Какие датчики используются в автомобилях?

Какие датчики используются в автомобилях?

Электронная система современного автомобиля не может работать без датчиков. Автомобильные датчики оценивают значения неэлектрических параметров и преобразуют их в электрические сигналы. Преобразование физической величины Ф в электрическую количественную величину Е. Вот о том, какую роль играют датчики в автомобиле, мы и поговорим в этой статье.

В качестве сигнала выступает напряжение, ток и частота. Сигналы преобразуются в цифровой код и передаются на ЭБУ, который в соответствии с заложенной программой приводит в действие исполнительные механизмы.

Классификация датчиков

Тип характеристической кривой

Какие датчики используются в автомобилях?

  • С непрерывной линейной: используется в контуре с широким диапазоном из­мерений (рис.»По характеристике» );
  • С непрерывной нелинейной: контроль какого-либо параметра в пределах узкого диапазона измерения в системах с об­ратной связью;
  • С прерывистой многоуровневой: управле­ние в случаях, когда требуется немедлен­ное определение величины сигнала, если достигается его предельное значение;
  • С дискретной двухуровневой (иногда с явлением гистерезиса): контроль по­правки для прямого или последующего регулирования.

Тип выходного сигнала

Какие датчики используются в автомобилях?Выходной сигнал пропорционален (рис.»Форма сигнала«):

  • Амплитуде, величине тока или напряжения;
  • Частоте или периоду;
  • Продолжительности импульса (коэффици­енту заполнения импульсов).

Дискретный выходной сигнал:

  • Двухуровневый (двоичный);
  • Многоуровневый (неравномерная градуи­ровка);
  • Многоуровневый (равномерный) или цифровой.

Применение датчиков в автомобильной промышленности

Какие датчики используются в автомобилях?Датчики и исполнительные механизмы пред­ставляют собой периферийные устройства линии связи между транспортным средством с его сложным приводом, тормозами, шасси и работой агрегатов общецелевого использо­вания, включая навигационные устройства, и блоками управления, обрабатывающими по­лучаемые сигналы. Переходные устройства (адаптеры) обычно используются для преоб­разования сигналов датчика в стандартную форму, необходимую для передачи на блок управления. Кроме того, на работу системы могут влиять сигналы датчиков из других об­рабатывающих элементов и/или выключатели, которыми манипулирует водитель (рис. «Автомобильный датчик» ).

Основные требования к датчикам в автомобиле

Степень нагрузки, которой подвергается дат­чик, определяется условиями эксплуатации (механические, климатические, химические, электромагнитные влияния).

По условиям эксплуатации и предъяв­ляемым требованиям датчики транспортных средств делятся на три класса надежности, в зависимости от расположения:

  • Рулевое управление, тормоза, защита пассажира;
  • Двигатель, трансмиссия, подвеска, шины;
  • Комфорт, информация/диагностика, противоугонная защита.

Концепции миниатюризации устройств служат:

  • Технологии гибридных интегральных схем и подложек (датчики температуры и давления);
  • Полупроводниковые технологии (контроль частоты вращения, например, датчиком Холла);
  • Микромеханика (датчики измерения уско­рения и давления);
  • Микропроцессорная технология (интегра­ция микромеханических или микрооптических компонентов с микроэлектрон­ными схемами в сложную систему).

Встроенные датчики

Системы управления развиваются от локаль­ных электронных схем обработки сигналов с гибридными и монолитными встроенными датчиками до комплексных цифровых схем с аналого-цифровыми преобразователями и микрокомпьютерами (мехатроника), полно­стью использующими прецизионные воз­можности датчика («интеллектуальные» датчики, рис. «Уровень интеграции датчиков» ).

Какие датчики используются в автомобилях?

Достоинства:

  • Уменьшение нагрузки на ЭБУ;
  • Унифицированный, гибкий, совместимый с шиной интерфейс;
  • Множественное применение датчиков;
  • Конструкции с несколькими датчиками;
  • Использование небольших измерительных эффектов и высокочастотных измерительных эффектов (локальное усиление и демодуляция);
  • Хранение индивидуальных коэффициентов коррекции в программируемой памяти PROM для улучшения характеристик и местной компенсации погрешностей датчика, а также общей балансировки работы датчика и цепи.

Микромеханика

Термин «микромеханика» обозначает при­менение полупроводниковой технологии в производстве механических компонентов из полупроводниковых материалов (главным образом, кремния).

