Avto505.ru

Авто 505
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Параметры датчика абсолютного давления

Устройство, принцип действия, диагностика датчика абсолютного давления во впускном коллекторе Manifold Absolute Pressure sensor (MAP-sensor)

Почти все системы управления двигателем, в которых не применяется датчик расхода воздуха, оборудованы датчиком абсолютного давления во впускном коллекторе (датчик разрежения).

В таких системах, на основании данных о давлении и температуре воздуха во впускном коллекторе, блок управления двигателем рассчитывает массу воздуха, содержащуюся в каждом сантиметре кубическом внутреннего объёма впускного коллектора. При каждом такте впуска, цилиндр «всасывает» разрежённый воздух из впускного коллектора, объём которого приблизительно равен внутреннему объёму цилиндра двигателя. Зная внутренний объём цилиндра двигателя (в cm 3 ) и предварительно рассчитав плотность всасываемого цилиндром воздуха (в g/cm 3 ), блок управления двигателем рассчитывает массу воздуха (в граммах), попадающего в цилиндр во время такта впуска. В соответствии с рассчитанной массой потребляемого двигателем воздуха, блок управления двигателем формирует импульсы управления топливными форсунками соответствующей длительности, достигая приготовления топливовоздушной смеси с составом, близким к заданному.

Точность расчёта массы потребляемого двигателем воздуха по его давлению и температуре невысока, так как объём потребляемого воздуха в значительной мере зависит от состояния цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма. Поэтому, в подобных системах управления двигателем для обеспечения приготовления топливовоздушной смеси с точно заданным составом, очень важным фактором является исправность функционирования датчика кислорода.

На многих автомобилях, датчик разрежения крепится к кузову автомобиля в моторном отсеке, а его входной штуцер соединяется с внутренним объёмом впускного коллектора посредством гибкого трубопровода.

Независимо от наличия в системе управления двигателем датчика расхода воздуха, на двигателях оборудованных турбонаддувом и / или компрессором датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (датчик давления / разрежения) применяется всегда. Здесь, кроме прочего, показания датчика используются для измерения и регулирования величины избыточного давления, нагнетаемого турбокомпрессором и / или механическим компрессором. Такой датчик обычно крепится непосредственно к впускному коллектору. В корпус датчика часто бывает встроен датчик температуры воздуха во впускном коллекторе.Датчики давления могут быть штатно установлены на автомобиле для измерения давления в топливном баке, давлений в системе EGR, давления в системе кондиционирования воздуха в салоне, в тормозной системе, в шинах автомобиля.

Коротко о назначении

Напоминаем, что двигатель является самым крупным потребителем воздуха среди автомобильных агрегатов. Для нормального формирования топливно-воздушной смеси ему требуются большие объемы воздуха. При этом чем больше воздуха (до определенной доли), тем качественнее будет смесь – она лучше и быстрее сгорит, после нее останется меньше вторичных продуктов сгорания. Датчик абсолютного давления во многом напоминает расходомер, но у него есть одна очень важная особенность: в качестве исходной точки для определения давления атмосферного воздуха он использует давление вакуума (абсолютное давление).

Датчик абсолютного давления, как уже было выяснено, использует параметр абсолютного давления при расчетах, т.е. разницу между давлением вакууме (условно 0) и текущим давлением во впускном тракте. Как и прочие датчики, он отправляет ЭБУ сигналы, которые блок расшифровывает. Учитывая давление воздуха и его температуру во впускном тракте, ЭБУ сам рассчитает плотность подаваемого к двигателю воздуха и его возможный расход. Исходя из этих расчетов, блок управления начнет регулировать подготовку топливно-воздушной смеси, а также отрегулирует работы форсунок впрыска. Стоит отметить, что ДАД устанавливается с обычным расходомером совместно, хотя попытки отказаться полностью от ДМРВ были. Еще один важный момент: в автомобиле с турбонаддувом такой датчик измеряет величину избыточного давления, которое нагнетается компрессором. И кроме того, этот датчик обычно имеет общий корпус с датчиком температуры воздуха.

