Датчики абсолютного давления для двигателя

Датчик абсолютного давления или ДАД: что это такое

Электронный блок управления стал неотъемлемой частью современного двигателя и без его помощи обеспечить нормальную работу всех систем и уследить за их исправностью невозможно. Датчик абсолютного давления, также известный как ДАД, лишь одно из многих регулирующих устройств, влияющих на стабильность работы двигателя и передающее информацию на ЭБУ.

Во многих автомобилях он расположен на впускном коллекторе двигателя и регистрирует колебания уровня давления в тракте впуска. В дальнейшем на основании данных ДАД электронный блок оптимизирует состав горючей смеси, поступающей в камеру сгорания.

Теперь рассмотрим детальнее, что такое датчик абсолютного давления, как он работает и почему без него не обойтись?

Для чего нужен датчик абсолютного давления

Как может выглядеть датчик абсолютного давления.

Это небольшое устройство отвечает за замеры абсолютного давления. Понятие «абсолютное давление» используется не случайно, ведь исходным ориентиром для проведения измерений является состояние вакуума, который принимается за абсолют.

После поступления данных в ЭБУ электроника, учитывая давление и температуру во впускном коллекторе, определяет наиболее подходящую плотность воздуха и предполагаемый его расход, что необходимо для подготовки топливно-воздушной смеси соответствующего качества. Блок управления согласно рассчитанной массе потребляемого воздуха отдает управляющие команды необходимой продолжительности, благодаря чему и выполняется регулировка форсунок впрыска. Хотя датчик давления – очень достойная замена расходомеру, иногда они устанавливаются на агрегат совместно.

Как работает датчик абсолютного давления

Благодаря ДАД удается проконтролировать, какой объем воздуха поступает сквозь дроссельную заслонку. Опираясь на этот показатель, формируется команда-импульс, определяющая количество топлива, необходимого для образования сбалансированной по составу топливо-воздушной смеси. Внутри датчика есть вакуумная камера, воздух из которой удален изначально. Она соотносит показатель давления во входном штуцере с давлением в вакуумной камере и согласно полученной разнице создает исходящий сигнал. Чтобы датчик определил давление, необходима целая цепочка действий:

  • Высокочувствительная диафрагма ДАД деформируется под воздействием давления во впускном коллекторе.
  • Растяжение диафрагмы обуславливает изменение сопротивления на тензорезисторах поверхностного положения, другими словами имеет место так называемый пьезорезисторный эффект.
  • Пропорционально динамике сопротивления тензорезисторов наблюдаются колебания напряжения.
  • Способ соединения тензорезисторов обеспечивает высокую чувствительность, которая благодаря чипу ДАД повышается еще больше, в итоге чего выходное напряжение варьируется в интервале 1-5 В.
  • Согласно поступающему на вход ЭБУ напряжению формируется импульс, уходящий на форсунки. Он и определяет давление на впускном клапане. При этом напряжение и давление связаны между собой прямо пропорциональной зависимостью.

Читайте также: Что такое датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) и для чего он нужен.

Где находится ДАД

Крепление ДАД на кузове.

Уже упоминалось, что датчик нужно искать на коллекторе. Подчеркнем только то, что применяется он только на инжекторных двигателях. В особенности это верно, когда автомобиль оснащен силовым агрегатом с турбонаддувом и компрессором.

Однако во многих моделях место его расположения несколько иное – в кузовной части моторного отсека и крепится он прямо к кузову. В этом случае входной штуцер и входной коллектор соединяются посредством гибкого шланга. Следует учесть, что ДАД устанавливается и тогда, когда на автомобиле отсутствует датчик массового расхода воздуха (ДМРВ).

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.