Здесь используются и полупроводниковые, и механические свой­ства кремния. Первые микромеханические кремниевые измерительные преобразователи давления были установлены на транспортных средствах 80-х годов.

Исследования типичных механических параметров материалов распро­странились на микрометрический диапазон.

Механические свойства кремния, напри­мер, прочность, твердость и модуль Юнга, см. в табл. «Механические свойства кремния«, сопоставимы со сталью. Однако кремний значительно легче стали и обладает большей удельной теплопроводно­стью.

Используются монокристаллические кремниевые пластины с почти идеальными механическими свойствами. Гистерезис и утечка по поверхности ничтожны.

Ввиду хруп­кости монокристального материала, на кривой зависимости деформации от напряжения от­сутствует участок текучести; поэтому материал разрывается в тот момент, когда превышается предел упругой деформации.

Какие датчики используются в автомобилях?

Существуют два метода производства крем­ниевых микромеханических структур — объем­ная микромеханика (VMM) и поверхностная микромеханика (SMM). В обоих методах ис­пользуются как стандартные процессы ми­кроэлектроники (например, эпитаксиальное выращивание, окисление, диффузия и фото­литография), так и специальные.

Объемная микромеханика

Материал кремниевой пластины обрабатыва­ется на требуемой глубине с помощью анизотропического (щелочного) травления с элек­трохимической остановкой или без таковой.

В задней части материал удаляется изнутри кремниевого слоя, где нет маски для травле­ния наверху (рис. «Электрохимическое травление» ).

С помощью этого метода можно создавать очень маленькие мембраны толщиной 5-50 мкм, а также отверстия, лучи и сетки, необходимые, например, в датчиках давления и ускорения.

Какие датчики используются в автомобилях?

Проблема при щелочном травлении со­стоит в том, что стенки идут внутрь под углом. Чтобы можно было осуществить высокоточное травление на глубине с вер­тикальными стенками, было необходимо разработать новый процесс.

Он предусматривает создание в специальном реакторе с газовой фазой чередующихся газов и сопутствующих условий для стадии травления и затем для стадии пассивации. Это травление и последующая пассивация стенок выполняются так, что получаются очень точные вертикальные стенки.

Этот процесс можно использовать и для объемной, и для поверхностной микро­механики.

Поверхностная микромеханика

В поверхностной микромеханике, в отличие от объемной, в качестве основного мате­риала используется только кремниевая пла­стина. Подвижные структуры формируются в поликристаллическом кремниевом слое, который создается на поверхности кремния посредством эпитаксиального наращивания (процесс подобен тому, что применяется при изготовлении интегральных схем).

Какие датчики используются в автомобилях? Какие датчики используются в автомобилях?

При изготовлении компонента поверхност­ной микромеханики на пластину сначала на­носится расходуемый слой оксида кремния, который структурируется стандартными по­лупроводниковыми процессами, т.е. частично снова убирается (рис. а, «Этапы процесса в поверхностной микромеханике» ).

Какие датчики используются в автомобилях?Затем в эпитакси­альном реакторе при высокой температуре накладывается слой поликристаллического кремния толщиной около 10 мкм (рис. Ь, «Этапы процесса в поверхностной микромеханике» ), структура которого протравливается анизо­тропно, т.е. вертикально, с помощью лаковой маски (глубокое протравливание, рис. 2, с). Вертикальные боковые стенки образуются посредством чередования циклов травления и пассивации. Вытравленная боковая секция стенки во время пассивации полимером вы­ступает в качестве защиты от воздействия при последующем травлении. Вертикальные стенки, создаваемые таким образом, имеют высокую точность исполнения. На последней стадии процесса (рис. d, «Этапы процесса в поверхностной микромеханике» ) оксидный слой, Располагаемый ниже поликремниевого слоя, удаляется с помощью газообразного фтори­стого водорода (рис. «Структура микромеханического поверхностного датчика» ).

Помимо всего прочего, поверхностная микромеханика используется в производстве емкостных датчиков ускорения для подушек безопасности и датчиков вращения вокруг вертикальной оси для системы динамической стабилизации (ESP) и системы защиты при опрокидывании.

Процесс APSM

В процессе APSM (улучшенная пористая крем­ниевая мембрана) используется совершенно иная поверхностно-микромеханическая тех­нология. В нем используются свойства пори­стого кремния создавать под монокристаллической мембраной точно определенную полость с вакуумом.

Основой процесса APSM является пори­стый кремний. Его можно изготавливать вы­борочно и на локально ограниченной основе из р-легированного кремния с помощью электромеханического анодирования во фто­ристоводородной кислоте. При этом часть кремния растворяется, оставляя в кристалле пористую, губчатую кремниевую раковину, «пористый кремний».

