Микроконтроллеры Процессоры, проекты, программирование Датчики

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.

Неисправности устройства

Основным признаком неисправности ДАД становиться перерасход топлива. В результате неисправности аппарата в ЭБУ поступают неверные сведения о давлении, которое на деле ниже заявленного. В результате в цилиндры двигателя поступает богатая смесь.

Резко проседает динамика движка, не меняющаяся при прогреве. В выхлопе ощущается сильный запах топлива. Цвет выхлопа даже в жаркое время года остается белым. Холостой режим движка долгое время не снижает обороты. Машина двигается рывками при переключении передач. Множество посторонних звуков сопровождающих работу движка.

К поиску неисправностей прибора как обычно стоит приступать с проверки электронной цепи транспортного средства. Плохое соединение, грязные или обугленные контакты, всё это может привести к видимости неисправности прибора.

Выход из строя находящегося в корпусе ДАД датчика температуры также влияет на общую работу аппарата. Необходимо проверить вакуумный шланг на предмет повреждений и разгерметизации. Удостовериться в отсутствии иных неисправностей и поломок внутри прибора.

Ремонту прибор не подлежит, поэтому в случае неисправности сразу же подвергается полной замене. Исключение составляет чистка контактов. Исходя из этого, осуществляется и его диагностика. Проще всего по понятным причинам установить новый датчик и проверить работу. Если всё нормально, то старый аппарат можно выбросить.

Существует и более точная диагностика неисправности. Для этого необходимо вооружится соответствующими инструментами, такими как вольтметр, вакуумный манометр и насос, а также тахометр. Однако на деле выявление конкретной проблемы никак конечному пользователю не поможет и нужно сразу задумываться о замене после проверки проводки.

Замена измерителя на новый происходит без проблем. Снимается гибкий шланг, жгут проводов и отвинчиваются крепежи. После чего старое устройство снимается, а на его место устанавливается новое, с повторением всей процедуры обратной снятию.

Как устроен датчик температуры и давления воздуха

Конструкция датчика имеет в себе:

• атмосферную камеру, связанную с впускным коллектором;
• вакуумную камеру;
• электронный чип;
• диафрагма;
• 4 тензорезистора.

Отдельно стоит датчик температуры воздуха, но его температура обрабатывается одновременно с информацией с ДАД.

В результате работа детектора выглядит следующим образом:

1. всасываемый воздух оказывает давление на диафрагму, изгибая ее;
2. в установленных на диафрагме тензорезисторах меняется сопротивление и происходит пьезорезистивный эффект;
3. относительно сопротивления меняется и напряжение
4. полупроводники, соединенные мостом весьма чувствительны, а электрическая схема еще и усиливает напряжение, увеличивая его на 1-5В.
5. в результате в ЭБУ поступает значение выходного напряжение соответствующее давлению в измерителе.

Предсказание погоды

Датчики давления могут использоваться не только для определения высоты над уровнем моря, но и для предсказания погоды. Хорошо известно, что изменение давления предшествует смене погодных условий. Соответственно показания датчика давления, снимаемые в течение некоторого периода времени, могут являться основой погодных прогнозов. При этом имеется множество особенностей проведения подобных измерений.

Одним из важнейших моментов использования датчиков давления является место и способ установки. Для качественных измерений, корпус датчика должен быть установлен стационарно, в месте, защищенном от вертикальных потоков воздуха. В течение всего цикла измерений, составляющего несколько часов, положение датчика меняться не должно. Также необходимо учитывать изменение температуры в течение периода измерений, и производить необходимую коррекцию.

Сам принцип прогноза погоды, на основе тренда давления, достаточно прост. Направление изменения давления соответствует изменению погоды. Так понижение атмосферного давления обычно происходит перед ухудшением погоды, а повышение предшествует улучшению. Объясняет сущность этих явлений молекулярная модель воздуха. Для стандартных условий принято, что воздух состоит из смеси газов: 21% кислорода и 78% азота. Оставшийся процент отведен под другие газы. Молекулярная масса кислорода O₂ равна 32, азота N₂ — 28. Но в атмосфере кроме воздуха, присутствует большое количество водяного пара. Молекулярная масса H₂O равна 18, то есть пар существенно легче компонентов воздуха.

