Датчики: ДПДЗ, датчик фаз, скорости и детонации

Датчики системы впрыска позволяют контроллеру определять, что происходит с двигателем и автомобилем в целом в конкретный момент времени. Расскажем про ДПДЗ, датчик фаз, скорости и детонации.

Датчик положения дроссельной заслонки

Сигнал ДПДЗ используется контроллером СУД для расчета углового положения дроссельной заслонки. ДПДЗ монтируется на дроссельном патрубке, при повороте дроссельной заслонки ее ось передает свое движение на датчик.

ДПДЗ
ДПДЗ представляет собой резистор потенциометрического типа. На одно плечо потенциометра подается напряжение с контроллера, второе плечо соединено с “массой”. Третий контакт соединен с подвижным контактом потенциометра. Выходной сигнал ДПДЗ изменяется пропорционально углу поворота дроссельной заслонки. При полностью закрытой дроссельной заслонке его напряжение составляет 0,35—0,7 В, а при полностью открытой — 4,05—4,75 В. Минимальное значение напряжения датчика, определяемое контроллером на режиме холостого хода, используется как начало отсчета, то есть 0% открытия дроссельной заслонки.

По сигналу ДПДЗ контроллер определяет текущий режим работы двигателя. Полностью закрытая дроссельная заслонка соответствует режиму холостого хода. При больших углах открытия дроссельной заслонки происходит переход на мощностной режим работы, при котором достигается максимальный момент или максимальная мощность двигателя. При промежуточных значениях открытия дроссельной заслонки (режим частичных нагрузок) контроллер поддерживает стехиометрический состав топливовоздушной смеси.

По сигналам ДПКВ и ДПДЗ контроллер определяет нагрузку двигателя. Этот параметр используется для расчета топливоподачи и угла опережения зажигания в случае неисправности ДМРВ.
Для компенсации кратковременного обеднения топливовоздушной смеси при быстром открытии дроссельной заслонки контроллер рассчитывает добавку к базовой топливоподаче, используя информацию о приращении сигнала ДПДЗ.

Датчик детонации

датчик детонацииВ двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием при определенных условиях могут возникнуть аномальные процессы сгорания, которые приводят к снижению мощности мотора. Это нежелательное явление называется детонацией и является следствием самовоспламенения еще не охваченной пламенем свежей топливовоздушной смеси.

Нормально начавшийся процесс сгорания топливовоздушной смеси и сжатие ее поршнем обуславливают повышение давления и температуры в камере сгорания, которые могут вызывать самовоспламенение оставшихся газов. При этом скорость распространения пламени может быть выше 2000 м/с, в то время как скорость нормального сгорания составляет около 30 м/с. При таком ударном сгорании в камере создается высокое давление. Длительная детонация может привести к механическим повреждениям прокладки головки блока цилиндров, поршня и головки в зоне клапанов.

Характерные колебания детонационного сгорания регистрируются датчиком детонации, преобразуются в электрический сигнал и передаются в блок управления двигателем. Конструктивно он представляет собой акселерометр, преобразующий энергию механических колебаний блока цилиндров двигателя в электрический сигнал.

При возникновении вибрации инерционная масса воздействует на пьезоэлемент с соответствующими частотой и усилием, в результате пьезоэффекта на контактах появляется электрический сигнал. В контроллере выходной сигнал датчика детонации подвергается специальной обработке для обнаружения момента возникновения детонационного сгорания топливовоздушной смеси.

Важными характеристиками датчика детонации являются:
  • температурный диапазон. Он должен быть работоспособным до 150—200°С;
  • собственная резонансная частота. Различают системы с резонансными и широкополосными датчиками детонации. В резонансных устройствах значение собственной частоты совпадает с частотой детонационных колебаний в цилиндре. В широкополосных системах - собственная резонансная частота значительно выше, но на частотной характеристике существует равномерный участок, лежащий в диапазоне частот детонационных колебаний;
  • коэффициент преобразования. Показывает, как соотносится амплитуда выходного сигнала с амплитудой детонационных колебаний в месте установки датчика.

Датчик фаз

датчик фазРаспредвал управляет впускными и выпускными клапанами двигателя. Частота его вращения в два раза ниже, чем частота вращения коленчатого вала.

Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, то по положению коленчатого вала невозможно определить, на каком такте работы двигателя это происходит. На такте сжатия с последующим воспламенением топливовоздушной смеси или на такте выпуска отработавших газов. Эта информация актуальна для системы фазированного впрыска. Там подача топлива осуществляется через одну форсунку в тот цилиндр, где происходит такт сжатия непосредственно перед открытием впускного клапана.

Чтобы контроллер мог четко определять, какой из форсунок ему надо управлять в данный момент, используется сигнал датчика положения распределительного вала. Его еще называют датчиком фаз.

В системах управления двигателем используется датчик на основе эффекта Холла. Он регистрирует прохождение металлической шторки с прорезями, которая связана с распределительным валом, и подает сигналы управления бортовому компьютеру двигателя. Шторка устанавливается на шкиве привода распредвала двигателя и имеет только одну прорезь. Конструкция шторки такова, что ДФ формирует импульс в тот момент, когда такт сжатия приходится на первый цилиндр.

Параметры импульса таковы: прорезь напротив датчика — низкий уровень (напряжение близко к 0 вольт), иначе — высокий уровень (напряжение близко к напряжению бортовой сети). Такую конструкцию имеет щелевой датчик. Также используется прибор торцевого типа. Он реагирует не на прорезь в шторке, а на специальную задающую метку, которая крепится на распредвале или на шкиве привода распредвала. Расстояние между меткой и датчиком гораздо меньше расстояния между ним и распредвалом.

Датчик скорости

датчик скоростиДля работы системы управления двигателем необходима информация о движении автомобиля. О наличии движения и скорости автомобиля контроллер делает вывод по сигналам с датчика скорости. Он устанавливается на коробке передач и выдает шесть импульсов на один метр движения автомобиля.

В нём используется эффект Холла, а выходные параметры сигналов идентичны сигналам датчика фаз. Задающим элементом служит установленный на внутренней оси диск с закрепленным на нем многополюсным магнитом или шторка с шестью прорезями.

Существуют два типа: проходные и непроходные. Проходные устанавливаются в разрыв крепления троса привода спидометра. Непроходные - устанавливаются в автомобилях с электронной комбинацией приборов. В этом случае сигнал с датчика скорости подается не только в контроллер системы управления двигателем, но и на электронную комбинацию.
Что ещё можно почитать