В свою очередь, пористый кремний может при высокой температуре трансформиро­ваться. Кремниевая раковина растворяется, при подходящих условиях образуя на поверх­ности тонкую мембрану.

Под этой мембраной образуется полость (рис. «Создание точных вакуумных полостей в кремнии по технологии APSM» ).

Толщину этой тонкой мембраны можно увеличить до нуж­ной величины посредством эпитаксиального выращивания.

Монокристаллический эпитаксиальный слой используется, к примеру, в качестве диафрагмы датчика давления. Элементы оце­нивающего контура в эпитаксиальном слое за пределами диафрагмы позволяют создать высокоточный, небольшой и недорогой дат­чик давления.

Современные датчики давления, напри­мер, барометрические датчики для систем управления двигателем, изготавливаются с помощью технологии APSM.

Присоединение пластины микромеханических систем

Другой важной задачей при производстве микромеханических систем, кроме получения кремниевых структур, является соединение двух пластин.

Такое соединение требуется, например, для герметичного уплотнения по­лостей (в частности, для применения кон­трольного вакуума в датчике давления), для защиты чувствительных структур с помощью уплотнений (в датчиках ускорения и частоты вращения, рис.

«Тонкослойный колпачок для герметизации датчика» ), для соединения кремние­вой пластины с промежуточными слоями, которые минимизируют тепловые и механи­ческие напряжения (например, стеклянное основание на датчиках давления).

При анодировании с кремниевой пластиной соединяется пластина из пирекс-стекла при электрическом напряжении порядка 100 В и температуре около 400 °С (рис. «Присоединение анодной пластины» ). Сильное электростатическое притяжение и электро­химическая реакция (анодное окисление) в результате обеспечивают постоянную гер­метичную связь между стеклом и кремнием.

При соединении стеклоуплотнением две кремниевые пластины контактируют между собой посредством слоя стеклянного припоя (применяемого при трафаретной печати) при температуре около 400 °С с одновременным приложением давления. Стеклянный припой расплавляется, образуя герметичное соеди­нение с кремнием.

В следующей статье я расскажу о датчиках положения.

Источник: http://press.ocenin.ru/datchiki-v-avtomobile/

Как проверить датчики в автомобиле, проверка основных датчиков авто

Для полноценного взаимодействия и контроля основных параметров устройств авто используются специальные датчики. Если прибор одной системы выйдет из строя, то это повлечет за собой сбой в работе других систем.

Читайте также:  Универсальный доводчик, его принципиальное устройство и монтаж

При приобретении подержанной машины важно проверить датчики автомобиля. Чем больше пробег автомобиля, тем больше вероятность, что устройства и системы имеют неисправности.

Автокод расскажет о том, как правильно проверять датчики на авто при покупке.

Какие датчики используются в автомобилях?

На осмотр для этих целей следует с собой захватить минимальный набор инструментов для демонтажа мешающих деталей и омметр (мультиметр).

Также читайте: Что можно проверить с помощью мультиметра

Датчик температуры на автомобиле

Какие датчики используются в автомобилях?

Один из важных приборов любого автомобиля, который показывает температуру охлаждающей жидкости в системе. Устанавливается непосредственно в головке блока цилиндров. Когда датчик неисправен, на приборной панели загорается специальный индикатор. Вот основные признаки, которые будут указывать на неисправность температурного датчика:

  • Двигатель постоянно перегревается;
  • При повышении температуры двигателя снижается управляемость авто;
  • Повышенный расход топлива;
  • Состав выхлопа значительно ухудшается.

Как проверить датчики температуры на авто? Необходимо измерить сопротивление между клеммами в зависимости от температуры двигателя. Чем выше температура, тем ниже должен быть показатель сопротивления. Необходимо будет отодвинуть резиновый кожух, который закрывает контакты.

Далее «плюс» прибора для измерения подключается к проводнику сигнального контакта, а «минус» к заземлению. Затем мотор автомобиля заводится и прогревается до определенных температур.

Для каждого авто есть специальная таблица с показаниями сопротивления в зависимости от температуры.

Датчик положения дроссельной заслонки

Какие датчики используются в автомобилях?

