Назначение и принцип работы датчика абсолютного давления

Датчик давления предназначен для измерения абсолютного давления, то есть давления воздуха относительно вакуума. Полученные данные используются системой управления двигателем для вычисления плотности воздуха и его расхода при оптимизации приготовления воздушно-топливной смеси. Прибор выступает альтернативой расходомера воздуха, а в некоторых моделях авто работает совместно с расходомером.

В современных датчиках применяют две технологии измерения: микромеханическую и тонкопленочную. Первая – более прогрессивная, так как производит более точные измерения, и большинство датчиков изготовлены именно по ней. При наличии в двигателе турбонаддува, между компрессором и коллектором ставят дополнительный датчик, регулирующий давление наддува в зависимости от потребности двигателя, который конструктивно идентичен ДАД.

В конструкции датчика давления воздуха присутствует 2 камеры – атмосферная, связанная со впускным коллектором, и вакуумная. Там же расположены 4 тензорезистора, прикрепленных к диафрагме, и электронный чип. Давление воздуха действует на диафрагму, и она перемещает тензорезисторы, которые в зависимости от положения меняют сопротивление, что в итоге влияет на величину импульса от чипа к блоку управления.

Чувствительные полупроводники для повышения импульса соединены по схеме моста, а исходящее напряжение изменяется от 1 до 5 В. Полученное напряжение позволяет ЭБУ определить давление во впускном коллекторе – чем оно больше, тем показатель считается выше. Исходя из типа датчика, он выдает различный тип сигнала – цифровой или аналоговый. В аналоговом приборе дополнительно устанавливают аналогово-цифровой преобразователь.

Датчик получает результаты о давлении воздуха следующим образом:

1. Воздушный поток в коллекторе давит на диафрагму прибора, и она изгибается.
2. При механическом растяжении диафрагмы на тензорезисторах меняется сопротивление, то есть наблюдается пьезорезистивный эффект.
3. Пропорционально сопротивлению тензорезисторов, меняется напряжение.
4. Полупроводники в датчике соединены по мостовой схеме и очень чувствительны. Электрическая схема, расположенная в приборе, мостовое напряжение усиливает, в итоге на выходе оно изменяется в пределах 1-5 В.
5. Исходя из того, какое выходное напряжение поступает в блок управления, рассчитывается уровень давления на впускном клапане. Более высокое напряжение соответствует более высокому давлению.

Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе

Для начала стоит отметить, что в большинстве случаев, обзывать этот датчик датчиком абсолютного давления не совсем корректно, так как его задача не только измерить абсолютное давление в коллекторе, но а также и атмосферное (барометрическое) давление вне коллектора. Поэтому его с таким же успехом можно назвать и датчиком барометрического давления.

Для чего это необходимо?

Дело в том, что в разных местах нашей планеты атмосферное давление не одинаково. Да и в одном и том же месте давление с течением времени изменяется.

А при разном давлении изменяется и плотность воздуха, что приводит и к изменению массы воздуха на один и тот же объем. А это уже совершенно различные условия работы двигателя, и эту ситуацию блок управления двигателем должен учитывать, чтобы корректно управлять всё тем же двигателем.

При включении зажигания ЭБУ первым делом оценивает барометрическое давление. Так как пока двигатель не запущен, то давление в коллекторе равняется атмосферному. Именно этот момент позволяет избежать установки дополнительного датчика давления, который бы измерял барометрическое давление.

Ещё раз повторюсь — величина барометрического давления является очень важным измерением для нормальной работы системы управления двигателем!

Именно поэтому в мануалах по эксплуатации автомобиля указывается требование — при движении в горной местности или, наоборот, когда Вы едите с возвышенности, допустим, к морю, то необходимо периодически останавливать двигатель, чтобы ЭБУ определил новые значения барометрического давления.

Но кто из водителей будет останавливать двигатель, только из-за того, что так написано в книжке по эксплуатации? Да и кто, вообще, их читает?