Как проверить датчик абсолютного давления

Методика диагностики ДАД зависит от спецификации сенсорного устройства, которое бывает аналоговым либо цифровым. Для подтверждения работоспособности аналогового датчика абсолютного давления необходим следующий алгоритм действий:

  • К вакуумному шлангу, соединяющему ДАД и входной коллектор, присоединяется переходник датчика, а к нему подключается манометр.
  • Запускается мотор и несколько минут работает на холостых. В случае разрежения в коллекторе ниже 529 мм, стоит посмотреть, не пропускает ли воздух сам шланг. Не лишним будет взглянуть на диафрагму датчика и убедиться, что на ней нет изъянов.
  • Сняв показания манометра, необходимо его отсоединить и поставить вместо него вакуумный насос. Далее следует создать разрежение 55-56 мм рт.ст. и остановить откачивание. Можно считать, что ДАД не поврежден, когда разрежение останется неизменным в течение около 30 сек, в ином случае устройству потребуется замена.

Когда имеем дело с цифровым датчиком, можно поступать так:

  • Переводим тестер в режим вольтметра.
  • Заводим двигатель и определяем положение контактов питания и заземления. К тестеру подсоединяем провод, подключенный к выходному контакту датчика. О его исправности говорит напряжение 2,5 В или около того. Если разница с указанным напряжением в сторону повышения или понижения существенная – устройство вышло из строя.
  • Тестер переключается в режим тахометра и отсоединяется вакуумный шланг.
  • Щуп «+» нужно подключить к сигнальному выводу, а «-» – к заземлению. В норме прибор должен показывать 4400-4900 об/мин.
  • Теперь требуется подсоединить вакуумный насос т к датчику абсолютного давления. По результатам многократных изменений разрежения скачков в показаниях тахометра и давления быть не должно.
  • Когда вакуумный насос будет отключен, тахометр должен показывать 4400-4900 об./мин, что говорит об исправности ДАД. В ином случае устройство неисправно.
Читать еще:  Что сделать если дымит двигатель на приоре

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

0,65 Bar), частота выходного напряжения датчика составляет около 105 Hz; — при увеличенной до 3-х тысяч оборотов в минуту частоте вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу (величина разрежения во впускном коллекторе составляет

0,7 Bar), частота выходного напряжения датчика составляет около 100 Hz. Осциллограмма выходного напряжения исправного датчика абсолютного давления во впускном коллекторе производства FORD. Зажигание включено, двигатель остановлен. Дифференциальный датчик давления. В некоторых системах управления двигателем, для измерения величины расходуемых системой EGR (Exhaust Gas Recirculation) отработавших газов, применяется дифференциальный датчик давления. Дифференциальный датчик давления отличается от датчика абсолютного давления наличием двух штуцеров — внутренняя камера датчика не загерметизирована, а соединена с дополнительным, вторым штуцером. За счёт этого, дифференциальный датчик давления сравнивает между собой давления на входных штуцерах; выходной сигнал датчика пропорционален этой разнице давлений. Система EGR служит для уменьшения количества выбрасываемых двигателем в атмосферу вредных окислов азота. Система EGR подводит часть отработавших газов к впускному коллектору, размешивая топливовоздушную смесь отработавшими газами. За счёт этого уменьшается температура сгорания топливовоздушной смеси и как следствие, уменьшается количество выбрасываемых двигателем в атмосферу окислов азота. Измерение величины потока отработавших газов от клапана EGR к впускному коллектору при помощи дифференциального датчика давления осуществляется следующим образом. В патрубке, соединяющем выход клапана EGR с впускным коллектором, имеется калиброванное сужение. Это сужение создаёт незначительное препятствие протекающим по патрубку отработавшим газам, вследствие чего, давление газов перед сужением оказывается несколько выше давления газов за сужением. Чем больше величина потока отработавших газов, протекающих через сужение, тем большая возникает разница давлений газов перед сужением и за ним. Входные штуцеры дифференциального датчика давления соединены с патрубком клапана EGR — один штуцер соединён с полостью до калиброванного сужения, а второй штуцер соединён с полостью за калиброванным сужением. С увеличением потока отработавших газов от клапана EGR к впускному коллектору, увеличивается разница давлений подводимых к входным штуцерам дифференциального датчика давления, датчик преобразовывает эту разницу давлений в напряжение. Таким образом, выходное напряжение дифференциального датчика давления оказывается пропорциональным величине потока отработавших газов от клапана EGR к впускному коллектору двигателя. Приложение 1 Характеристики некоторых датчиков абсолютного давления Разрежение GM, V FORD, Hz мм рт.ст. Bar 0 0 4,80 156. 159 25,7 0,034 4,52 51,4 0,067 4,46 77,1 0,103 4,26 102,8 0,137 4,06 128,5 0,171 3,88 141. 143 154,2 0,206 3,66 179,9 0,240 3,50 205,6 0,274 3,30 231,3 0,308 3,10 257 0,343 2,94 127. 130 282,7 0,377 2,76 308,4 0,411 2,54 334,1 0,445 2,36 359,8 0,480 2,20 385,5 0,514 2,00 114. 117 411,2 0,548 1,80 436,9 0,582 1,62 462,6 0,617 1,42 108. 109 488,3 0,651 1,20 514 0,685 1,10 102. 104 539,7 0,720 0,88 565,4 0,754 0,66 Приложение 2 Таблица переводов из одной системы в другую кПа мм рт.ст миллибар PSI 1 атм. 101,325 760 1013,25 14,6960 1 kPa 1 7,50062 10 0,145038 1 мм рт.ст. 0,133322 1 1,33322 0,0145038 1 миллибар 0,1 0,45062 1 0,0145038 1 PSI 6,89473 51,7148 68,9473 1 1 мм вод.ст. 0,009806 0,07355 9,8*18-8 0,0014223