Это электромеханический резистор, который состоит из специального шагового двигателя и элемента с повышенной чувствительностью. Проверить датчик на машине можно с помощью специального омметра, для этого измерьте сопротивление между выводами. Для каждой модели автомобиля имеется нормативный показатель, который прописывается в эксплуатационной документации. Основные признаки неисправности датчика дроссельной заслонки:

  • Резкие скачки при увеличении оборотов двигателя;
  • Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

Если несоответствие показаний не превышает 20%, то прибор считается исправным.

Датчик АБС

Какие датчики используются в автомобилях?

Особое внимание перед покупкой поддержанного автомобиля необходимо уделить и специальному датчику АБС. Для проверки применяется обычный мультиметр современного исполнения с полным функционалом. Более точная проверка выполняется на станциях технического обслуживания при помощи осциллографа.

Подключаем прибор к контактам, замеряем сопротивление и сравниваем его с базовыми показателями, которые прописаны в документации к вашему авто. Во время измерения необходимо пошатать провода. Если показания мультиметра будут меняться, то это указывает на наличие обрыва в цепи.

Помимо сопротивления, датчик АБС проверяется и по напряжению. Для этого переключаем режим мультиметра с измерения сопротивления на измерение напряжения. Далее раскручиваем колесо автомобиля до 50 оборотов в минуту и замеряем напряжение. Показатель не должен превышать показатель в 2 В.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Какие датчики используются в автомобилях?

В общую проверку датчиков автомобилей перед покупкой можно включить проверку ДПКВ. Если элемент будет неисправен, то ваш автомобиль даже не заведется. С его помощью происходит синхронизация процессов подачи готовой горючей смеси в цилиндры и воспламенением.  Для проверки ДПКВ необходимо его снять. Важно запомнить прежнее положение элемента, для этого на нем имеются специальные метки. После снятия проверьте на целостность. Если он имеет повреждения, то его необходимо сразу заменить, не подвергая проверке.

Далее подключаем контакты ДПКВ к мультиметру и замеряем рабочее сопротивление. Сравниваем это показание с нормативным, которое указано в эксплуатационной документации.

Перед покупкой подержанного автомобиля полезно будет проверить не только техническое состояние устройств и механизмов, но и всю историю владения и эксплуатации. Для этого воспользуйтесь сервисом «Автокод». Перейдя на главную страницу сервиса, вы увидите строку, в которую необходимо вбить государственный номер автомобиля.

После этого появится отчет с характеристиками и историей транспортного средства. Помимо этого, Автокод предлагает воспользоваться услугами выездной проверки. Помощь специалиста придется кстати, если у вас нет возможности приехать на осмотр самому или недостаточно опыта.

Мастер сам осмотрит автомобиль и выдаст профессиональное заключение.

Также читайте: Как проверить рулевое управление автомобиля

Источник: https://avtocod.ru/kak-proverit-datchiki-avtomobilya

О приборах, выполняющих диагностику всех механизмов автомобиля, – датчиках

Значение контроллеров и датчиков в автомобиле нельзя отрицать – эти компоненты используются для различных целей, но все они предназначены для обеспечения нормальной работы ДВС. Если двигатель по каким-то причинам стал плохо работать, опытные автолюбители в первую очередь проверяют исправность именно регуляторов. В этой статье мы расскажем об основных автомобильных контроллерах, также вы сможете узнать, что такое датчик тахометра и зарядки АКБ и какие функции они выполняют.

Автомобильные датчики позволяют обеспечить нормальную работу основных узлов транспортного средства. Наиболее важные контроллеры выведены на приборной панели в автомобиле – благодаря им водителю представлена основная информация о состоянии агрегатов. Предлагаем более подробно ознакомиться с классификационными особенностями устройств.

Классификационные особенности

В зависимости от автомобиля, количество регуляторов может изменяться, поскольку ежегодно разработчики добавляют новые устройства в конструкции машин. Эти девайсы могут отличаться между собой в соответствии с техническими особенностями, использованием, а также назначению.

Все устройства могут быть классифицированы по своей работе, а также условиям использования:

  1. Регуляторы первого класса предназначены для обеспечения работоспособности и диагностики тормозов, а также рулевого управления.
  2. Контроллеры, относящиеся ко второму типу, позволяют контролировать состояние двигателя, коробки передач, ходовой части и шин.
  3. В третьему классу относятся девайсы, которые позволяют защитить основные функции авто, а также обеспечить комфортабельность его управления.

Какие датчики используются в автомобилях?Потенциальное расположение датчиков в авто

Поскольку электроника сегодня развивается достаточно быстро, разработчики научились производить устройства, состоящие из долговечных и прочных материалов.

