Энциклопедия впрысковых двигателей – электронные датчики

(Продолжение)

Следующий датчик «Волговской» системы впрыска ЗМЗ-4062.10 самый ответственный и самый дорогой. От качества этого датчика зависит экономичность автомобиля. Этот датчик называется датчиком массового расхода воздуха на впуске в двигатель – ДМРВ. Заводская инструкция лаконично раскрывает назначение этого датчика: «Датчик (расходомер) массового расхода воздуха ИВКШ-407282000 термоанемометрического типа предназначен для определения количества воздуха, идущего на заполнение цилиндров во время работы двигателя». Но для полноты картины понадобится более подробное разъяснение.

Работа системы впрыска очень проста – водитель нажимает на педаль газа и дроссельная заслонка приоткрывается. ДМРВ измеряет количество поступившего в двигатель воздуха. Теперь микропроцессор вычисляет, - сколько бензина надо подать в двигатель для этого количества воздуха. Напомню – на 1 кг бензина требуется 14,7 кг воздуха. Часто мы и не подозреваем, сколько килограммов воздуха находится вокруг нас. Скажем, в аудитории размером 6 на 12 метров находится около 260 килограмм воздуха. Невероятно, но факт! Итак, бензин подаётся бензонасосом к форсункам, микропроцессор точно отмеряет нужной количество бензина, бензин в смеси с воздухом сгорает в цилиндрах, двигая автомобиль. Главное заключается в том, что за счёт точного измерения удаётся выдержать почти идеальное соотношение между количеством воздуха и бензина и в жару и в холод. Бензин сгорает в цилиндрах без остатка, двигатель работает без дыма и копоти, и естественно, с очень малым расходом топлива.

В идеале всё просто. Бензин подать в нужном объёме в нужное место несложно. А на практике возникает сложная задача, - как измерить, сколько воздуха попало в цилиндры двигателя? В технике используются несколько способов:

1. Датчики лопастного (флюгерного) типа. Напор воздуха отклоняет лопасть (флюгер). Поворот лопасти влечёт за собой поворот бегунка переменного резистора (аналога регулятора громкости того же телевизора). У этой конструкции есть недостаток, - узел боится тряски и резких ускорений, подвержен механическому износу.
2. Датчики термоанемометрического типа. Здесь измерение проводится за счёт охлаждения потоком воздуха тонкой платиновой проволочки. Чем больше поток воздуха – тем холоднее проволочка и меньше её сопротивление. Датчики этого типа чувствительны к качеству очистки воздуха.
3. Расход воздуха может вычисляться косвенно, через частоту вращения, объём цилиндров и значение абсолютного давления (Bosch Mono-Jetronic). Впрочем, когда ДМРВ перегорает, блок МИКАС именно так и вычисляет количество израсходованного воздуха.

Итак, в роли хозяина положения в системе впрыска является заслонка, связанная с педалью газа. А микропроцессор с форсунками пытается успеть подать топливо в соответствии с количеством воздуха. Датчик устанавливается во впускной системе сразу после воздухофильтра (см. Рисунок 1 ).  Внутреннее устройство датчика несложное (см. Рисунок 2). Высокая цена датчика определяется ценой платиновой нити, находящейся внутри. Платиновая нить толщиной 0,07 – 0,1 мм является чувствительным элементом датчика, через нее пропускается электрический ток таким образом, чтобы она нагревалась до 150 градусов. Чем больше воздуха проходит через поперечное сечение трубопровода, тем сильнее охлаждается  нить. На поддержание температуры требуется увеличение тока. Электронная схема преобразует этот прирост тока в полезный сигнал ДМРВ. Специальный термокомпенсационный резистор 3 вносит поправку на температуру воздуха. Ведь, чем холодней воздух, тем сильнее охлаждается платиновая нить. Платиновая нить боится грязи. Поэтому воздухофильтр должен быть чистым и изготовлен из качественной фильтровальной бумаги. Схема датчика обеспечивает кратковременный нагрев нити для выгорания загрязнений - «режим прожига». Датчик боится также и обратной вспышки во впускном трубопроводе. Это должны учитывать специалисты по монтажу газового оборудования на двигатели семейства ЗМЗ-406. После ДМРВ в таком случае устанавливают «хлопушку» - подобие обратного клапана для защиты ДМРВ от фронта обратного пламени. Впрочем, АО ГАЗ не рекомендует перевод двигателей семейства ЗМЗ-406 на газообразное топливо.