Молекулярная модель показывает, что при наличии большого количества водяного пара в атмосфере, давление должно быть низким. При этом большое количество влаги, как правило, свидетельствует о наличии облачности и возможности выпадения осадков. И наоборот, сухой воздух имеет более высокую массу, что приводит к увеличению давления. Снижение влаги в атмосфере становится признаком наступления хорошей погоды.

Изменение атмосферного давления достаточно медленный процесс. Соответственно проводить измерения следует через большие интервалы времени, например 2-3 часа. Сравнение начальных и конечных показаний на нескольких интервалах позволит определить, что происходит с давлением: рост или падение. На основании этих данных и формируется прогноз на ближайшие часы.

Пример прогноза по давлению

Существует еще один метод, предсказания погоды на основе измеренного давления. Этот метод более прост, но при этом позволяет получить краткосрочный прогноз, с не самой высокой вероятностью. Заключается он в определении текущего давления и сравнения его с погодной шкалой. Подобный способ раньше использовался в барометрах-анероидах, в которых шкала давления часто сопровождалась такими показателями как «дождь», «облачность», «ясно» и т.п. Средней величиной погодной шкалы принимается сухая погода с переменной облачностью, соответствующая на уровне моря давлению, равному 101.3 кПа или 760мм ртутного столба. Если измеренное значение ниже 101.3кПа, то в ближайшее время погода будет пасмурной. Даже если это не так, можно ожидать быстрого изменения метеорологических условий. И наоборот, если измеренное значение выше 101.3кПа, следует надеяться на солнечную погоду. Чем больше отклонение от средней точки, тем более ярко проявляются погодные явления, соответствующие текущей части шкалы. При использовании подобного метода прогнозирования следует учесть, что большинство населенных пунктов находятся выше уровня моря, поэтому использование в качестве среднего значения 101.3кПа приведет к погрешности прогноза, по высотным факторам. Чтобы устранить подобную погрешность, используется приведение давления в месте установки датчика к давлению на уровне моря и использование стандартной шкалы.

Здесь P(h) – текущее давление на высоте h, P(0) – давление, приведенное к уровню моря.

Прогноз погоды, основанный только на давлении или его тренде, не является абсолютным. В формировании метеорологических условий участвует огромное число факторов и явлений. Например, наличие тумана может привести к изменениям значения давления и искажениям тренда. Использование таких данных, в свою очередь, приведет к формированию не верного прогноза, особенно в областях, где туманы являются обычным делом. Также к ошибкам могут приводить восходящие и нисходящие потоки воздуха, что часто встречается в горной местности. Повысить точность прогнозирования в этих районах может создание сети метеостанций, либо использование дополнительных данных, например спутниковых метеоснимков.

You have no rights to post comments

Что собой представляет впускной коллектор

Перед тем как в подробностях рассмотреть особенности функционирования датчика давления, необходимо в общих чертах ознакомиться с впускным коллектором. Именно здесь встречается воздух и топливо.

Конструкция устройства позволяет сформировать воздушно-топливную жидкость с оптимальной консистенцией, которая будет воспламеняться в цилиндрах. Мало того, именно коллектор помогает равномерно распределить полученную субстанцию между всеми цилиндрами.

Внимание! Главная ценность коллектора – рост производительности всей системы.Чтобы коллектор мог максимально точно подобрать консистенцию и распределить воздушно-топливную жидкость между цилиндрами, и существуют разнообразные датчики. Одним из них является датчик давления.. На видео можно познакомиться с технологией производства впускного коллектора:

На видео можно познакомиться с технологией производства впускного коллектора:

https://youtube.com/watch?v=XEo0pb58GnM

Итог

Львиная доля неисправностей в двигательной системе происходит из-за неисправностей в работе этого детектора. В отличие от ДТОЖ, о неисправности ДАД никто лишний раз не сообщит, однако его проблемы достаточно хорошо ощущаются во время вождения автомобиля.

Чем раньше вы заметите проблему, тем быстрее сможете спасти двигатель от износа. Прислушиваться к движку и лишний раз открывать капот и проверять всё нет смысла. Элементарный перерасход топлива бывалый водитель обнаружит достаточно быстро. Переключение передач, сопровождаемое вдавливанием вас в сиденье, как в популярных фильмах также ощущается без особых ухищрений.

Следите за автомобилем и своевременно обновляйте выходящие из строя элементы.