Так что если сравнивать регуляторы, установленные на автомобили более десяти лет назад с теми, которые используются сегодня, то последние будут функционировать не только качественнее, но и намного дольше.

Благодаря технологиям производителям удалось уменьшить габариты устройств, что, в свою очередь, актуально для машин, «напичканных» электроникой и гаджетами.

Что касается непосредственно конструкции, то здесь все устройства могут быть разделены на два класса:

  1. Девайсы интегрального типа с интеллектуальными особенностями – они позволяют снизить нагрузку на ЭБУ. Одна электроцепь, состоящая из гибких линий связи, может включать в себя несколько различных девайсов. Следует отметить, что такие девайсы позволяют обрабатывать импульсы с минимальной интенсивностью.
  2. Устройства оптико-волоконного типа характеризуются достаточно большой чувствительностью к высокому давлению, а также негативному воздействию внешней среды, к примеру, загрязнениями и влаге. В результате этого такие приборы имеют низкий ресурс эксплуатации, они в целом не так хорошо воспринимают помехи (автор видео – канал Автоэлектрика ВЧ).

Какие датчики влияют на запуск и обороты двигателя?

Теперь предлагаем ознакомиться с перечнем регуляторов, обеспечивающих нормальную работу двигателя внутреннего сгорания:

  1. Контроллер массового расхода воздуха используется для контроля объема воздушного потока, поступающего во впускной тракт. Такие девайсы обычно достаточно надежны, а чаще всего они выходят из строя в результате воздействия влаги. Когда этот элемент выходит из строя, силовой агрегат авто будет работать менее устойчиво, он начнет троить, а расход горючего будет увеличен. Данный девайс монтируется во впускной тракт, сразу же за воздушным фильтрующим элементом.
  2. Кислородный регулятор или лямбда-зонд. Данный компонент применяется для контроля массовой доли кислорода, который выходит из выпускного коллектора. В частности, устройство осуществляет дозировку горючего, основываясь на том, какая в системе концентрация кислорода. Как правило, этот компонент устанавливается в системе выпуска отработавших газов.
  3. Следует отметить, что в системе регенерации отработавших газов не во всех, но в более современных транспортных средствах, могут использоваться электронные девайсы для контроля объема окиси азота. Обычно эти устройства располагаются в дросселе. Если это устройство будет забито грязью, количество циклов регенерации будет более высоким.
  4. Контроллер клапана EGR – это устройство используется для понижения концентрации вредных веществ в отработанных газах. Когда водитель резко жмет на педаль газа и машина ускоряется, механизм открывает клапан, в результате чего выхлопные газы передаются в камеры сгорания. Благодаря этому осуществляется полное сгорание углеводорода.
  5. Датчик Холла – используется на силовых агрегатах бензинового типа. Устройство монтируется на задней стороне распределительного вала и используется оно для замера угла опережения. В соответствии с полученной информацией, девайс осуществляет регулировку скорости передвижения поршней в цилиндрах.
  6. Для снятия показаний с педали газа применяется регулятор дроссельной заслонки. Данный прибор осуществляет регулировку функционирования дросселя, основываясь на температуре антифриза в системе охлаждения. Данный прибор монтируется непосредственно на дросселе и он связан с заслонкой. В некоторых авто используется прибор аварийного зажигания, благодаря применению которого отпадает необходимость использования датчика Холла.
  7. Датчик опережения зажигания. Это достаточно важный компонент в системе, как можно понять из названия, предназначение этого прибора заключается в обеспечении правильного зажигания. Обычно в машинах используется два типа контроллеров, а если они выходят из строя, то ДВС не получится запустить. Угол опережения зажигания изменяется в соответствии с показаниям, полученными от этого регулятора, а также от датчика детонации.
  8. ДПКВ или контроллер положения коленчатого вала. Этот компонент предназначен для своевременной подачи горючего, при этом рассчитывая дозировку, основываясь на информации о моменте впрыска, а также опережения зажигания. Устройство считывает данные с зубчатого вала, на котором несколько зубчиков должны отсутствовать, соответственно, он монтируется на нижней части бока цилиндров. Если данный прибор ломается, запуск двигателя будет невозможным (автор видео – канал Ремонт авто своими руками).
Читайте также:  Принцип работы выхлопной системы в разрезе

Основные регуляторы на приборной пели

Перечень основных устройств, которые выводят информацию на панели приборов, достаточно огромный – он может варьироваться в соответствии с моделью авто и его конструктивными особенностями. Рассмотрим основные девайсы, расположенные на приборке.