Поэтому в ЭБУ закладывают алгоритмы перепроверки барометрического давления, которые работают и без остановки двигателя. Обычно это происходит при большой нагрузке на двигатель и при почти максимально открытой дроссельной заслонке.

Вот давайте посмотрим на приведенные графики. До резкого и полного нажатия педали газа, барометрическое давление составляет 98 кПа

Далее мы резко нажимаем педаль газа до упора и блок управления делает перезамеры барометрического давления. Оно теперь составляет 97 кПа

К чему это всё я описывал?

А чтобы подвести к первому заблуждению об этом датчике.

Большинство при проверке датчика абсолютного давления обращает внимание только на давление в коллекторе! Оно и понятно — датчик же абсолютного давления, значит и проверять необходимо абсолютное давление. Логика, в принципе, понятна, но имея уже какой-никакой опыт, я могу утверждать на основании своей личной статистики, что в подавляющем числе случаев неисправностей датчика абсолютного давления, проблемы вылезают как раз в некорректном измерении барометрического давления

Хотя абсолютное давление в этот момент не вызывает вопросов.

У меня таких проблемных графиков много и все я их выкладывать не буду, конечно. Но для примера парочку покажу. Вот барометрическое давление 112 кПа. Встречал показания и 115 кПа. Хотя максимальное давление на планете было официально зарегистрировано, по-моему, 108 кПа.

Поэтому датчик явно и нагло врет

Вот другой пример. Автомобиль едет по обычной дороге и показания барометрического давления составляют 98 кПа.

Но спустя пару секунд, давление падает до 84 кПа

Давление упало на 14 кПа! Такое может быть в реальности?

Конечно же нет. Датчик явно дает неверные показания. Хотя к абсолютному давлению в коллекторе претензий нет.

В общем, вывод первый — датчик абсолютного давления служит не только для измерения абсолютного давления, но и для измерения барометрического давления. Причём довольно часто проблемы проявляются именно в замерах барометрического давления, что приводит к проблемам в работе и пуске двигателя.

Второй вывод — датчик абсолютного давления измеряет давление в коллекторе! Если на последнем графике абсолютное давление составляет 28 кПа, то это и есть давление 28 кПа, но никак ни разрежение и, уж тем более, не вакуум, как часто можно встретить это описание в интернете. Это давление!

Ну теперь плавно перейдём к третьему и самому главному выводу. Для чего нужен датчик абсолютного давления и от чего зависят его показания.

Проверка исправности МАП-сенсора

Перед тем, как прибегнуть к проверочным действиям, надо отметить, что датчики бывают аналогового и цифрового типа. На автомобили Ланос устанавливаются цифровые датчики. Цифровые устройства отличаются от аналоговых наличием микросхемы, где осуществляется преобразование сигнала. Чтобы проверить исправность ДАД на Ланосе, понадобится подготовить первоначально следующие детали:

• Мультиметр
• Медицинский шприц

Процедура диагностики выглядит следующим образом:

1. Первоначально необходимо проверить величину напряжения на клеммах датчика. Для этого используется мультиметр, который устанавливается в режим измерения постоянного напряжения до 20В
2. Черный щуп прибора подключается к массе автомобиля (можно на минусовую клемму аккумулятора), а красный щуп нужно подсоединить к фишке центрального провода салатового цвета (если щуп не вмещается в тыльную части фишки, тогда используем скрепку или булавку). Этим проводом элемент соединен с ЭБУ, и происходит изменение напряжения в зависимости от давления
3. Включить зажигание авто, и снять показания. При включении зажигания проверяемый элемент измеряет атмосферное давление путем его сравнения с вакуумом. Напряжение на приборе при включенном зажигании должно составлять от 4,5 до 4,9В
4. Пониженное напряжение свидетельствует о неисправности датчика или шланга, соединяющего элемент с впускным коллектором. Шланг необходимо проверить на целостность, и при необходимости заменить