Датчики абсолютного давления

В технологических процессах, где важен показатель давления, а произвести измерения вручную не представляется возможным, применяется датчик абсолютного давления. Эксплуатируется в качестве преобразователя измеряемых величин в доступную информацию пользователю, выводя ее на дисплей. Подходит для статистического замера давления газов, жидкостей. Конструкция позволяет ему работать в агрессивной среде. Отличительной особенностью этого вида устройств является то, что опорной величиной (точкой отсчета) является абсолютный ноль (вакуум), что делает показатели именно этого прибора наиболее корректными, точными. Например, датчики, берущие за свою опорную величину атмосферное давление, могут иметь погрешности, так как это давление может изменяться, и значения в этот момент не будут отображать значения реального давления.

Принцип работы

Датчик не имеет вентиляционного отверстия и состоит из предмембранной камеры, из которой выкачан весь воздух (максимально низкое значение 5.10-4 PSI), создан практически абсолютный вакуум. С другой стороны от камеры располагается сенсор. Информация о значении давления передается за счет смещения положения защитной пластины внутри устройства. Смещение происходит с увеличением давления и приводит в движение разделительные ячейки, а те затрагивают мембрану. Мембрана в свою очередь передает информацию на сенсор, а сенсор преобразует информацию в сигнал, делая понятными величины давления для пользователя.

Читать еще:  Двигатель 21127 характеристики клапана гнет

Датчик абсолютного избыточно давления работает за счет давления на мембрану жидкости – входное давление через отведенный разъем приводит в движение защитную конструкцию в ячейке, осуществляющей замер. Показатель передает величину сенсору.

Сфера применения

Использование датчика абсолютного давление в различных средах позволяет понимать насколько давление закрытой системы отклоняется от нулевого состояния. Делает возможными своевременное вмешательство и коррекцию работы автоматических систем. Это не дает прерваться технологическому процессу, тем самым позволяя избежать убытков, связанных с простоем и неисправностью ценного оборудования и утратой сырья.

Промышленность. Пищевая, химическая и пр. ДАД позволяет контролировать параметры технологического процесса переработки, эффективность и качество результата которого зависит от абсолютного значения применяемых величин давления;

Пневматические насосные, гидравлические системы, компрессорные и иные установки. Здесь важен как датчик низкого абсолютного давления в тяжелых условиях, например в водной среде;

Метео-барометрические установки. Расположенные, перемещаемые в атмосфере. Для этих целей используются преимущественно электронные устройства со встроенными аналого-цифровыми микросхемами;

Системы компенсации крена и иных отклонений. ДАД устанавливается как преобразователь давления и статично мониторит работу электротехнических систем;

Энергетика, газовая и нефтяная промышленность. Требуется для контроля уровня давления относительно абсолюта величины в условиях полной герметичности. Контролирует понижение/увеличение давления. Это дает возможность контролировать рабочие характеристики систем и избегать аварийных ситуаций.