Тахометр

Этот регулятор предназначен для демонстрации на контрольном щитке информации о количестве оборотов коленчатого вала.

В соответствии с информацией, полученной от датчика, устройство определяет число оборотов двигателя, таким образом предупреждая водителя, когда нужно переключиться на повышенную или пониженную передачу.

Чтобы не допустить преждевременного износа элементов силового агрегата, не рекомендуется допускать попадание стрелки тахометра в красную зону.

Какие датчики используются в автомобилях? 1. Тахометр на приборке авто Какие датчики используются в автомобилях? 2. Индикатор разряда АКБ Какие датчики используются в автомобилях? 3. Горящая лампочка АБС на щитке

Заряда аккумулятора

Датчик контроля заряда аккумулятора автомобиля также выводит информацию на приборную панель.

В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, устройство может выводить информацию о разряде АКБ посредством цифрового датчика – на нем может демонстрироваться уровень заряда в вольтах.

Но обычно в машинах на приборке выводится только световой индикатор, который загорается в случае разряда АКБ. Лампочка аккумулятора всегда должна появляться на щитке при включении зажигания и пропадать после того, как двигатель будет заведен.

Если индикатор продолжает гореть на запущенном моторе, причин тому может быть несколько:

  1. Разрядился сам аккумулятор, уровень его заряда критический, для нормальной эксплуатации авто АКБ нужно подзарядить.
  2. Низкое напряжение в бортовой сети обусловлено некорректной работой генератора. Возможно, этот узел работает неправильно в результате износа основных конструктивных элементов. Подробнее о признаках и причинах некорректной работы генераторного узла, а также о его ремонте в домашних условиях, вы можете прочитать в этой статье. Также следует отметить, что некорректна работа уза может быть обусловлена слабым натяжением ремешка.

АБС

Датчиков АБС может быть несколько каждый из них монтируется на отдельном колесе авто и является частью антиблокировочной системы. Предназначение устройства заключается в определении частоты вращения колес. Если один из регуляторов выходит из строя, на приборке появится соответствующий индикатор.

Видео «Диагностика датчика своими руками»

Подробное видео о том, как произвести диагностику датчика Холла с помощью тестера, представлено ниже (автор видео – канал Автоэлектрика ВЧ).

 Загрузка …Была ли эта статья полезна?Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Источник: https://avtozam.com/elektronika/sensor/avtomobilnye-datchiki/

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей



Датчики, используемые для преобразования физических величин в электрические сигналы, подразделяются по энергетическому признаку, принципу работы и физическому явлению, лежащему в основе их функционирования, а также по назначению, уровню интеграции и возможностей в обработке информации.

Датчики одного и того же принципа действия могут использоваться в различных механизмах и конструктивных элементах машины, и для специалиста, усвоившего принцип их работы и методику диагностики, не составит труда проверить работоспособность любого из них.

Какие датчики используются в автомобилях?

Например, датчик уровня топлива или другой жидкости, датчик расхода воздуха флюгерного типа, датчик положения клапана рециркуляции отработанных газов, датчик положения дроссельной заслонки и педали акселератора, несмотря на кажущуюся несхожесть, диагностируются абсолютно одинаково, по одному и тому же принципу. Поэтому проще рассматривать не наборы датчиков для той или иной системы управления, а их типы, исходя из физического принципа функционирования.

По типу энергетического преобразования все датчики подразделяются на две большие группы – датчики, преобразующие в процессе функционирования энергию, и датчики, измеряющие какой-либо параметр при изменении окружающей внешней среды.

Датчики, преобразующие в процессе работы один вид энергии в другой, называют генераторными датчиками. Для работы таких датчиков в составе автоматической электронной системы управления не требуется внешний источник питания, поэтому такие датчики еще называют активными.

  • К активным (генераторным) относятся следующие типы датчиков: — термоэлектрические; — электромагнитные; — фотоэлектрические; — пьезоэлектрические;
  • — датчики Холла.
  • В активных датчиках выходной электрический сигнал является следствием входного неэлектрического воздействия без приложения внешней электрической энергии за счет внутреннего физического эффекта (например, фотоэффект или пьезоэффект).

Датчики, изменяющие в процессе работы какой либо параметр (электрическое сопротивление, емкость и т. п.) с изменением какого-либо физического параметра окружающей среды называют параметрическими датчиками. Для функционирования параметрических датчиков необходим внешний источник питания, поэтому такие датчики иногда называют пассивными.