Читать еще:  Чем проверить компрессию в цилиндрах двигателя

Конструкция и принцип работы датчиков абсолютного давления воздуха

Датчик абсолютного давления воздуха, как можно понять по названию, измеряет абсолютное давление воздуха во впускном коллекторе относительно вакуума (точнее — некоторого низкого давления, которое можно условно считать вакуумом). Также существуют датчики относительного и дифференциального давлений (измеряют и сравнивают давление воздуха относительно атмосферного), однако они в данной статье не рассматриваются.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили ДАД на основе микромеханических пьезорезистивных чувствительных устройствах (MEMS-сенсорах, от англ. Microelectromechanical systems — микроэлектромеханические системы, МЭМС). В данных датчиках используется чувствительный элемент, в котором сочетается микроэлектронная чувствительная часть, помещенная на подвижную мембрану (она выступает в роли механической части) — за счет их взаимодействия осуществляется измерение давления.

Существует несколько разновидностей микромеханических ДАД, но все они основаны на едином физическом принципе. В датчике присутствует герметичный объем воздуха, в котором поддерживается так называемое опорное давление — низкое давление (раз в 5-10 ниже нормального атмосферного), на основе которого осуществляется отсчет давления воздуха во впускном коллекторе. Данный объем воздуха закрыт диафрагмой (мембраной), на которой тем или иным способом выполнены полупроводниковые пьезорезисторы (тензорезисторы) — элементы, электрическое сопротивление которых зависит от деформации (растягивания или сжатия). Обычно на мембране располагается четыре пьезорезистора, включенных по мостовой схеме.

Работа такого датчика сводится к измерению электрического сопротивления пьезорезисторов при деформации диафрагмы, возникающей вследствие разности давлений между замкнутым объемом с опорным давлением и объемом с измеряемым давлением. Чем значительнее разница давлений, тем сильнее деформируются мембрана и расположенные на ней пьезорезисторы — в результате изменяется протекающий по пьезорезисторам ток, что и измеряется интегрированной в датчик оценочной схемой или электронным блоком. Зависимость тока и давления заранее устанавливается для каждого конкретного устройства, она входит в алгоритмы управления двигателем, записанные в электронном блоке (контроллере).

Конструктивно ДАД на основе MEMS-сенсоров могут отличаться. В частности, чувствительный элемент может выполняться на толстопленочной кремниевой подложке, в которой формируется замкнутый пузырек воздуха и тензорезисторы. Также существуют конструкции с большой по площади мембраной с пьезорезисторами, за которой располагается закрытый объем с опорным давлением.

Независимо от используемого чувствительного элемента, ДАД помещается в пластиковый корпус, с одной стороны которого выполнен патрубок с уплотнительным кольцом для подключения к впускному коллектору (напрямую или через трубопровод небольшой длины), а с другой — электрический разъем для подключения к ЭБУ.

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

В основе работы датчика абсолютного давления 45.3829 лежит тензорезистивный эффект, изменение сопротивления проводника в результате его деформации. Обычно такой датчик изготавливают из кремниевой пластины, часть которой вытравливают до образования тонкой мембраны.

Датчик абсолютного давления 45.3829, устройство, принцип работы и характеристики.

Методом ионной имплантации на мембране датчика выполняют четыре тензорезистора с межэлементными соединениями образующими мостовую схему. При изменении давления мембрана прогибается, и сопротивления тензорезисторов изменяются, причем резисторы соединены так, что при прогибе мембраны сопротивление резисторов R1 и R3 возрастает, а у R2 и R4 — уменьшается. В результате достигается высокая чувствительность измерительного моста.

Принцип действия тензорезистивного датчика абсолютного давления 45.3829.

Величина Uвых не превышает 0,1 Вольт, поэтому в реальных датчиках используют усилительно-преобразовательные схемы, обеспечивающие уровень выходного напряжения датчика в несколько вольт и кроме того, реализующие компенсацию температурной погрешности датчика.

Читать еще:  Схема подключения автомобильной антенны

Датчик абсолютного давления 45.3829 измеряет разность между атмосферным давлением и давлением во впускном трубопроводе. В корпусе датчика размещена мембрана, снабженная напыленными тензорезисторами и нагруженной пружиной в надмембранной полости. Резисторы выполнены по мостовой схеме. Электрическая схема усиления сигнала содержит электрические выводы размещенные в разъеме.

Полость датчика через штуцер подвода разрежения сообщается с впускным трубопроводом. При изменении давления во впускном трубопроводе мембрана механически воздействует на тензорезисторы, баланс тензометрического моста нарушается, чем вызывается изменение напряжения на выходе датчика. Датчик имеет линейную характеристику зависимости выходного напряжения 0,40-4,65 Вольт от измеряемого давления 0,020-0,105 мПа.

Информация об изменении давления во впускном трубопроводе необходима электронному блоку управления для оценки нагрузки на двигатель, по количеству воздуха поступающего в двигатель, и соответствующей корректировки угла опережения зажигания.

Основные характеристики датчика абсолютного давления 45.3829.

— Диапазон измерения, кПа : 20-105
— Номинальное напряжение, В : 5
— Соответствующее выходное напряжение, В : 0,4-4,65
— Ток потребления, мА : 15
— Габаритные размеры, мм : 61 х 73 х 23

Проверка исправности датчика абсолютного давления 45.3829.

Для проверки исправности датчика абсолютного давления 45.3829 на его вход необходимо подать напряжение в 5,1 Вольт.

На выходе датчика должно быть напряжение, равное 4,6-4,8 Вольт. Если искусственно создавать на штуцере датчика разрежение, то напряжение на выходе датчика должно падать.

Признаки неисправности датчика абсолютного давления воздуха

О поломке ДАД может говорить целая группа «симптомов»:

  • Заметно повышается потребление топлива, что происходит по причине поступления сигнала от датчика в ЭБУ о высоком давлении, уровень которого в действительности ниже. При этом электронный блок отдает команду о подаче смеси обогащенной больше необходимого.
  • Ухудшается динамика двигателя, которая и после прогрева не приходит в норму.
  • Даже в летний сезон появляются белоцветные выхлопы.
  • Из выхлопной возможно появление запаха бензина.
  • Продолжительное время не снижаются обороты на холостом ходу.
  • Переключение сопровождается резкими рывками или провалами.
  • Непонятного рода шумы, нередко перерастающие в гул.

Виды и конструкция датчиков абсолютного давления (ДАД)

Различают два вида этих датчиков: аналоговые и цифровые датчики абсолютного давления. Оба вида датчиков дают широкие возможности для их интеграции в АСУ ТП. Конструктивно датчик представляет собой две камеры, которые разделяет чувствительный к давлению сенсор. В первой, контрольной, искусственно создан вакуум, а вторая, измерительная, включена в технологический процесс. На основе сигнала от сенсора измерительный блок устройства формирует стандартный электрический сигнал. Более совершенные цифровые датчики давления формируют выходной сигнал и в цифровом виде, что даёт предприятию много возможностей для внедрения автоматизированных систем управления и контроля давления различной конфигурации. Определённые модели датчиков способны работать в морских условиях или измерять давление в агрессивных средах.

Подбор и замена датчика абсолютного давления воздуха

Прежде всего, необходимо ставить на автомобиль такой тип ДАД, который стоял ранее или подходит для конкретной модели автомобиля с тем или иным типом двигателя. Оптимально использовать оригинал, однако можно подбирать и аналоги. При этом важно убедиться, что новый датчик полностью подходит по размерам, а также имеет подходящие характеристики и разъемы.

