Устройство, принцип действия, диагностика датчика абсолютного давления во впускном коллекторе manifold absolute pressure sensor (map-sensor)

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.

https://youtube.com/watch?v=7uFHW8i24SI%3F

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.

Проверка и настройка

Как проверить датчик давления, если возникли подозрения в его работоспособности? Проверка разделяется на два этапа. Сперва нужно прозвонить электрическую цепь измерителя, чтобы убедиться в отсутствии обрыва или короткого замыкания. Методика проверки мультиметром аналогична работе с другими электроприборами.

Если такая диагностика не выявила проблемы, то следующий шаг — проконтролировать регулировки сенсора на соответствие реальной величине давления. Для этого не обойтись без эталона, в показаниях которого нет сомнений. Для этого выполняют подключение датчика давления к испытательной емкости, оборудованной прошедшим метрологическую поверку манометром. Поскольку настраивать сам сенсор обычно невозможно, регулируют воспринимающий его сигнал прибор так, чтобы его показания не расходились с эталоном.

Рассмотрим несколько примеров тестирования устройств, с которыми многие сталкиваются в жизни.

Регулировка реле насосной станции

Для примера рассмотрим, как настроить нормальную работу устройства, включающего и выключающего насос на установке автономного водоснабжения. Его схема содержит датчик давления и две пружины с регулировочными гайками, воздействующие на электрический контакт. Они находятся под защитной пластмассовой крышкой реле, закрепленного возле двигателя насоса.

Изменяя затяжку пружин вращением гаек, наблюдают за показанием штатного манометра и добиваются требуемой величины сжатия воздуха в гидроаккумуляторе системы по нижнему и верхнему пределам.

Автомобильный датчик абсолютного давления

Этот сенсор находится на впускном коллекторе двигателей, оборудованных впрыском топлива. Он известен также под названием MAP (Manifold Absolute Pressure) или русской аббревиатурой ДАД. Его задача — направлять в электронный блок управления двигателем сигнал о степени сжатия воздуха на впуске, что необходимо учитывать для оптимизации состава топливной смеси. При отказе ДАД форсунки впрыскивают в цилиндры больше бензина, чем нужно двигателю для оптимальной работы, отчего вырастает его расход, падает мощность, обороты становятся нестабильными.

Тестирование выполняется подключением датчика давления к мультиметру и замером электрического сопротивления в разных режимах. Роль эталонного прибора здесь играет бортовой компьютер автомобиля, в котором хранятся стандартные параметры. При отклонении от них деталь признается негодной и выбраковывается, поскольку возможности ее регулировок не предусмотрены.

Устройство и типы сенсоров

Принцип работы датчиков давления основан на фиксации изменения состояния среды чувствительным элементом (приемником). Электронный каскад вторичной обработки преобразует выходной сигнал до принятых стандартных параметров.

По типу чувствительного элемента существует несколько решений.

Емкостные

Данный вариант использует эффект изменения электрической емкости элемента, в котором гибкая мембрана является одной из обкладок конденсатора совместно с неподвижным корпусом. Преимущества в прямом измерении электрических характеристик без промежуточных преобразований; защищенности сенсора от перегрузок и импульсного удара; стабильности показаний. Именно такие датчики давления чаще применяют в промышленном оборудовании. Например, в компрессорах, воздушных и гидравлических насосах, диагностической аппаратуре.

Особый интерес представляет возможность изготовить именно такой датчик давления своими руками. Ведь из всех прочих разновидностей только емкостные сенсоры не требуют для производства точной механики или особого оборудования. Две токопроводящие пластины несложно соединить через прокладку из упругого диэлектрика, а настраивать самодельный датчик давления можно, используя в качестве эталона надежный проверенный манометр.

Индуктивные

Регистрируют токи в катушках с переменным полем, одна из которых располагается на упругой мембране. Небольшое перемещение магнита относительно воздушного зазора, приводит к сильному изменению индуктивности. Благодаря этому достигают высокой чувствительности сенсора.

Электронные

Кроме перечисленных, электронный датчик давления воздуха может быть реализован и на других физических принципах: изменении теплопроводности, ионизации газа. Такие сенсоры требуют точной настройки и используются в сложной аппаратуре и научных приборах. Их достоинство в способности измерять сверхнизкие давления, включая глубокий вакуум.

Тензометрические

Используется изменение электрического сопротивления при деформации тензорезистора, который расположен на упругом элементе. Сам тензорезистор изготовлен в виде тонких проводников на слюдяной или бумажной подложке площадью 2–10 квадратных мм.

По-другому этот тип сенсоров называется резистивным.

Механические

Группа устройств, в которых давление внутри системы приводит к механическому движению частей сенсора относительно неподвижного основания. Это перемещение регистрируется прибором.