К параметрическим (пассивным) можно отнести следующие типы датчиков: — потенциометрические (резистивные), в т. ч.:

       механорезистивные;        тероморезистивные;        фоторезистивные; — индуктивные;

— емкостные.

Пассивным датчикам для генерации выходного электрического сигнала требуется внешняя электрическая энергия.

Например, потенциометрический датчик является пассивным преобразователем угла поворота оси потенциометра (чувствительного элемента) в электрический сигнал, который появится на выходе потенциометра только после того, как на резистивную дорожку (преобразователь) будет подано внешнее напряжение. Посредством чувствительного элемента происходит внутреннее преобразование внешнего неэлектрического воздействия в промежуточный неэлектрический сигнал. Угловое положение оси потенциометра является неэлектрическим сигналом на выходе чувствительного элемента, которому соответствует выходной электрический сигнал датчика, если поданное па резистивную дорожку (преобразователь) внешнее напряжение постоянно.

Характеристика преобразования может быть как линейной, так и любой другой, что достигается подбором конструктивных размеров (длины, ширины, толщины) резистивной дорожки.

Классифицируют датчики и по измеряемому параметру – температуры, давления, расхода, уровня, концентрации, радиоактивности, перемещения, положения, освещенности (фотодатчики), вибрации, влажности и т. п. По этому признаку их так и называют – датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик уровня топлива, датчик положения дроссельной заслонки и т. д.

Практически любой измеряемый датчиками физический параметр объекта можно измерить с помощью различных принципов. Например, датчики расхода могут быть механические, ультразвуковые, электромагнитные, кариолисовые, вихревые и т. п.



  1. В общем случае датчики автомобильных электронных систем управления можно классифицировать по следующим признакам:
  2. По типу энергетического преобразования:
  3. По принципу действия:
  • электроконтактные (потенциометрические);
  • оптические, оптоэлектронные (фотоэлектрические);
  • электромагнитные (индуктивные, магниторезистивные, магнитострикционные);
  • пьезоэлектрические;
  • на эффектах Холла, Доплера, Кармана, Зеебека, Виганда.

По основному назначению (по типу управляющего неэлектрического воздействия):

  • краевых положений;
  • угловых и линейных перемещений;
  • частоты вращения и числа оборотов;
  • относительного или фиксированного положения;
  • механического воздействия;
  • давления;
  • температуры;
  • влажности;
  • концентрации кислорода;
  • радиации и др.

По уровню интеграции:

  • уровень 0 (обычный);
  • уровень 1 (с аналоговой обработкой сигнала);
  • уровень 2 (с аналоговой обработкой и аналого-цифровым преобразованием);
  • уровень 3 (с аналоговой обработкой, аналого-цифровым преобразователем и микропроцессором).

В автомобильных электронных системах автоматического управления (ЭСАУ) наблюдается тенденция интеграции датчиков и увеличения их возможностей по переработке информации. Так, в обычных датчиках 0-го (нулевого) уровня интеграции аналоговый сигнал передается по проводам в ЭБУ, где и производится вся обработка. Такой метод наименее защищен от помех.

В датчиках 1-го уровня интеграции имеются цепи предварительной аналоговой обработки сигнала, поэтому помехозащищенность сигнала улучшена.

Датчики 2-го уровня интеграции помимо аналоговой обработки сигнала имеют аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Такие датчики могут быть подключены к цифровой коммуникационной шине, например CAN и их сигналы становятся доступны для локальной сети ЭБУ.

Датчики 3-го уровня интеграции имеют собственный микропроцессор, их цифровой сигнал хорошо помехозащитен, имеются возможности программной установки параметров датчиков под конкретную модель автомобиля, расширены диагностические возможности.

Например, датчик положения дроссельной заслонки соответствует обычному уровню, интегральный датчик разрежения во впускном коллекторе соответствует первому уровню интеграции, а радарный датчик скорости и расстояния адаптивного круиз-контроля соответствует третьему уровню.

Следует четко понимать, что «масса» автомобиля (кузов, шасси, двигатель) не может быть использована в качестве измерительной земли для подключения датчиков к ЭБУ, из-за того, что между точкой подключения ЭБУ к «массе» и датчиком напряжение может падать примерно до 1 V за счет токов силовых элементов, что недопустимо при работе датчика. Особенно это актуально для датчиков с низким уровнем интеграции.