В системе управления впрыском двигателя ЗМЗ-406 выпускаемой по лицензии фирмы Bosch применяется датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) термоанемометрического типа. В продаже можно встретить взаимозаменяемые датчик отечественного производства ИВКШ-407282000  двух различных заводов-изготовителей: Арзамасского и СтароОскольского заводов. Можно заплатить подороже, и купить датчик фирмы Bosch 0280212014. Но все эти датчики идентичны по конструкции. В настоящее время появился датчик нового образца с разъёмом иной формы – такой датчик не совместим с модулем управления МИКАС-5.3,5.4,7.1. Это необходимо учитывать при покупке. Есть достаточно простой способ проверки датчика массового расхода воздуха, - подключить датчик согласно приведённой схеме (см. Рисунок 3).

При подключении источника питания 4 вольтметр 5 должен показывать 1,3-1,4 вольт, если подуть на платиновую нить, то напряжение на входе вольтметра начинает расти. При  кратковременном замыкании контактов выключателя 3 напряжение должно возрасти до 8 вольт.  Более точную проверку датчика можно провести при наличии тестера DST-2 либо компьютера с программой «Мотор-тестер». Датчик расхода воздуха должен показывать расход воздуха на входе в прогретый двигатель, работающий на холостом ходу в пределах 13-15 кг/час. Простому автовладельцу такая проверка по плечу только в одном случае – если у него на автомобиле установлен маршрутный компьютер БК-12. В противном случае ему желательно устанавливать датчик расхода воздуха в автосервисе. А датчик покупать в магазине «Святослав», где имеется гарантия на товар. Датчик любого типа имеет подстроечное сопротивление, позволяющее корректировать его показания. Изменяя сопротивление, мы попутно изменяем и токсичность выхлопных газов работающего двигателя, поэтому регулировочное сопротивление и называют регулятором СО.

Не менее интересная функция имеется у датчика детонации бензина в цилиндрах. Детонация это самопроизвольное воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя. В этом случае появляются чрезмерные ударные и термические нагрузки на детали двигателя. Работа мотора в этом режиме приводит к повреждению деталей – в первую очередь поршневых колец, затем поршня, свечей, прокладки головки блока и др.

Этот датчик предназначен для более качественной работы системы зажигания. Если вам не повезло при заправке бензином – датчик заметит стук пальцев и автоматически сделает опережение зажигания на пару градусов меньше.

Датчик GT305 служит для определения детонации при работе двигателя.

Датчик детонации установлен на правой стороне блока цилиндров (см. рис. 3 поз. 9).

Устройство пьезоэлектрического датчика детонации показано на рис. 51.

Основными элементами датчика являются: кварцевый пьезоэлемент 7 и инерционная масса 6, (шайба). При работе двигателя возникает вибрация его деталей. Инерционная масса 6 датчика воздействует на пьезоэлемент 7 и в нем возникают электрические сигналы определенной величины и формы Возникновение детонации в работе двигателя приводит к резкому увеличению вибрации, что вызывает увеличение амплитуды напряжения электрических сигналов датчика Электрические сигналы датчика передаются в блок управления По сигналам датчика детонации блок управления корректирует угол опережения зажигания до прекращения детонации При выходе из строя датчика или его электрических цепей блок управления сигнализирует водителю включением контрольной лампы

Исправность датчика можно проверить только при работе двигателя прибором ,DST-2

Неисправный датчик подлежит замене.

Об остальных датчиках мы продолжим рассказ в следующих номерах журнала.

 

Литература:

Литвиненко В.В. Электрооборудование автомобилей ГАЗ: ГАЗ-3110 «Волга», ГАЗ-31029 «Волга», «Газель», «Соболь», ГАЗ-3307, ГАЗ-3309. Устройство, поиск и устранение неисправностей. – М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2002. – 344 с.

Продолжение следует

Евсеев П.П.

к.т.н., доцент

каф. "АТ, АС и ФО", КГТУ