Достоинством измерителей данной группы служит их очень высокая чувствительность в некоторых диапазонах, где другие конструкции недостаточно эффективны. Так датчик низкого давления в вакуумной системе должен реагировать на изменения порядка 0.01 Мпа. Этого можно добиться, применяя чувствительную мембрану. Другой тип механического измерителя — трубка Бурдона. Используется в приборах, в которых нет электроники, непосредственно воздействуя на стрелку. По этому принципу действуют механические манометры, а также глубиномеры (включая наручные для водолазов).

Похожий принцип реализован в знакомых многим автомобильных указателях моторного масла. Упругий элемент реагирует на сжатие, через толкатель перемещая подвижный контакт по обмотке реостата. Электрическое сопротивление изменяется, что и регистрирует прибор.

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.

Неисправности ДАД

Признаки неисправности датчика, в первую очередь выявляются в переходе электронного блока управления авто в экстренный режим работы. На что это влияет? Во-первых, мотор будет работать не экономно, выявится перерасход бензина. Появляется небольшая детонация, ухудшается разгон автомобиля, появляется запах горючего из выхлопной системы. Далее, двигатель не сбавляет обороты несмотря на долгое прогревание и достижения рабочей температуры, рывки при переключения передач.

Что следует предпринять автомобилисту неопытному в таких делах? Следует знать, что ДАД во впускном коллекторе — достаточно надежный элемент, редко имеющий какую-либо неисправность. Поломки следует искать прежде всего в контактах и гибких шлангах, соединяющих штуцер и впускной коллектор. Нужно прежде всего рассмотреть разрыв гибких трубок или их загрязнение. Конечно же, при нарушений целостности трубок, их следует просто заменить а загрязнение почистить. Это все касается внешних неисправностей. Если все-таки что то не так с самим датчиком, даже не пытайтесь что либо предпринять самостоятельно! ДАД настолько сложное устройство, что безграмотное вскрытие просто разрушит его. Здесь выходом может быть полная замена прибора.

Масляный датчик: как устроен и работает

Начнем с того, что уровень масла всегда должен быть не выше и не ниже нормы

Также важно убедиться, чтобы само масло было в нормальном состоянии, подходило для двигателя по вязкости и другим характеристикам. Давление  масла тоже должно быть в пределах нормы

Только в этом случае силовой агрегат получает возможность достаточно долго работать с минимальным износом и потерями на трение. Однако если по каким-либо причинам  работа масляной системы нарушается, это может привести к быстрому выходу двигателя из строя.

В отдельных случаях мотор может заклинить, что весьма опасно, если машина находится в движении. Чтобы своевременно предупредить водителя о том, что давление масла упало, устанавливается специальный датчик.

При этом бывает и так, что с системой смазки и двигателем все в порядке, однако датчик сигнализирует о том, что с давлением проблемы.  Другими словами, на панели горит лампочка давления масла. Так или иначе, чтобы точно определить причину, нужно знать, как выполняется проверка и замена датчика давления масла.

Итак, на тех или иных ДВС указанный датчик стоит в разных местах. Например, на ВАЗ-2112 с 16-клапанным мотором датчик давления масла   расположен с левой стороны двигателя на торце корпуса возле подшипников распредвала. Чтобы точно определить место установки и где находится датчик давления масла, нужно изучить мануал конкретного авто.

Идем далее. Что касается видов датчиков, можно выделить:

• электронный датчик давления масла;
• механический датчик давления масла;

Первый вариант часто называется аварийным, так как он работает по принципу «есть давление» или «нет давления». При этом точных данных устройство не дает.

Как правило, основной его задачей является только информирование о том, что в двигателе давление масла упало до критической отметки и мотор нужно срочно глушить.

Само собой, минусом такого датчика является то, что зачастую даже если водитель успевает быстро заметить загорание лампочки и заглушить двигатель, без последствий для ДВС это не обходится.  

В свою очередь, механический датчик достаточно точно определяет давление масла. Благодаря этому по стрелочной шкале можно понять, какое давление масла в двигателе, как оно изменяется, когда мотор начал работать в условиях масляного голодания и т.д.

Также добавим, что некоторые авто имеют сразу два датчика, то есть решения обоих типов. Это позволяет точно определить давление масла, а также вовремя среагировать на сигнал, который посылает датчик аварийного давления масла, если давление критически низкое.

Если рассматривать принцип работы датчика масла, тогда электронный аналог намного проще, чем механический. С одной стороны, это означает более высокую надежность, хотя с другой именно такое решение не способно отобразить точные данные по давлению.

Конструктивно электронный датчик масла включает в себя:

1. корпус;
2. мембрану;
3. контакты;
4. толкатель.

Указанный датчик подключен к электрической цепи,  куда также интегрирована лампочка-индикатор аварийного давления. Когда мотор заглушен, мембрана выпрямлена и толкатель задвинут, а контакты замкнуты. Если в это время подать питание на датчик, лампочка аварийного давления масла загорится, что обычно водители наблюдают во время пуска двигателя.

После того, как мотор начал работать и маслонасос создал нужное давление, указанное давление масла продавливает мембрану, которая контактирует с толкателем. Толкатель попросту размыкает контакты, лампочка масла на панели приборов гаснет. Если же давление неожиданно упадет ниже допустимого, контакты замкнутся и загорится аварийный индикатор. То же самое произойдет, если неисправен датчик.