Так же находят применения в переработке, в фармацевтике, лабораторных и иных исследованиях.

Незаменим во взрывоопасных средах – под воздействием агрессивной среды или температурного воздействия, ломаясь – не несут угрозы системе, в которой применяется.

Классификация по видам

Сфера применения диктует некоторые особенности конструкции датчиков АД.

Чувствительный элемент. Возможен в кремниевом, керамическом или пьезорезистивном исполнении.

По типу выходного сигнала. Это может быть аналоговый, цифровой или ратиометрический.

По метрологическим характеристикам. Классы точности – имеется в виду диапазон возможной погрешности прибора и пр.

Варианты исполнения и технические характеристики разнообразны. Подобрать можно под любой технологический процесс, с учетом среды и климатических, механических особенностей эксплуатации.

Например, в автомобильной промышленности используются биометрический преобразователь абсолютного давления с встроенным датчиком температуры, который устанавливается в устройстве впускного коллектора. Сигналы, подаваемые датчиком, необходимы блоку управления для рациональной подачи топлива и воздуха в рампу. Т.е. пока двигатель не запущен, показатели датчика равны нулю, не зависят от величин атмосферного давления.

Также, биометрического типа датчик абсолютного давления газа используется в современном газобаллонном оборудовании, обеспечивая надежность функционирования.

Как выбрать датчик абсолютного давления

Используя каталог НПП Прома, можно выбрать и купить датчик абсолютного давления, соответствующий необходимым параметрам и характеристикам:

  • предельные значения выходящего постоянного тока;
  • напряжения питания;
  • диапазон нагрузочного сопротивления;
  • предел допустимой погрешности;
  • доп. температурная и иная погрешность;
  • климатическое исполнение датчика и температура рабочей среды;
  • степень защиты по ГОСТ;
  • наработка на отказ.

Цена датчиков абсолютного давления варьируется в зависимости от функционала и типа устройства, а также от корпуса, метода крепления и технических и эксплуатационных характеристик. Даже для работ одной отрасли могут использоваться абсолютно разные датчики.

НПП Прома специализируется на разработке и внедрении приборов автоматизации в производственный технологический процесс. Несколько десятков лет плодотворной работы конструкторского бюро, применение инноваций в технологии производства – позволяет НПП на должном уровне комплектовать устройствами своего изготовления ведущие промышленные, производственные объекты РФ.

Простота обслуживания приборов – датчиков абсолютного давления, упрощает монтаж, замену, чистку преобразователей, не отражаясь на производственных скоростях, не допуская снижения мощностей. Соотношения цена/качество – лучшее на рынке измерительного приборостроения. Сервисное обслуживание и широкая география поставок – делают сотрудничество с НПП Прома экономически привлекательным, максимально комфортным.

Датчик абсолютного давления воздуха: назначение, неисправности и замена ДАД

Электронная система управления двигателем (ЭСУД) состоит из блока управления, целой группы датчиков и исполнительных устройств. При этом одним из важнейших датчиков на инжекторном бензиновом или дизельном моторе является так называемый MAP-сенсор или датчик ДАД (датчик абсолютного давления воздуха).

• контролирует количество воздуха, который поступает в цилиндры силового агрегата;
• контроль осуществляется динамически (с учетом постоянно изменяющихся нагрузок и условий работы двигателя);

При этом ДАД активно учувствует в процессе смесеобразования. Блок управления определяет количество воздуха и подает на основании полученных данных необходимое количество топлива для формирования оптимальной по составу рабочей смеси топлива и воздуха. Любые сбои и неисправности датчика приведут к нарушениям в работе мотора. Подробнее читайте в нашей статье.

Датчики абсолютного давления: виды, устройство и принцип работы

Чтобы понять, что такое ДАД, следует рассмотреть общий принцип работы инжекторного мотора. Воздух поступает во впускной коллектор, после чего блоку управления необходимо рассчитать, сколько топлива подать через форсунки для приготовления оптимальной по составу топливовоздушной смеси.

Читать еще:  Вольво с40 характеристики двигателя

Затем датчик на коллекторе передает информацию на ЭБУ, после чего блок управления корректирует количество топлива, момент впрыска и т.д. При этом датчики абсолютного давления являются аналогом ДМРВ (датчик массового расхода воздуха).

