Датчики систем управления двигателем

 ДПДЗ (Датчик положения дроссельной заслонки)

Сигнал, исходящий из датчика положения дроссельной заслонки применяется контроллером системы управления двигателем для расчета углового положения самой дроссельной заслонки. ДПДЗ будет смонтирован на дроссельном патрубке, когда дроссельная заслона повернута, ее ось передаст свое движение прямо на датчик. ДПДЗ имеет вид резистора потенциометрического типа. На одном из плеч потенциометра с контроллера подается опорное напряжение, второе же плечо подсоединено к «массе». Третий контакт датчика соединяется с подвижным контактом потенциометра. Сигнал на выходе ДПДЗ пропорционально изменятся исходя из угла поворота дроссельной заслонки. Когда заслонка полностью закрыта на датчике будет напряжение 0,35—0,7В, в то время как при открытой заслонке — 4,05—4,75В. Минимальное значение напряжения, которые будет на датчике определяется контроллером в режиме работы на холостом ходу, оно используется системой как начальная точка отсчета, другими словами 0% открытия заслонки. Полностью закрытая дроссельная заслонка аналогична режиму холостого хода. Когда угол открытия слишком большой, происходит переход на мощностной режим работы, в этом случае достигается максимальный крутящий момент, при минимальной мощности двигателя. Когда дроссельная заслонка открыта частично, то контроллер поддерживает на должном уровне стехиометрический состав топливной смеси. Исходя из этих данных, ДПДЗ контроллер определяет ту нагрузку, которую надо возложить на  двигатель.

Для того чтобы компенсировать кратковременное обеднение смеси, когда дроссельная заслонка быстро открывается, контроллер вычисляет добавку в базовой топливоподаче, применяя ту информацию, который получает из сигнала ДПДЗ.

Датчик детонации (ДД)

В двигателях внутреннего сгорания с зажиганием при помощи искры в некоторых условиях могут возникать звенящие процессы сгорания, которые могут привести к тому, что снижается коэффициент полезного действия и мощность двигателя. Подобное нежелательное явление механики называют детонацией. Оно является следствием того, что топливовоздушная смесь, которая еще не охвачена пламенем, воспламеняется сама.

Если процесс сгорания топливной смеси и сжимание ее поршнями начались нормально, обуславливается повышенная температура и давление газа, а это служит основным фактором того, что смесь воспламенится сама. Также важно отметить то, что скорость воспламенения может превышать 2000 м/с, в то время как скорость при нормальном горении редко превышает показатель в 30 м/с.

В случае такого быстрого сгорания в камере непременно возникает большое давление. Если детонация является длительной, то подобная термическая нагрузка и высокое давление могут привести к механическим повреждениям головки цилиндров и ее прокладки, а также головки и поршня в зоне клапанов. Характерные колебания сгорания при детонации будут зарегистрированы датчиком детонации, который преобразовывает электрический сигнал и передает его в контроллер системы управления двигателем. По факту датчик детонации -  это акселерометр или пьезокерамический прибор, который может преобразовать механические колебания двигателя в электрический сигнал. Или же можно сказать, что это приемник звуковых колебаний в твердых телах.

Когда возникает вибрация, инерционная масса начинает свое воздействие на пьезоэлемент с некоторой частотой и усилением, в результате чего возникает пьезоэффекта, и на контактах появляется электро сигнал. В контроллере сигнал датчика детонации на выходе специально обрабатывается для того, чтобы обнаружить тот момент, когда именно возникла детонация, и началось самовозгорание топливной смеси.

Очень большое значение имеет то место, где будет установлен данный датчик. При выборе, руководствуются следующими методами:

• не должны сильно различаться по уровню сигналы детонации от каждого из цилиндров;
• уровень сигнала должен иметь необходимую для его последующей обработки величину;
• помехи, которые возникают от иных шумов двигателя при работе, должны быть как можно меньше.

Одними из важных характеристик датчика является:

• диапазон температур. Датчик может работать только лишь при температуре от 150 до 220^оС.
• резонансная частота самого датчика. По этому принципу, когда определяется наличие детонации, различают устройства, которые предназначены определять широкополосные и резонансные волны. В системе с датчиками резонанса значение их резонансной частоты совпадает с той частотой, которая возникает при детонационных колебаниях в цилиндре, намного выше резонансная частота в системах с широкополосным датчиком. Однако на частотной ленте есть некоторый участок, который находится в том диапазоне, в котором возникают детонационные колебании, другими словами определяет коэффициент преобразования. Он покажет нам, как соотносится амплитуда детонационных колебаний с амплитудой выходного сигнала в том месте, где установлен датчик.

Датчик фаз (ДФ)

Распределительный вал управляет выпускными и впускными клапанами в двигателе. Часто бывает так, что его вращение в пару раз ниже чем та частота, с которой вращается коленчатый вал. Когда поршень почти приближен к верхней мертвой точке, то по значению понижения коленвала нереально определить, в каком из тактов работы двигателя произошла неполадка: на такте выпуска, когда выбрасываются отработанные газы или на такте сжатия, когда воспламеняется топливовоздушная смесь. Данный датчик будет актуален для систем фазированного впрыска, где топливо подается через одну форсунку в один цилиндр, так непосредственно и происходит такт сжатия, перед тем как будет открыт впускной клапан.

Для того чтобы, контроллеру было понятно какой из всех форсунок ему надо управлять в этот момент и используется сигнал принимаемый от датчика распределительного вала. Его также называют датчиком фаз.

В двигателях ВАЗ используется так называемый датчик Холла. Вам наверно известны принципы работы бесконтактной системы зажигания на карбюраторных двигателях. Устанавливается датчик, который управляет коммуникатором, который работает по принципу датчика Холла. Регистрирует данные он прохождением металлической шторки с прорезями, которая связана с валом распределения, после чего подает сигналы управление коммуникатору. Шторка проходит между самим датчиком и постоянным магнитом, чем и прерывает мигание линии постоянного магнита, другими словами просто загораживает его. В случае, когда между датчиком и магнитом находится прорезь, то датчик будет издавать некий сигнал, который после небольшой обработки будет служить для коммуникатора управляющим.

Датчик скорости (ДС).

Такой датчик системы управления двигателем оказывает большую услугу, показывая информацию о движении автомобиля и его текущей скорости. Располагается он на коробке передач, и выдает сразу шесть импульсов за одни метр движения машины. В нем также использован эффект Холла, а сигналы на выходе идентичны тем, что исходят из датчика фаз. Основным элементом служит диск, который установлен на внутренней оси датчика, где рядом с ним находится многополюсной магнит.  Есть два типа таких датчиков: непроходные и проходные. Непроходные - устанавливаются на машину с электрической комбинаций приборов. Проходные - устанавливаются в разрыве крепления троса привода спидометра.