Датчики вприскування: ДПДЗ, датчик фаз, швидкості і детонації

218

Датчики системи упорскування дозволяють контролера визначати, що відбувається з двигуном та автомобілем в цілому в конкретний момент часу. Розповімо про ДПДЗ, датчик фаз, швидкості і детонації.

Датчик положення дросельної заслінки

Сигнал ДПДЗ використовується контролером СУД для розрахунку кутового положення дросельної заслінки. ДПДЗ монтується на дросельному патрубку, при повороті дросельної заслінки її вісь передає свій рух на датчик.


ДПДЗ являє собою резистор потенціометричного типу. На одне плече потенціометра подається опорна напруга з контролера, друге плече з’єднана з “масою”. Третій контакт датчика з’єднаний з рухомим контактом потенціометра. Вихідний сигнал ДПДЗ змінюється пропорційно куту повороту дросельної заслінки. При повністю закритої дросельної заслінки напруга датчика становить 0,35—0,7 В, а при повністю відкритій — 4,05—4,75 Ст. Мінімальне значення напруги датчика, визначається контролером на режимі холостого ходу, використовується як початок відліку, тобто 0% відкриття дросельної заслінки.

За сигналом ДПДЗ контролер визначає поточний режим роботи двигуна. Повністю закрита дросельна заслінка відповідає режиму холостого ходу. При великих кутах відкриття дросельної заслінки відбувається перехід на потужностний режим роботи, при якому досягається максимальний момент або максимальна потужність двигуна. При проміжних значеннях відкриття дросельної заслінки (режим часткових навантажень) контролер підтримує стехіометричний склад паливоповітряної суміші.

За сигналів ДПКВ та ДПДЗ контролер визначає навантаження двигуна. Цей параметр використовується для розрахунку паливоподачі та кута випередження запалювання, в разі несправності ДМРВ.
Для компенсації короткочасного збіднення паливоповітряної суміші при швидкому відкритті дросельної заслінки контролер розраховує добавку до базової топливоподаче, використовуючи інформацію про збільшенні сигналу ДПДЗ.

Що таке датчик детонації?

датчик детонацииУ двигунах внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням при певних умовах можуть виникнути аномальні процеси згоряння, які призводять до зниження потужності і коефіцієнта корисної дії двигуна. Це небажане явище називається детонацією і є наслідком самозаймання ще не охопленої полум’ям свіжої паливоповітряної суміші.

Нормально почався процес згоряння паливоповітряної суміші і стиснення її поршнем обумовлюють підвищення тиску і температури в камері згоряння, які можуть викликати самозаймання решти газів. При цьому швидкість поширення полум’я може бути вище 2000 м/с, у той час як швидкість нормального згоряння становить близько 30 м/с. При такому ударному згорянні в камері створюється високий тиск. Тривала детонація може призвести до механічних пошкоджень прокладки головки блоку циліндрів, головки поршня і в зоні клапанів.

Характерні коливання детонаційного згоряння реєструються датчиком детонації, перетворюються в електричний сигнал і передаються в блок управління двигуном. Конструктивно датчик детонації являє собою акселерометр, тобто п’єзокерамічні прилад, що перетворює енергію механічних коливань блоку циліндрів двигуна в електричний сигнал. Іншими словами, це приймач звукових коливань в твердих тілах.

При виникненні вібрації інерційна маса впливає на п’єзоелемент з відповідними частотою і зусиллям, в результаті виникнення п’єзоефекту на контактах з’являється електричний сигнал. У контролері вихідний сигнал датчика детонації піддається спеціальній обробці для виявлення моменту виникнення детонаційного згоряння паливоповітряної суміші.

Важливими характеристиками датчика детонації є:

  • температурний діапазон. Датчик повинен бути працездатним до 150-200°С;
  • власна резонансна частота. Розрізняють системи з резонансними і широкосмуговими датчиками детонації. У системах з резонансним датчиком значення власної резонансної частоти збігається з частотою детонаційних коливань в циліндрі, а в системах з широкосмуговим датчиком власна резонансна частота датчика значно вище, але на частотній характеристиці існує рівномірний ділянка, що лежить у діапазоні частот детонаційних коливань;
  • коефіцієнт перетворення. Показує, як співвідноситься амплітуда вихідного сигналу з амплітудою детонаційних коливань в місці установки датчика.

Що таке ДФ? Датчик фаз

датчик фазРозподільний вал управляє впускними і випускними клапанами двигуна. Частота його обертання в два рази нижче, ніж частота обертання колінчастого валу.

Коли поршень наближається до верхньої мертвої точки, то по положенню колінчастого валу неможливо визначити, на якому такті роботи двигуна це відбувається: на такті стиснення з подальшим займанням паливоповітряної суміші або на такті випуску відпрацьованих газів. Ця інформація актуальна для системи фазированного впорскування, де подача палива здійснюється через одну форсунку в той циліндр, де відбувається такт стиснення безпосередньо перед відкриттям впускного клапана.

Щоб контролер міг чітко визначати, який з форсунок йому треба керувати в даний момент, використовується сигнал датчика положення розподільчого валу. Його ще називають датчиком фаз.

У системах управління двигуном використовується датчик на основі ефекту Холла. Він реєструє проходження металевої шторки з прорізами, яка пов’язана з розподільним валом, і подає сигнали управління бортовому комп’ютеру двигуна. Шторка встановлюється на шківі приводу распредвала двигуна і має тільки одну проріз. Конструкція шторки така, що ДФ формує імпульс в той момент, коли такт стиснення припадає на перший циліндр.

Параметри імпульсу датчика фаз такі: проріз навпроти датчика — низький рівень (напруга близько до 0 вольт), інакше — високий рівень (напруга близько до напруги бортової мережі). Таку конструкцію має щілинний датчик. Також використовується датчик фаз торцевого типу. Він також працює на ефекті Холу, тільки реагує не на проріз у шторці, а на спеціальну задаючу мітку, яка кріпиться на распредвале або на шківі приводу розподільного валу. Відстань між міткою й датчиком набагато менше відстані між датчиком і розподілвалом.

Що таке ДС? Датчик швидкості

датчик скоростиДля роботи системи управління двигуном необхідна інформація про рух автомобіля. Про наявність руху і швидкості автомобіля контролер робить висновок за сигналами з датчика швидкості. Він встановлюється на коробці передач і видає шість імпульсів на один метр руху автомобіля.

В цьому датчику також використовується ефект Холла, а вихідні параметри сигналів ідентичні сигналами датчика фаз. Задає елементом служить встановлений на внутрішній осі датчика диск із закріпленим на ньому багатополюсним магнітом або шторка з шістьма прорізами.

Існують два типи датчиків швидкості: прохідні і непрохідні. Прохідні встановлюються в розрив кріплення троса приводу спідометра. Непрохідні датчики встановлюються в автомобілях з електронною комбінацією приладів. У цьому випадку сигнал з датчика швидкості подається не тільки в контролер системи управління двигуном, але і на електронну комбінацію.

Про інших датчиках системи упорскування розказано в статтях:

  • ДМРВ – датчик масової витрати повітря
  • Лямбда зонд. Як він працює?