Если выходное напряжение ДАДа составляет 4,5-4,9В, значит переходим к дальнейшей проверке. Для этого необходимо отсоединить шланг от коллектора, и присоединить к нему шприц. При помощи шприца создается разряжение в датчике, и контролируются по прибору изменения напряжения. При возникновении разрежения (когда давление относительно атмосферного уменьшается), будет падать напряжение. Если этого не происходит, значит ДАД неисправен, и требуется его замена. Величина падения напряжения достигает 0,3-0,5В.

Это интересно!Для проверки не обязательно использовать шприц. Чтобы быстро проверить исправность датчика, понадобится завести мотор, и проследить за изменением напряжения на мультиметре. Снижение напряжения говорит об исправности элемента.

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 работает ДАД

Датчики MAP называются датчиками абсолютного давления в коллекторе, а не датчиками вакуума на впуске, поскольку они измеряют давление (или его отсутствие) внутри впускного коллектора. Когда двигатель не работает, давление внутри впускного коллектора такое же, как и внешнее атмосферное давление.

Когда двигатель запускается, внутри коллектора создается вакуум за счет движения поршней и ограничением, создаваемым дроссельной заслонкой. При полностью открытом дросселе при работающем двигателе вакуум на впуске падает почти до нуля, а давление внутри впускного коллектора снова почти равно внешнему атмосферному давлению.

Атмосферное давление обычно варьируется от 700 до 800 мм ртутного столба (93 – 105 кПа) в зависимости от вашего местоположения и климатических условий. Переводя в фунты на квадратный дюйм значение атмосферного давления будет равно 14,7 psi (pound-force per square inch).

Атмосферное давление, скриншот с яндекса

Вакуум внутри впускного коллектора двигателя, для сравнения, может варьироваться от нуля до 70 кПа или более в зависимости от условий эксплуатации.

Вакуум на холостом ходу всегда высокий и обычно составляет 50 – 65 кПа (от 400 до 500 мм рт. ст.) в большинстве транспортных средств. Самый высокий уровень вакуума возникает при торможении с закрытым дросселем. Поршни пытаются всасывать воздух, но закрытый дроссель перекрывает подачу воздуха, создавая высокий вакуум во впускном коллекторе (обычно на 13-17 кПа выше, чем на холостом ходу).

Когда дроссель внезапно открывается, как при ускорении, двигатель всасывает большое количество воздуха, и вакуум падает до нуля. Затем вакуум медленно поднимается, когда дроссель закрывается.

Когда ключ зажигания включается первый раз, прежде чем запустить двигатель, блок управления проверяет показания ДАД, чтобы определить атмосферное (барометрическое) давление.

Таким образом, датчик MAP может выполнять функцию датчика атмосферного давления (BARO). Затем ЭБУ использует эту информацию для регулировки воздушно-топливной смеси, чтобы компенсировать изменения давления воздуха из-за высоты и / или погоды.

Некоторые автомобили используют отдельный барометрический датчик для этой цели, а другие используют комбинированный, который измеряет оба давления и называется BMAP.

На двигателях с турбонаддувом ситуация немного сложнее, потому что при наддуве на самом деле может быть положительное давление во впускном коллекторе

Но датчику MAP это неважно, потому что он просто контролирует абсолютное давление внутри впускного коллектора

На двигателях с электронной системой впрыска «скорость-плотность» воздушного потока оценивается, а не измеряется непосредственно датчиком воздушного потока. Контроллер анализирует сигнал ДАД, а также обороты двигателя, положение дроссельной заслонки, температуру охлаждающей жидкости и температуру окружающего воздуха, чтобы оценить, сколько воздуха поступает в двигатель.

Блок управления также может принимать во внимание сигнал обогащения / обеднения от датчика кислорода и положение клапана EGR, прежде чем вносить необходимые поправки в воздушно-топливную смесь. Этот подход к управлению топливом не так точен, как в системах, использующих датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), но в тоже время он не так сложен и не слишком дорог

Смотрите видео о том, как работает датчик абсолютного давления в коллекторе:

Другое преимущество систем с ДАД состоит в том, что они менее чувствительны к утечкам вакуума. Любой воздух, который попадает в двигатель после ДМРВ, является «неизмеренным» и нарушает баланс, необходимый для поддержания соотношения воздушно-топливной смеси.

В системе с MAP датчиком, он обнаружит небольшое падение вакуума, вызванное утечкой воздуха, и контроллер компенсирует это, добавляя больше топлива.

На многих двигателях GM, которые имеют датчик массового расхода воздуха (MAF), датчик MAP также используется в качестве резервного в случае потери сигнала воздушного потока и для контроля работы клапана EGR. Отсутствие изменений в сигнале датчика MAP, когда включен клапан рециркуляции EGR, указывает на неисправность системы.

Глохнет при запуске.

Сообщение Habis » 26 фев 2015, 21:46

Сообщение antohas92 » 26 фев 2015, 22:28

Сообщение SkAD » 27 фев 2015, 07:02

Сообщение meXanicus » 27 фев 2015, 07:11

Сообщение zaikoboon » 27 фев 2015, 08:28

Сообщение Habis » 27 фев 2015, 10:45

Сообщение RusUFO » 27 фев 2015, 11:21

Сообщение Habis » 27 фев 2015, 13:03

Вот коэф-т который идет изначально в прошивке:

Его увеличение, мне лично не помогло. Поправка ALF не помогает.

Сообщение RusUFO » 27 фев 2015, 13:29

Habis писал(а): Вот коэф-т который идет изначально в прошивке:

Его увеличение, мне лично не помогло. Поправка ALF не помогает.

Источник

Принцип работы

Схема датчика абсолютного давления воздуха

Датчик абсолютного давления выполняет функции контроля количества воздуха, пройденного через дроссельную заслонку. Зная его, система формирует импульс форсункам, и в камеру сгорания попадает количество топлива, которое соответствует оптимальному соотношению топливной смеси. Принцип работы датчика абсолютного давления основан на изменении проводимости пьезорезисторов. Для понимания процесса рассмотрим, что происходит внутри устройства:

• На диафрагму, которая является чувствительным элементом прибора, действует давление из входного коллектора деформируя ее поверхность. С противоположной стороны диафрагмы при этом находиться область вакуума. Именно из-за этого узел носит название – датчик абсолютного давления.
• Деформация поверхности диафрагмы происходит за счет растягивания. При этом тензорезисторы, которые расположены на поверхности, изменяют свое сопротивление за счет пьезорезистивного эффекта. Пропорционально изменению сопротивления происходит изменение напряжения.
• Тензорезисторы соединены по схеме “мост” и поэтому имеют большую чувствительность. Еще больше ее увеличивает чип, расположенный в датчике. В результате, на выходе из датчика напряжение может принимать значение от 1 до 5В.
• Выходной сигнал поступает на входной канал электронного блока управления, где он оценивается и на его основе формируется команда для форсунок. При этом, чем выше напряжение, тем больше давление.

Статья в тему: Топливный насос высокого давления: разновидности, устройство и причины ремонта

По величине определяемого давления датчики делят на те, что используются в атмосферных двигателях (определяют от 0 до 1 атмосферы), и те, что используются с турбодвигателями или двигателями оснащенными механическими нагнетателями (определяют от 0 до 2 атмосфер).

Как почистить ДАД

Во время работы устройство постепенно зарастает грязью, снижающей чувствительность диафрагмы. Из-за этого могут наблюдаться симптомы, указывающие на неисправность ДАД. Чтобы очистить его от загрязнений, необходимо произвести демонтаж.

В зависимости от того, какой модели автомобиль, расположение датчика меняется. Если двигатель турбированный, то таковых может быть два, один из которых будет находиться на турбине, а второй на впускном коллекторе. Для крепления в любом случае будут использоваться болты — один или два в зависимости от конструкции.

Чтобы прочистить датчик, следует запастить карбклинерами или аналогичными чистящими средствами

Сначала приводится в порядок корпус, а затем осторожно очищаются и контакты

Наибольшее внимание уделяется уплотнительному кольцу и диафрагме. С ними требуется быть осторожным, главное — не допустить повреждений

Достаточно вбрызнуть некоторое количество чистящего состава, а затем вылить его с удаленными загрязнениями.

Очистка позволяет вернуть чувствительность сенсорам, и если проблема была только в загрязнении, диагностика покажет, что датчик в полном порядке, а двигатель будет работать в стандартном режиме. Если манипуляции не помогли, следует приобрести новый прибор на замену.

Краткая история

Школа автодиагностики Алексея Пахомова начала работу в 2011 году. Основным направлением деятельности было выбрано производство обучающих видеокурсов. Самый первый курс «Диагностика бензиновых двигателей» имел такой значительный успех, что было решено продолжить работу в этом направлении. В результате был разработан широкий портфель видеокурсов, посвященных автодиагностике.

Сегодня школа вышла на качественно новый уровень. На платформе дистанционного обучения «Прометей» создана целая система по подготовке специалистов автосервиса в области диагностики двигателей и электронных систем автомобиля. Выпускниками, не теряющими связь со школой, стали более 2300 специалистов из разных городов России, ближнего и дальнего зарубежья. Статьи, которые будут размещаться в журнале «АБС-авто», по существу, являются переформатированными для печати видеоматериалами, подготовленными специа­листами школы для известного профессионального российского журнала.

В своих обучающих курсах я почти не касался одного измерительного датчика, применяемого в мотортестерах. Речь идет о датчике давления/разрежения, имеющего предел примерно ± 1 Bar. В разных мотортестерах этот датчик имеет различные названия, но давайте в нашем разговоре будем называть его просто «датчик разрежения», потому что чаще всего измерять с его помощью приходится именно разрежение, т.е. давление ниже атмосферного.

Технические характеристики BMP280

К основным техническим характеристикам можно отнести следующие:

• Напряжение питания: 1.71V – 3.6V;
• Интерфейс обмена данными: I2C или SPI;
• Ток потребления в рабочем режиме: 2.7uA при частоте опроса 1 Гц;
• Диапазон измерения атмосферного давления: 300hPa – 1100hPa (±0.12hPa), что эквивалентно диапазону от -500 до 9000 м над уровнем моря;
• Диапазон измерения температуры: -40°С … +85°С (±0.01°С);
• Максимальная частота работы интерфейса I2C: 3.4MHz;
• Максимальная частота работы интерфейса SPI: 10 МГц;
• Размер модуля: 21 х 18 мм;

Советы по выбору и применению

При выборе датчика для своих потребностей нужно учитывать такие факторы:

• Наличие воздействий на оборудование извне (электромагнитные поля, вибрации, агрессивная среда).
• Диапазон измеряемой величины.
• Температурные показатели измеряемого воздуха и окружающей среды.
• Точность требуемых замеров.
• Целесообразный тип выходного сигнала.
• Влажность помещения, где будет установлен прибор.

Также, необходимо учесть вид измеряемого давления, его разброс, класс защиты прибора и материал корпуса.

Признаки неисправности датчика

Где находится датчик положения распредвала в шевроле нива и признаки его неисправностей

Поскольку на основе сигналов этого датчика происходит корректировка дозирования топлива и системы зажигания, то неисправность его приводит к искажению сигналов и как следствие – перебои в функционировании силовой установки или же невозможность запуска.

Признаками поломки датчика коленвала являются:

• не запускающийся мотор и сигнал «Check engine»;
• затрудненный запуск двигателя;
• неустойчивость работы мотора при разных режимах;
• ощутимое падение показателя мощности мотора без видимых причин;
• при увеличении нагрузки появляется детонация мотора.

Если проявился хоть один из данных показателей неисправности, следует узнать, не является ли датчик причиной сбоя в работе двигателя.

При отклонении сопротивления от нормы замените датчик, вывернув два винта его крепления.

Датчик скорости автомобиля установлен на картере коробки передач. 1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи. 2. Снимите воздушный фильтр.

3. Сожмите фиксатор и отсоедините от датчика колодку жгута проводов. 4. Выверните болт крепления датчика…

5….и снимите датчик скорости с автомобиля. 6. Снимите резиновое уплотнительное кольцо. Сильно обжатое, потерявшее эластичность или надорванное кольцо замените новым. 7. Установите датчик скорости в порядке, обратном снятию.

Датчик детонации крепится к блоку цилиндров двигателя. 1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи. 2. Снимите впускной коллектор.

3. Отсоедините от жгута проводов датчика колодку жгута проводов системы управления двигателем, выверните винт крепления датчика…

4….и снимите датчик детонации. 5.

Установите датчик фазы в порядке, обратном снятию.

Диагностический датчик концентрации кислорода установлен на выходе из катколлектора. Датчик измеряет содержание кислорода в отработавших газах и преобразует измеряемую величину в напряжение сигнала, который подается на электронный блок управления двигателем. Используя сигналы датчика, блок управляет впрыском топлива таким образом, чтобы получить расчетный состав топливовоздушной смеси.

Если датчик концентрации кислорода неисправен, токсичность отработавших газов может резко повыситься, а расход топлива увеличится. Вам потребуется ключ «на 22». 1. Снимите декоративный кожух двигателя. 2. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

3.

Отожмите фиксатор и разъедините колодку датчика концентрации кислорода.

4. Ослабьте затяжку датчика концентрации кислорода и выверните его из выпускного коллектора. 5. Установите диагностический датчик концентрации кислорода в порядке, обратном снятию.

Управляющий датчик концентрации кислорода установлен на входе в катколлектор, технология его замены аналогична технологии замены диагностического датчика концентрации кислорода.

Датчик положения коленчатого вала установлен на картере сцепления. Вам потребуется ключ «на 10». 1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

2. Разъедините колодку жгута проводов датчика.

3.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен на корпусе термостата. У датчика проверяют сопротивление на выводах при различных температурных режимах. Вам потребуются: ключ «на 19», тестер. 1. Снимите декоративный кожух двигателя. 2. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи. 3. Слейте жидкость из системы охлаждения двигателя.

4. Нажав на фиксатор, отсоедините колодку жгута проводов от датчика…

5….ослабьте затяжку датчика температуры охлаждающей жидкости…

6….и, повернув датчик, снимите его. 7. Подсоедините тестер к выводам датчика и опустите датчик в емкость с водой. 8. Измерьте сопротивление на выводах датчика при различных температурных режимах. Номинальное сопротивление исправного датчика указано в табл. 10.4.

9. Установите датчик в порядке, обратном снятию.

Датчик положения дроссельной заслонки встроен в дроссельный узел, при выходе датчика из строя замените дроссельный узел в сборе.

Для замены датчика положения распределительного вала (датчика фазы) вам потребуется ключ «на 10». 1. Снимите декоративный кожух двигателя. 2. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

3. Сожмите фиксатор колодки жгута проводов датчика фазы…

4….и отсоедините колодку от выводов датчика.

5. Выверните болт крепления датчика фазы…

6….и снимите датчик фазы с автомобиля. 7.

Проверка

Данные датчики имеют неразборную конструкцию, и ремонту они не подлежат. Поэтому если проверка показала неисправность его, то он попросту заменяется.

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.