Лабораторна робота № 3

4 Будова та функціонування пасивних датчиків, що входять в склад електронних систем керування двигунами

4 .1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є засвоєння та поглиблення навчального матеріалу з будови та функціонування пасивних датчиків електронних систем автомобілів.

Завдання:

• вивчення типового розташування основних пасив-них датчиків на автомобільному двигуні;

• вивчення будови пасивних датчиків;

• придбання навичок одержання сигналів від пасив-них датчиків;

• експериментальне визначення параметрів пасивних датчиків.

4.2 Теоретичні положення

4.2.1 Призначення та будова датчиків

Датчики електронних систем являють собою електричні перетворювачі, які перетворюють фізичні величини (тиск, температуру і т.д.) в напругу електричного сигналу. В більшості випадків використовуються аналогові сигнали напруги, але також досить поширені імпульсні датчики зі зміною частоти сигналу та датчики з широтно-імпульсною модуляцією (зі зміною відношення між включеним та виключеним станами). Крім того, розрізняють датчики пасив-ні (з електричним живленням) та активні (без живлення). Датчики з живленням мають трьохвивідні або чотирьох-вивідні роз'єми (до них відносяться, наприклад, датчики Холла, датчики тиску, масової витрати повітря і ін.). В якості прикладу будови пасивних датчиків розглянемо датчик положення дросельної заслінки

4.2.2 Призначення та будова пасивних датчиків положення дросельної заслінки

Для ранніх систем впорскування інформація про навантаження двигуна в блок електронного керування поступає з вимикача положення дросельної заслінки. Інформація складається із двох сигналів ("навантаження", "холостий хід") або із трьох сигналів ("часткове наван-таження", "повне навантаження", "холостий хід").

1 - корпус, 2 - поворотна втулка, 3 - рухомий контакт, 4 - штекерна колодка, 5 - штекер, 6 - друкована плата, 7 - упор, 8 - вісь дросельної заслінки, R1, R2, R3, R4 - резистори

Рисунок 4.1 - Датчик положення дросельної заслінки

Для більш пізніх систем використовується значно досконаліша конструкція датчика положення дросельної заслінки. Особливістю конструкції датчика є те, що на режимі "часткові навантаження" положення заслінки визначається точно. Конкретне положення заслінки встановлюється за величиною падіння напруги на змінному опорі датчика. Ця інформація подається у блок керування двигуна для розрахунку тривалості електричних імпульсів, що поступають на робочі форсунки. Датчик встановлений в корпусі вузла дросельної заслінки і механічно з'єднаний з віссю дросельної заслінки.

Рисунок 4.2 - Осцилограма вихідного сигналу датчика положення дросельної заслінки

Будова й електрична схема датчика положення дросельної заслінки наведені на рис. 4.1. Датчик представляє собою здвоєний змінний опір, виконаний на керамічній основі. Датчик складається з корпуса 1, друкованої плати 6 з опорами R1, R2, RЗ і R4 і рухомих контактів 3, змонтованих на поворотній втулці 2. Втулка встановлена на осі дросельної заслінки 8.

При виході з ладу датчика положення дросельної заслінки включається контрольна лампа, а блок керування переходить на резервний режим роботи, використовуючи дані датчика масової витрати повітря і дані закладені в пам'ять блоку.

Рисунок 4.3 - Осцилограма вихідного сигналу датчика масової витрати повітря

4.2.3 Загальна методика перевірки пасивних датчиків

У пасивного термодатчика в першу чергу слід перевіряти наявність напруги живлення, яка в більшості випадків складає 5,0 В (в деяких випадках використовується напруга акумуляторної батареї). Напруга сигналу знаходиться в межах 0,2-4,8 В. При напрузі 0 або 5 В блок управління визначає помилки, причому 0 В вказує на обрив, а 5 В — на коротке замикання.

Величина напруги з сигнального дроту для пасивних датчиків аналогового типу, в більшості випадків, знаходиться в межах 0,4-4,6 В. Осцилограми деяких пасивних датчиків наведені на рис. 4.2-4.3.

4.2.4 Методика перевірки датчика тиску в колекторі

Методика перевірки аналогового датчика тиску в колекторі (зовнішнього і внутрішнього типів) полягає в наступному. Під'єднайте Т-подібний перехідник до вакуум-ного шланга датчика між датчиком і впускним колектором для підключення вакуумметра.

Запустіть двигун на оборотах холостого ходу. Якщо розрідження в колекторі незначне (від 425 до 525 мм рт.ст.), перевірте: герметичність колектора; перегини або пошкод-ження вакуумного шланга.

Далі послідовно перевірте з'єднання вакуумних шлангів; несправність двигуна, наприклад, неправильно встановлений пас приводу розподільного валу; чи не порвана діафрагма датчика (якщо датчик внутрішній, то діафрагма знаходиться усередині БЕУ).

Для перевірок від'єднаєте вакуумний шланг і підключіть замість нього вакуумний насос. За допомогою насоса створіть розрідження на датчику близько 560 мм рт.ст. Припиніть відкачування насосом. Датчик повинен підтримувати роз-рідження не менше 30 секунд.

Відігніть гумове ущільнення роз'єму датчика. Під-ключіть негативний дріт вольтметра до корпусу двигуна. Знайдіть виводи живлення, сигналу і заземлення датчика. Підключіть позитивний дріт до виведення сигналу датчика. Від'єднайте від датчика вакуумний шланг.

Підключіть до датчика вакуумний насос. Включіть запалення. Порівняйте зміряну напругу з технічними даними. Змінюйте розрідження відповідно до таблиці 4.1 і переконайтеся, що напруга змінюється плавно.

Таблиця 4.1 – Напруга аналогового датчика тиску в колекторі

Розрідження, мбар	Напруга, В	Покази датчика, МПа
0	4.3...4.9	0.10 ±0.01
200	3.2	0.08
400	2.2	0.06
500	1.2...2.0	0.05
600	1.0	0.04
Умови	Напруга, В	Покази датчика, МПа
Повне відкриття дросельної заслінки	4.35	0.10±0.01
Запалення включене	4.35	0.10±0.01
Холостий хід	1.5	0.028...0.055
Уповільнення	1.0	0.020...0.025

Неправильні покази датчика проявляються або в сту-пінчастій зміні напруги, або в її періодичному зникненні. Зазвичай причина цього полягає в несправності самого датчика. В цьому випадку буде потрібна заміна датчика.

4.2.5 Методика перевірки контактного датчика положення дросельної заслінки

Методика перевірки датчика положення дросельної заслінки полягає в наступному. Огляньте роз'єм датчика і переконайтеся у відсутності корозії і пошкоджень. Переконайтеся, що виводи роз'єму до кінця входять в свої гнізда і мають з ними хороший контакт. Ненадійний контакт або корозія є найбільш частими причинами відмови датчика. Датчик трипровідного типу має наступні виводи: дріт заземлення, дріт сигналу закритої заслінки (холостий хід) і дріт сигналу повністю відкритої заслінки. Відігніть гумове ущільнення з роз'єму датчика. Підключіть негативний дріт вольтметра до корпусу двигуна. Знайдіть виводи заземлення, холостого ходу і повністю відкритої заслінки.

Включіть запалення (не запускаючи двигун). Підключіть позитивний дріт вольтметра до виводу холостого ходу. Напруга повинна бути рівне 0. Якщо напруга буде рівна 5,0 В, треба відкрутити гвинти кріплення і перемістити датчик так, щоб напруга стала рівною 0. Якщо напруга не стає рівною 0 (дросельна заслінка закрита) то: перевірте положення дро-сельної заслінки; перевірте заземлення датчика; зміряйте опір датчика.

Якщо напруга рівна 0, відкрийте дросельну заслінку. Має пролунати клацання, а напруга повинна стати рівною 5,0 В. Якщо напруга відсутня або нижча за норму (відкрита дросельна заслінка): переконайтеся, що вивід контакту холостого ходу не має короткого замикання на корпус; від'єднайте роз'єм датчика і переконайтеся, що на виводі холостого ходу напруга дорівнює 5,0 В. Якщо напруга відсутня, виконайте наступну перевірку: перевірте цілісність дроту між датчиком і БЕУ; якщо дроти датчика справні, перевірте всю напругу живлення і заземлення БЕУ. Якщо все в нормі, це означає, що БЕУ несправний.

Якщо напруга відповідає нормі (відкрита дросельна заслінка), то підключіть позитивний дріт вольтметра до виводу повністю відкритої дросельної заслінки. При відритій дросельній заслінці напруга повинна бути рівною 5,0 В. Якщо напруга відсутня або нижча за норму, то: перевірте зазем-лення; переконайтеся, що виведення контакту повністю відкритої дросельної заслінки не має короткого замикання з корпусом.