Механический датчик давления масла сложнее, в его устройстве можно выделить: корпус, мембрану, толкатель, ползунок, а также нихромовую обмотку и дополнительные элементы.

Работает такой датчик подобно электронному, то есть масло давит на мембрану, которая двигает толкатель. Далее от толкателя усилие передается на механизм, меняющий сопротивление. Благодаря такой работе данные по давлению поступают на стрелочный указатель на панели приборов.

При этом показания более точные, а сами данные будут отличаться в зависимости от того, в каком положении находится ползунок на пластине с нихромовой обмоткой. В результате водитель может не только заметить критическое снижение давления, но и вовремя обнаружить, что мотор работает в условиях масляного голодания или сниженного давления смазки.

Как устранить ошибку P0120?

Датчик и его проводка

Начните с визуального осмотра датчика и его проводки. Убедитесь, что разъем вставлен в розетку и не имеет следов коррозии. Проверьте, нет ли обрыва проводов.

Проверьте корпус дроссельной заслонки

Проверьте корпус дроссельной заслонки на предмет заедания и следов загрязнения. Если корпус дроссельной заслонки заметно загрязнен, снимите его и очистите с помощью очистителя дроссельной заслонки (карбюратора). Его легко найти в любом магазине автозапчастей.

После того, как вы почистили дроссель, установите его на место и сотрите коды. Если они не вернутся, проблема решена.

Проверить датчик

Если визуальный осмотр не выявил ничего очевидного, пора переходить к тестированию датчика.

Мультиметром

Это легко сделать с помощью цифрового мультиметра в режиме измерения напряжения (DC).

По электрической схеме определите, какой провод является сигнальным. Подключите один измерительный провод мультиметра к сигнальному проводу датчика, а второй — к массе.

Медленно открывайте дроссельную заслонку. Вы должны увидеть, как напряжение плавно увеличивается при открытии заслонки. Как правило, датчик должен показывать около 4,5 В при полностью открытой дроссельной заслонке и 0,45 В — в положении холостого хода.

Сканером

Вы также можете проверить ДПДЗ с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque. Подключите диагностический прибор и найдите напряжение или положение ДПДЗ.

Медленно нажмите на педаль газа. Вы должны увидеть увеличение значения показаний ДПДЗ. Отсутствие изменений означает, что сигнал с датчика не поступает. Более 5% на холостом ходу или менее 90% при полностью нажатой педали также указывает на потенциальную проблему с датчиком.

К сожалению, большинство диагностических инструментов и мультиметров не имеют достаточно быстрой частоты обновления, чтобы уловить кратковременный сбой в работе ДПДЗ.

Вот почему лучший способ проверить датчик — использовать осциллограф. С осциллографом вы можете просматривать сигнал напряжения в виде волны. Это позволяет обнаружить любые мимолетные проблемы.

Осциллограмма неисправного ДПДЗ

Проверить проводку ДПДЗ

Если датчик положения дроссельной заслонки / педали газа работает нормально, но код P0120 по-прежнему горит, вам необходимо проверить цепь датчика.

Во-первых, отключите разъем ДПДЗ и проверьте наличие питания и заземления. Сделать это можно с помощью цифрового мультиметра.

По электрической схеме определите какой контакт разъема является питанием, а какой — землей. Затем установите мультиметр на измерение напряжения (DC).

Прикоснувшись черным проводом мультиметра к массе, а другим к питанию на разъёме, вы должны увидеть показание, близкое к напряжению батареи. В противном случае у вас проблема с питанием датчика. Вам нужно будет проследить проводку по электрической схеме, чтобы найти неисправность цепи.

Чтобы проверить заземление цепи, подключите красный провод мультиметра к положительной клемме аккумулятора, а черный провод — к заземлению на разъёме. И снова вы должны увидеть значение около 12 вольт. В противном случае вам нужно будет проследить проводку по схеме, чтобы найти неисправность.

Если до этого момента всё в порядке, то нужно проверить сигнальный провод от ДПДЗ до ЭБУ. Используя мультиметр, настроенный на сопротивление, подключите один провод прибора к разъему ДПДЗ, а другой — к входному контакту ДПДЗ на ЭБУ.

Это проверяет целостность цепи между датчиком и блоком управления. Если ваш прибор показывает большое сопротивление или бесконечность (OL), значит где-то в цепи есть обрыв, который нужно отремонтировать. Если нет, вероятно, проблема в ЭБУ, и его следует заменить. Однако ЭБУ редко выходят из строя, поэтому проверьте всё дважды, прежде чем заниматься контроллером.

Предыдущая запись Ошибка P0089 — неисправность регулятора давления топлива 1
Следующая запись Ошибка P0322 — датчик оборотов двигателя, слабый сигнал

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.

YouTube responded with an error: The calling IP address 87.236.20.136 does not match the IP restrictions configured on the API key. Please use the API Console to update your key restrictions.