Устройство датчика абсолютного давления воздуха

Датчик абсолютного давления воздуха производит замеры абсолютного давления воздуха во впускном коллекторе. При этом давление замеряется относительно «нулевой» точки низкого давления или вакуума. Кстати, еще существуют датчики относительного и дифференциального давления, которые меряют и затем производят сравнение давления воздуха с атмосферным.

В целом, по конструкции ДАД представляют собой:
1. пластиковый корпус, к которому присоединен патрубок для подключения к впускному коллектору;
2. с другой стороны корпуса выполнен электрический разъем для подключения к блоку управления;
3. внутри корпуса стоит чувствительный элемент.

При этом ДАД могут иметь разные типы чувствительного элемента. Например, тензорезисторы и чувствительный элемент на толстопленочной кремниевой подложке, где формируется замкнутый воздушный пузырек. Другой возможный вариант — мембрана с пьезорезисторами и закрытый объем (объем с опорным давлением).

Принцип работы датчика давления воздуха в коллекторе

Даже с учетом того, что есть определенные конструктивные отличия, среди существующих микромеханических датчиков можно выделить общий принцип работы.

Рассмотрим самый распространенный тип:

• внутри датчика имеется герметичный объем воздуха, за счет чего формируется опорное давление. Такое давление низкое (до 10 раз ниже атмосферного). С такого опорного давления идет отсчет давления воздуха во впускном коллекторе.
• герметичный объем закрыт мембраной диафрагмой, на которой установлены тензорезисторы (полупроводниковые пьезорезисторы). Как правило, их 4 штуки, подключение мостовое;
• на тензорезисторе формируется электрическое сопротивление, которое напрямую зависит от степени деформации мембраны (сопротивление меняется в том случае, если диафрагма растягивается или сжимается).

Чем сильнее будет разница давлений, тем большей будет деформация мембраны. В свою очередь, сопротивление пьезорезисторов меняется. Такие изменения фиксирует блок управления (контроллер), при этом различные данные по току и давлению прописаны в алгоритмах управления работой двигателя в ЭБУ.

Датчик на впускном коллекторе: виды и особенности

Среди существующих разновидностей датчиков давления на авто можно выделить устройства, которые отличаются:
• по типу выходного сигнала;
• по совместимости с типом двигателя (атмосферный и турбо мотор).

Как и многие другие датчики, ДАД бывают аналоговыми и цифровыми.
1. В случае с аналоговым устройством, сигнал аналогового типа формируется от тензорезисторов, далее передается на ЭБУ и обрабатывается. Такие датчики почти не встречаются на авто по причине того, что для работы с аналоговым устройством необходим особый блок управления.
2. Цифровой ДАД получил широкое распространение. Основное отличие от аналогового решения – в конструкцию датчика интегрирована схема, которая самостоятельно преобразует аналоговый сигнал в цифровой, после чего готовый сигнал передается на ЭБУ. При этом датчики такого типа совместимы с подавляющим большинством ЭБУ автомобилей.

Датчик данного типа измеряет не только давление, но и температуру воздуха, что позволяет производить более точные замеры и влиять на работу систем автомобиля (например, управлять интеркулером на турбомоторах). Еще добавим, что датчики давления в авто могут стоять не только на двигателе, но и в других системах (например, пневмоподвеска).

Неисправен датчик коллектора: признаки

С учетом того, что датчик давления впускного коллектора играет важную роль в работе ЭСУД автомобиля, неисправности датчика приводят к серьезным сбоям в работе мотора на всех режимах.

Как правило, если вышел из строя ДАД, можно выделить следующие признаки и симптомы:

• холостые обороты повышены или плавают;
• под нагрузкой обороты «скачут»;
• двигатель шумно работает и дымит;
• повышен уровень вибраций;
• в выхлопе присутствует запах горючего;
• падает мощность и увеличивается расход.

Появление указанных признаков четко говорит о необходимости проверки ДАД. Если в рамках диагностики выявлена неисправность датчика, проблема решается путем замены датчика абсолютного давления.

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:

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector