διάγραμμα κυκλώματος.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη σχηματική εικόνα ενός αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης. Κάντε κλικ εδώ για μια επεξήγηση της ανάγνωσης σχήματος.
Ο αισθητήρας πίεσης υπερπλήρωσης και ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα είναι ενσωματωμένοι σε ένα περίβλημα. Οι αισθητήρες έχουν ένα κοινό συν (ακίδα 3) και γείωση (ακίδα 1). Μπορούμε να δούμε από αυτό ότι είναι ένας ενεργός αισθητήρας. Το καλώδιο σήματος του αισθητήρα πίεσης υπερπλήρωσης (ακίδα 4 στον αισθητήρα) έχει γκρι/μαύρο χρώμα και συνδέεται με τον πείρο 56 της μονάδας ελέγχου κινητήρα. Σε αυτό το διάγραμμα δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε εάν το σήμα είναι αναλογική τάση (AM) ή ψηφιακό (PWM). Θα το μάθουμε μετρώντας.
Ο εικονιζόμενος αισθητήρας πίεσης φόρτισης στέλνει ένα σήμα AM (Amplitude Modulation), το οποίο φαίνεται στην εικόνα του εμβέλειας. Το επίπεδο της τάσης μεταφράζει τη διακύμανση της πίεσης σε σχέση με το χρόνο. Το παρακάτω στιγμιότυπο οθόνης δείχνει την καμπύλη τάσης ενός αισθητήρα πίεσης φόρτισης. Οι ρυθμίσεις εμβέλειας είναι: 1 volt ανά διαίρεση και 200 ms ανά διαίρεση.
Όταν ο κινητήρας λειτουργεί στο ρελαντί, το turbo δεν παρέχει ακόμη καμία πίεση ώθησης. Η απόλυτη πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής είναι περίπου 100 kPa. Ο αισθητήρας μετατρέπει αυτήν την πίεση σε τάση περίπου 1,6 βολτ.
Όταν επιταχύνετε, οι στροφές του κινητήρα και επομένως η πίεση του στροβιλοκινητήρα αυξάνονται. Η πίεση αυξάνεται σταδιακά στα 1,4 bar. Η τάση στην εικόνα εμβέλειας φτάνει σχεδόν τα 3 βολτ σε αυτή την πίεση. Μετά από αυτό το σημείο, το πεντάλ του γκαζιού απελευθερώνεται και η πίεση υπερπλήρωσης πέφτει.
Σε περίπτωση ελαττώματος στον αισθητήρα πίεσης φόρτισης ή στην καλωδίωση, οι ανωμαλίες θα είναι ορατές στο σήμα. Το σήμα τάσης πρέπει να είναι μεταξύ 0,5 και 4,5 βολτ σε τάση τροφοδοσίας 5 βολτ. Οι δύο παρακάτω εικόνες δείχνουν ένα σήμα με παρεμβολές (αριστερά) και χωρίς παρεμβολές (δεξιά).
Στη σελίδα αντιμετώπιση προβλημάτων της καλωδίωσης του αισθητήρα Περιγράφονται τεχνικές μέτρησης για διάφορους τύπους αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένου αυτού του ενεργού αισθητήρα, με πιθανές δυσλειτουργίες και αιτίες.