Від'єднайте роз'єм датчика і переконаєтеся, що на виведенні повністю відкритої дросельної заслінки напруга рівна 5.0 В. Якщо напруга відсутня, виконайте наступну перевірку: перевірте безперервність дроту між датчиком і БЕУ; якщо дроти датчика справні, перевірте всю напругу живлення і заземлення БЕУ. Якщо все в нормі, то це означає, що БЕУ несправний.

Методика вимірювання опору полягає в наступному. Від'єднайте роз'єм датчика. Підключіть омметр між виве-денням заземлення датчика і виводом сигналу (холостий хід). При закритій заслінці опір датчика повинен бути близьким к 0 Ом.

Поволі привідкрийте дросельну заслінку. При цьому має пролунати клацання, а опір стати нескінченним (розімкнений ланцюг). У міру подальшого відкриття заслінки опір не по-винен змінюватися (навіть при повністю відкритій заслінці). Якщо датчики дросельної заслінки поводяться не так, як описано і це не пов'язано із заїданням осі заслінки - ймовірно, датчики заслінки несправні.

4.2.6 Методика перевірки потенціометра положення дросельної заслінки

Методика перевірки потенціометра положення дро-сельної заслінки полягає в наступному. Огляньте роз'єм датчика і переконайтеся у відсутності корозії і пошкоджень. Переконайтеся, що штирки роз'єму до кінця входять в свої гнізда і мають з ними хороший контакт. Підключіть негативний дріт вольтметра до корпусу двигуна. Знайдіть виводи живлення, сигналу і заземлення. Підключіть позитивний дріт мотор-тестера до виведення сигналу датчика. Включіть запалення, але не запускайте двигун. Для більшості систем покази вольтметра повинні бути не більше 0,7 В. Кілька разів відкрийте і закрийте дросельну заслінку і переконайтеся, що напруга плавно збільшується до 4,0-4,5 В. Якщо покази потенціометра хаотичні, зазвичай причиною цього є несправність потенціометра. У цьому випадку потрібна заміна потенціометра.

Якщо напруга сигналу відсутня, то: переконайтеся, що напруга живлення на відповідному виводі датчика складає 5,0 В; перевірте справність ланцюга заземлення датчика. Якщо живлення і заземлення датчика справні, то перевірте безперервність дроту сигналу між роз'ємами датчика і БЕУ. Якщо живлення і (або) заземлення датчика несправні, перевірте безперервність проводів між роз'ємами датчика і БЕУ.

Якщо всі дроти датчика справні, перевірте напругу живлення і заземлення БЕУ Якщо все в нормі, то це означає, що БЕУ несправний. Якщо напруга живлення або сигналу рівна напрузі акумулятора, то усуньте коротке замикання між проводами і позитивним дротом акумулятора.

Методика вимірювання опору полягає в наступному. Підключите омметр до виводів сигналу і живлення датчика або виводів сигналу і заземлення. Кілька разів відкрийте і закрийте дросельну заслінку і переконайтеся в плавній зміні опору.

Якщо опір стає нескінченно малим або нескінченно великим, означає потенціометр несправний. Порівняйте відповідність кутів відкриття заслінки та її опору. Підключите омметр до клем живлення і заземлення. Покази омметра повинні бути постійними. Якщо опір нескінченний або рівний 0, то замініть датчик.

4.2.7 Методика перевірки датчика швидкості автомобіля

Зазвичай цей датчик розташований на коробці передач. Методика перевірки датчика швидкості автомобіля полягає в наступному. Переконайтеся, що штирки роз'єму до кінці входять в свої гнізда і мають з ними надійний контакт. Підключить негативний дріт вольтметра до корпусу двигуна. Знайдіть виводи живлення, сигналу і заземлення. Підключить позитивний дріт мотор-тестера до виведення сигнального дроту. При проведенні вимірювань колеса автомобіля повинні обертатися.

Обертайте руками колеса, спостерігаючи за показами датчика. Якщо сигнал відсутній або покази мотор-тестера хаотичні, то від'єднайте роз'єм датчика і включить запалення. Перевірте напругу живлення на виводі сигналу. Перевірте ланцюг заземлення. Якщо напруга живлення і заземлення в нормі, то датчик несправний або не обертається трос спідометра (порваний трос або несправна коробка передач). Якщо напруга сигналу відсутня, то перевірте напругу на контакті роз'єму БЕУ.

Якщо напруга на контакті БЕУ в нормі, перевірте також безперервність сигнального дроту. Якщо напруга на контакті роз'єму БЕУ відсутня, перевірте всю напругу живлення і заземлення БЕУ. Якщо все в нормі, то це означає, що БЕУ несправний.