Источник: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.02/9_datchiki/index.shtml

Датчики в наших ДВС: назначение и принцип работы

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

    • Датчик массового расхода воздуха
    • Назначение датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) заключается в контроле работы силового агрегата во время генерации системой электрического напряжения, посредством поступающего в мотор воздуха.
    • На основании собираемых датчиком данных строится максимально продуктивная работа мотора, во время которой поступление воздуха в цилиндры позволяет бесперебойно преобразовывать его в электрический ток.

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

    Проходящий через датчик воздушный поток охлаждает нить, тогда управляющий модуль системы увеличивает подачу тока на нее, вследствие чего температура нагрева нити продолжает увеличиваться, пока не достигнет своего постоянного значения.

    Из этого следует, что сила необходимого для разогрева нити тока, зависит исключительно от скорости прохождения потоков воздуха через датчик.

    А уже посредством вторичного преобразователя в системе датчика происходит генерация электрического напряжения.

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

    Читайте также:  Устройство топливного бака на камаз

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

    1. Однако промывать грязную платиновую нить датчика растворами, содержащими эфирные или кетоновые соединения, категорически запрещено, поскольку они:
    2.  — губительно воздействуют на компаунд;
    3.  — обладают способностью к охлаждению кристалла, в результате чего повреждается его структура;
    4.  — смывают так называемую маску с поверхности кристалла (защитный полимерный слой в его центре).

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

    В качестве промывки можно использовать ВД-40, но стоит учесть, что в ее составе находится дизтопливо и кислотные соединения. Промывает «вэдэшка» хорошо, однако, после себя оставляет специфическую пленку на поверхности, которую для нормальной работы датчика необходимо удалить.

    Смывать ее лучше спиртовыми составами (дистиллированная вода и любой спирт). Как показала практика, наиболее подходит для этой цели именно изопропиловый спирт. Наиболее эффективной станет промывка кристалла при помощи обыкновенного медицинского шприца с иглой малого диаметра.

    Перед промывкой датчик и промывочную жидкость необходимо разогреть, например, при помощи строительного фена.

    Датчик контроля положения заслонки дросселя

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

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

    • Датчик детонации
    • Он располагается на головке блока между цилиндрами (ІІ и ІІІ). В зависимости от особенностей конструкции различают следующие виды этих элементов:
    •  — широкополосный (представлен в виде таблетки);
    •  — резонансный (имеет вид бочонка).
    • Эти датчики не подлежат взаимной замене, то есть, в случае выхода из строя одного, его нельзя заменить другим типом.

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

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

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

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

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

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

    Датчик масляного давления

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

    1. Довольно часто этот датчик является контролирующей частью системы управления мотором, которая при достижении критического уровня масляного давления выключает силовой агрегат.
    2. Помимо датчика масляного давления, может быть установлен датчик, контролирующий температуру моторного масла в системе.
    3. Датчик температуры антифриза

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

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

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

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

    Лямбда зонд

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

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

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

    Датчик ПКВ (положения коленвала)

    Довольно прочный и надежный элемент, конструкция которого представляет собой катушку из провода с магнитным сердечником внутри. Он расположен в пространстве шкива, и по нанесенным на шкив рискам считывает показания положения коленчатого вала.

    Элемент генерирует сигнал, как только меняется положение расположенного на коленвале зубчатого диска. На основании этого сигнала блок управления отслеживает рабочие процессы, происходящие внутри цилиндра, и управляет подачей топливной смеси и искры.

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

    Датчик фаз или датчик положения распредвала (ДПРВ)

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

    Регулятор холостых оборотов

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

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

    Месторасположение регулятора – корпус заслонки дросселя.

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

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

    • На его неисправность указывают следующие факторы:
    •  — «плавающие» холостые обороты мотора;
    •  — часто силовой агрегат глохнет после выключения передачи;
    •  — холодный пуск мотора не сопровождается повышением оборотов холостого хода, как это должно быть;
    •  — нестабильность холостых оборотов во время включения нагрузки.

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

    1. Взаимосвязь разных типов датчиков в системе регулировки холостых оборотов мотора
    2. Количество находящегося в моторе воздуха контролируется описанным выше датчиком ДМРВ, и в зависимости от его объема ЭБУ производит расчет подачи обогащенной рабочей смеси в двигатель.
    3. При помощи датчика положения коленвала блок управления определяет обороты моторного агрегата, и на основании этого система регулировки холостого хода управляет подачей воздуха, минуя закрытую заслонку дросселя.

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

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

  • Источник: https://autoportal.pro/tekhnichka/datchiki-na-nashikh-avto-naznachenie-i-printsip-raboty

    Ссылка на основную публикацию