Что касается замены датчика абсолютного давления, поменять устройство можно достаточно быстро и просто. Для замены потребуется:

Читать еще:  Дальний вместо дхо схема

1. снять клемму с АКБ;
2. отключить от датчика электроразъем;
3. выкрутить винты крепления датчика;
4. извлечь датчик из патрубка или коллектора;
5. поставить новый датчик, при необходимости заменить уплотнительное кольцо или сменить хомут.

При этом новый датчик обычно не нужно калибровать или настраивать, однако в некоторых случаях система может потребовать тонкой настройки. Обычно это касается высокофорсированных или специально тюнингованных моторов, которые имеют особые прошивки ЭБУ.

Проверка датчика абсолютного давления

В различных моделях авто конструкция датчика может отличаться, и, следовательно, алгоритм проверки тоже. Следующая обобщенная инструкция позволит исследовать большинство типов приборов. Для этого понадобятся:

  1. Простой вакуумный манометр.
  2. Тестер или вольтметр.
  3. Вакуумный насос.
  4. Тахометр.

Проверка датчика давления воздуха состоит из следующих этапов:

  1. Для проверки аналогового датчика, его переходник подключается к вакуумному шлангу между датчиком давления и впускным коллектором. К переходнику также подсоединяют манометр.
  2. Двигатель запускают и дают ему некоторое время поработать на холостых оборотах. При показателе разрежения в коллекторе менее 529 мм рт. ст., проверяют целостность вакуумного шланга, так как через повреждения на нем утрачивается часть воздуха. Также следует обратить внимание на состояние диафрагмы датчика, на которой могут присутствовать как заводские, так и приобретенные при эксплуатации дефекты.
  3. После снятия показаний манометра, его заменяют на вакуумный насос, после чего создают разрежение 55-56 мм рт. ст. и прекращают откачку. При исправном датчике разрежение будет сохраняться 25-30 сек. Если требование не выполняется – датчик подлежит замене.
  4. При проверке цифрового датчика пользуются тестером в режиме вольтметра.
  5. Включают зажигание, находят контакты заземления и питания. К вольтметру подключают провод, соединенный с сигнальным контактом тестируемого датчика. При его нормальной работе напряжение будет составлять около 2,5 В. При наличии неисправностей – отличаться в большую или меньшую сторону.
  6. Тестер переключают в режим работы тахометра и отсоединяют от ДАД вакуумный шланг. Положительный ввод подключают к сигнальному проводу, а минус – к заземлению. При исправном датчике тахометр выдаст результат – 4400-4850 об/мин.
  7. Снова используется вакуумный насос, который подключается к датчику давления. Насосом постоянно меняют разрежение в приборе и следят за показаниями тахометра. При исправном датчике разрежение и показатели тахометра будут стабильными.
  8. При отключении вакуумного насоса, тахометр останавливается на показателе 4400-4900 об/мин. Если показания отличаются от указанных в ту или иную сторону – датчик неисправен.

ПОВЕРКА

Стоит отметить, что межповерочный интервал приборов «ЭМИС»-БАР» составляет 5 лет. Первичная поверка осуществляется при выпуске из производства. Кроме того, поверку необходимо проводить в тех случаях, когда устройство хранится до ввода в эксплуатацию дольше срока действия поверки. Также прибор поверяют после ремонта с демонтажем с места установки.
Методика поверки предусматривает следующие операции:

  • внешний осмотр устройства;
  • опробование;
  • проверка идентификационных данных программного обеспечения;
  • определение основной погрешности;
  • определение вариации выходного сигнала;
  • оформление результатов.

В данной статье мы рассмотрели датчики абсолютного давления торговой марки «ЭМИС». В целом же продуктовая линейка включает 20 моделей преобразователей, предназначенных для измерения всех видов давления: дифференциального, избыточного, гидростатического и вакуумметрического. Ознакомиться с их техническими характеристиками, руководством по эксплуатации и сертификацией возможно в тематическом разделе нашего сайта.

Если у вас остались вопросы по датчикам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector