Датчик давления и температуры наддувочного воздуха двигателей ямз-5340, ямз-536

Признаки неисправности датчика абсолютного давления воздуха

О поломке ДАД может говорить целая группа «симптомов»:

• Заметно повышается потребление топлива, что происходит по причине поступления сигнала от датчика в ЭБУ о высоком давлении, уровень которого в действительности ниже. При этом электронный блок отдает команду о подаче смеси обогащенной больше необходимого.
• Ухудшается динамика двигателя, которая и после прогрева не приходит в норму.
• Даже в летний сезон появляются белоцветные выхлопы.
• Из выхлопной возможно появление запаха бензина.
• Продолжительное время не снижаются обороты на холостом ходу.
• Переключение сопровождается резкими рывками или провалами.
• Непонятного рода шумы, нередко перерастающие в гул.

Как почистить ДАД

Во время работы устройство постепенно зарастает грязью, снижающей чувствительность диафрагмы. Из-за этого могут наблюдаться симптомы, указывающие на неисправность ДАД. Чтобы очистить его от загрязнений, необходимо произвести демонтаж.

В зависимости от того, какой модели автомобиль, расположение датчика меняется. Если двигатель турбированный, то таковых может быть два, один из которых будет находиться на турбине, а второй на впускном коллекторе. Для крепления в любом случае будут использоваться болты — один или два в зависимости от конструкции.

Чтобы прочистить датчик, следует запастить карбклинерами или аналогичными чистящими средствами

Сначала приводится в порядок корпус, а затем осторожно очищаются и контакты

Наибольшее внимание уделяется уплотнительному кольцу и диафрагме. С ними требуется быть осторожным, главное — не допустить повреждений

Достаточно вбрызнуть некоторое количество чистящего состава, а затем вылить его с удаленными загрязнениями.

Очистка позволяет вернуть чувствительность сенсорам, и если проблема была только в загрязнении, диагностика покажет, что датчик в полном порядке, а двигатель будет работать в стандартном режиме. Если манипуляции не помогли, следует приобрести новый прибор на замену.

Краткая история

Школа автодиагностики Алексея Пахомова начала работу в 2011 году. Основным направлением деятельности было выбрано производство обучающих видеокурсов. Самый первый курс «Диагностика бензиновых двигателей» имел такой значительный успех, что было решено продолжить работу в этом направлении. В результате был разработан широкий портфель видеокурсов, посвященных автодиагностике.

Сегодня школа вышла на качественно новый уровень. На платформе дистанционного обучения «Прометей» создана целая система по подготовке специалистов автосервиса в области диагностики двигателей и электронных систем автомобиля. Выпускниками, не теряющими связь со школой, стали более 2300 специалистов из разных городов России, ближнего и дальнего зарубежья. Статьи, которые будут размещаться в журнале «АБС-авто», по существу, являются переформатированными для печати видеоматериалами, подготовленными специа­листами школы для известного профессионального российского журнала.

В своих обучающих курсах я почти не касался одного измерительного датчика, применяемого в мотортестерах. Речь идет о датчике давления/разрежения, имеющего предел примерно ± 1 Bar. В разных мотортестерах этот датчик имеет различные названия, но давайте в нашем разговоре будем называть его просто «датчик разрежения», потому что чаще всего измерять с его помощью приходится именно разрежение, т.е. давление ниже атмосферного.

Технические характеристики BMP280

К основным техническим характеристикам можно отнести следующие:

• Напряжение питания: 1.71V – 3.6V;
• Интерфейс обмена данными: I2C или SPI;
• Ток потребления в рабочем режиме: 2.7uA при частоте опроса 1 Гц;
• Диапазон измерения атмосферного давления: 300hPa – 1100hPa (±0.12hPa), что эквивалентно диапазону от -500 до 9000 м над уровнем моря;
• Диапазон измерения температуры: -40°С … +85°С (±0.01°С);
• Максимальная частота работы интерфейса I2C: 3.4MHz;
• Максимальная частота работы интерфейса SPI: 10 МГц;
• Размер модуля: 21 х 18 мм;

Советы по выбору и применению

При выборе датчика для своих потребностей нужно учитывать такие факторы:

• Наличие воздействий на оборудование извне (электромагнитные поля, вибрации, агрессивная среда).
• Диапазон измеряемой величины.
• Температурные показатели измеряемого воздуха и окружающей среды.
• Точность требуемых замеров.
• Целесообразный тип выходного сигнала.
• Влажность помещения, где будет установлен прибор.

Также, необходимо учесть вид измеряемого давления, его разброс, класс защиты прибора и материал корпуса.

Неисправности и проверка работоспособности

Практика эксплуатации МАП сенсора показывает, что нарушение его работоспособности нередко связано с неправильным монтажом. Необходимо понимать, что устанавливать прибор следует в точке, находящейся выше входного коллектора, а также рампы газового распределителя и фильтра тонкой очистки, к низу разъёмом (фишкой). Это исключает скопление пара, загрязнений и конденсата в корпусе датчика, повышает надёжность, корректность его работы.

Первыми признаками того, что МАП сенсор вышел из строя, являются:

• произвольный переход с газа на бензин и обратно;
• машина отказывается переходить на газ;
• «плавающие обороты» на холостом ходу;
• рывки при резком нажатии на акселератор;
• потеря приемистости;
• повышенный расход газа.

Помимо субъективной оценки можно применить «научный» подход с использованием вольтметра (для измерения напряжения) и медицинского шприца (для создания вакуума). Однако вряд ли найдётся много желающих утруждать себя подобным экспериментом.

Чаще всего причиной неполадки является пробой датчика давления, он перестаёт фиксировать изменение давления газа. Однако и датчик разрежения может дать сбой, например в том случае, если перепутаны шланги давления и разрежения. Но есть производители, которые объединяют эти датчики для управления одним контроллером, тогда подключить шланги к map sensor можно в любом порядке.

Другой причиной может стать окисление проводов или утечка газа из-за износа резиновых уплотнителей (колец), потеря герметичности пластикового штуцера-тройника. Дефект не сложно обнаружить путём визуального контроля, а также исправить (в продаже имеется ремкомплект).

Большинство автомобилистов при возникновении малейших проблем с нормальной работой ГБО 4 поколения не стремятся проверить мап сенсор, а торопятся его поменять. В то же время во многих случаях есть реальная возможность «реанимировать» этот прибор, после чего он способен успешно проработать не один год. Таким образом, можно сэкономить порядка 3 тыс. рублей. Стоит ли игра свеч, каждый решает сам.

Первые признаки неисправности

Разумеется, если у автолюбителя нет опыта в работе с автомобилями, не стоит сразу же разбирать агрегат и пытаться выявить неисправность изнутри. Существует несколько признаков, которые свидетельствуют о неправильной работе турбокомпрессора:

• появление сизого или черного дыма во время выхлопа;
• очень громкая работа дизельного агрегата при различных нагрузках;
• двигатель часто перегревается;
• расход топлива неуклонно растет, как и скорость расхода масла;
• ухудшение тяги, потеря мощности и динамики.

Каждый из признаков может говорить не только о неисправной турбине, но и о ряде других мелких поломок. Если причина не в турбонагнетателе, то необходимо немедленно обратиться на сервис для дальнейшей диагностики. Чем раньше обнаружить поломку, тем дешевле обойдется ее устранить.

Низкое или медленно нарастающее давление наддува

Турбонагнетатель

Несколько параметров турбонагнетателя могут являться причиной
низкого или инерционного давления наддува. Большинство причин происходит или
из-за плохо работающей новой установки или из-за старой системы с новыми
проблемами.

Утечки на выхлопе

Большие утечки отработанных газов перед турбиной могут
вносить вклад в замедленную реакцию. Большие утечки будут не только слышны, они
должны быть огромны. Если не найдено отверстие, в которое Вы можете вставить
карандаш, не стоит ожидать, что причина замедленной реакции — утечки на
выхлопе.

Гайка крепления колеса компрессора

Гайка фиксации компрессора, если она не затянута, позволит
валу проворачиваться внутри колеса компрессора. Необходим доступ к рабочему
колесу турбины, для фиксации вала при затяжке гайки фиксации компрессора. Эти
гайки вообще затягиваются с моментом приблизительно 25 кг*см. Это может быть
приблизительно так, затягиваем гайку, пока она не коснется колеса компрессора,
затем довернем её на четверть оборота

При затяжке гайки компрессора, важно не
допускать никакой боковой нагрузки на вал турбины

Отсутствие воздушного фильтра

Износ рабочего колеса компрессора может понижать давление
наддува. Работа без воздушного фильтра, в конечном счете, приведет к износу
рабочего колеса компрессора до такой степени, что оно больше не сможет
нагнетать воздух. Когда начинается процесс износа, рабочее колесо компрессора
будет терять свою эффективность, приводя к повышению температуры воздуха,
которая в свою очередь может приводить к проблемам с детонацией.

Вестгейт

Механические неисправности, из-за которых вестгейт не может
полностью закрываться, вызывают большую утечку выхлопных газов мимо
турбонагнетателя, вызывая инерционную медленную реакцию.

Неисправный клапан вестгейта вообще редко будет
препятствовать созданию нормального явления турбонагнетателем, но потребуются
гораздо большие обороты двигателя, чтобы достигнуть нормального давления
наддува. Если, например, клапан вестгейта заклинен в положении максимального
давления наддува, система должна развить достаточно оборотов только для того,
чтобы количество газов превысило размеры утечки перед тем, как создать
какое-нибудь давления наддува.

Выхлопная труба

Любые неисправности в выхлопной трубе, которые создают
препятствие для выхода выхлопных газов, будут причиной более высокого порога
наддува и / или более низкого значения максимального наддува. Нужно проверить
давление в трубе выше любого возможного препятствия. Вообще, обратное давление
более 0,7 бара, вызывает почти полную потерю наддува. Обратное давление более
0,15 бара нежелательно при любых обстоятельствах, даже если не вызывает потери
абсолютного давления наддува.

Воздушный фильтр

Если воздушный фильтр меньше требуемого размера или слишком
загрязнен, то он не позволит системе функционировать на ожидаемом уровне. Это
условие также создает плохой побочный эффект в виде увеличения температуры на
впуске.

Впускные шланги компрессора

Почти всегда, воздушный фильтр или измеритель расхода воздуха
будут соединены с входом компрессора турбонагнетателя гибким патрубком того или
иного вида. Если фильтр или расходомер являются узкими частями системы, возможно
создание разрежения, достаточного, чтобы сплющить соединительные шланги.
Обычный признак сплющенного шланга — внезапная потеря наддува. Сила,
действующая на большие шланги от небольшой разницы давлений, может быть
достаточно большой.

Как Васей проверить турбину (программно)

Описанные выше методы проверки позволяют лишь косвенно оценить состояние бывшей в употреблении турбины. Для ее детальной диагностики лучше воспользоваться электронными средствами — ноутбуком и установленным на него диагностическим программным средством. Наиболее распространенная среди мастеров и автовладельцев программа для этого — «Вася диагност». Далее вкратце приведен алгоритм проверки давления в тестируемой турбине. Подразумевается, что автолюбитель знает, как подключиться к сервисному разъему ЭБУ и запустить программу. Все дальнейшие считывания выполняются при работе машины на холостом ходу, то есть, при работающем двигателе и турбине.

Проверка турбины на машине «Васей»

1. В программе выбрать раздел «Выбор блока управления», далее «Электроника двигателя».
2. Выбрать кнопку «Настраиваемые группы». Открывается окно настраиваемых групп слева и справа открывается окно со списком для выбора непосредственно групп. Здесь представлено описание всех узлов, влияющих на работоспособность двигателя автомобиля (датчики, исполняемые модули и так далее).
3. В списке нужно выбрать строку Absolute intake pressure или «Абсолютное потребляемое давление». В левом окне будет представлено соответствующее давление. Единицы измерения в данном случае — кПа вместо баров.
4. При работе на холостом ходу давление турбины будет немного больше 100 кПа (или 1 бара, например, 107 кПа).
5. Вместе с давлением турбины будет также полезно включить дополнительные функции — угол нажатия педали акселератора, значение крутящего момента, температуру охлаждающей жидкости и так далее. Это будет полезно для понимания динамики работы турбины.
6. В движении на автомобиле соответствующее давление турбины увеличится и будет составлять около 2…3 бар (200…300 кПа) в зависимости от типа турбины и режима езды.

Рекомендуется перед покупкой подержанного автомобиля проверять все его системы, в том числе турбину, не только визуально и тактильно, но и при помощи описанных программных средств наподобие «Васи диагноста».

Осмотр системы турбонаддува на предмет неисправностей

Двигатель не заводится

Турбонагнетатель может создавать проблемы при запуске только,
если неисправность связана с утечкой воздуха в системе. Это относится к
автомобилям с впрыском, оборудованным датчиком массового расхода и
карбюраторным системам с протяжкой воздуха. Утечка воздуха при наличии датчика
массового расхода уменьшит величину сигнала датчика, создавая условия обеднения
смеси при пуске.

Обнаружение вакуумных утечек — стандартная диагностическая
процедура. Та же самая техника применяется, когда присутствует турбонагнетатель,
за исключением того, что утечка происходит наружу. Утечки наружу должны быть
огромны, чтобы влиять на запуск. Следует искать разъединенные шланги, большие
трещины в шлангах, и другие подобные вещи.

Неустойчивый холостой ход

Менее существенные утечки, чем те, которые вызывают
затруднения при запуске, могут ухудшать качество холостого хода. Соотношение
воздух / топливо на холостом ходе будет всегда критической регулировкой.
Используйте требуемые приборы, и проведите соответствующие регулировки. Эти
утечки будут, вероятно, происходить из корпуса дроссельной заслонки.

Пропуски зажигания

Турбонагнетатель может создавать два условия, при которых в
двигателе будут пропуски зажигания: обедненная смесь и необходимость более
высокого напряжения, чтобы воспламенить более плотную смесь в камере сгорания.
На автомобиле, оборудованном впрыском топлива, турбонагнетатель иногда может
вызвать обеднение смеси при давлении во впускном коллекторе равном или около
атмосферного давления. Это вызвано тем, что турбонагнетатель фактически будет
поднимать давление со, скажем, 380 мм рт. ст. вакуума допустим до 250 мм рт.
ст. Чтобы транспортное средство не разгонялось, нужно немного закрыть
дроссельную заслонку, таким образом, сигнал от датчика положения дроссельной
заслонки уменьшается. Этот сигнал снизит количество топлива при любом расходе
воздуха, вызывая обеднение смеси.

Любые пропуски зажигания, при полностью открытой заслонке,
вызванные обеднением смеси, очень серьезны, и нужно предпринять необходимые
меры, перед тем как опять поднимать уровень наддува. Нехватка топлива
значительно поднимает температуру в камере сгорания. Теплота — причина
детонации, которая является основой высокой эффективности. Любое обеднение
смеси должно устраняться без промедления.

Обеднение топливовоздушной смеси может легко быть обнаружено
некоторыми из портативных датчиков кислорода.

С необходимостью увеличенного напряжения на свечах зажигания
иногда сталкиваются вследствие того, что смесь воздух / топливо в камере
сгорания является фактически электрическим изолятором. Чем большее количество
воздуха и топлива накачивает в камеру сгорания турбонагнетатель, тем больше
сопротивление, следовательно, большее напряжение нужно, чтобы создать искровой
разряд в зазоре между электроламп. Этой проблеме можно помочь, увеличив
напряжение в системе зажигания и / или, установив новые свечи зажигания.

Потеря мощности

Устранение такой проблемы как потеря мощности должно быть
сосредоточено вокруг проверки и оптимизации давления наддува, установки угла
опережения зажигания, соотношения воздух / топливо, датчика положения
дроссельной заслонки, и обратного давления в выхлопной системе.

Детонация

Металлический звук детонации — ясный сигнал того, что
здоровье Вашего двигателя находится под угрозой. Все усилия должны быть
сфокусированы на избавлении системы от детонации. Можно долго диагностировать
разнообразные причины детонации, но двигатель с турбонаддувом, работающий с
детонацией, должен рассматриваться как результат несерьезного подхода к
проектированию. Вообще, все проблемы с детонацией возникают от одного из
следующих шести пунктов. Вероятность каждого из них как источника проблемы —
приблизительно соответствует порядку, в котором они перечислены.

Октановое число

Октановое число топлива — критерий его стойкости к
самовозгоранию, или детонации. Чем больше октановое число, тем выше эта
стойкость. Качество топлива относительно постоянно, но когда оно под сомнением,
желательно сменить марку топлива.

Настройка зажигания

Неправильная установка угла опережения зажигания редко
является неисправностью системы, скорее всего это неточность регулировки.
Проверка статического и максимального угла опережения зажигания практически
всегда покажет имеющееся несоответствие в системе зажигания.Система
управления углом опережения зажигания по датчику детонации может быть причиной
многих неисправностей, одна из которых — ошибка в распознавании детонации и
действиях по ее устранению.

Если возможна неисправность датчика детонации, обратитесь к
инструкции по эксплуатации системы или, в случае штатной системы, к инструкции
к транспортному средству.

Бедная смесь

Обедненная рабочая смесь способствует детонации, потому что
меньшее количество испаренного топлива, поглощает меньшее количество теплоты.
Таким образом, бедная смесь увеличивает количество тепла, основной причины
детонации. Двигатель с турбонаддувом требует слегка более богатых смесей, чем
обычный атмосферный двигатель, при этом дополнительное топливо действует
подобно жидкому промежуточному охладителю. Назовем это штатным промежуточным
охладителем.

Противодавление отработанных газов

Слишком маленькая турбина будет блокировать выхлопные газы в
выпускном коллекторе, или является, в некотором смысле, сужением в выхлопной
системе и приведет к увеличению обратного давления в системе. Противодавление
удерживает горячие газы в камере сгорания. Неисправность любого вида, которая
увеличивает противодавление, серьезно ухудшает детонационную стойкость
двигателя.

Промежуточный охладитель

Промежуточный охладитель серьезно влияет на порог детонации
двигателя с турбонаддувом. Что-либо, что снижает эффективность промежуточного
охладителя, понижает порог детонации. Кроме удаления различного мусора, вроде
мусора, застрявшего перед промежуточным охладителем, единственное необходимое
периодическое обслуживание состоит в удалении масляного налета изнутри, который
накапливается при нормальной эксплуатации. Масляный налет заметно уменьшает
эффективность промежуточного охладителя

Температура окружающей среды

Бывают дни, когда все работает не так как должно, и
температура окружающей среды, конечно, вносит в это свой вклад. Системы
турбо-наддува, работающие с высокими уровнями наддува, обычно работают на грани
порога детонации и могут легко преодолеть эту страшную границу, если
температура окружающей среды изменится в худшую сторону .

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.

Назначение и принцип работы датчика абсолютного давления

Датчик давления предназначен для измерения абсолютного давления, то есть давления воздуха относительно вакуума. Полученные данные используются системой управления двигателем для вычисления плотности воздуха и его расхода при оптимизации приготовления воздушно-топливной смеси. Прибор выступает альтернативой расходомера воздуха, а в некоторых моделях авто работает совместно с расходомером.

В современных датчиках применяют две технологии измерения: микромеханическую и тонкопленочную. Первая – более прогрессивная, так как производит более точные измерения, и большинство датчиков изготовлены именно по ней. При наличии в двигателе турбонаддува, между компрессором и коллектором ставят дополнительный датчик, регулирующий давление наддува в зависимости от потребности двигателя, который конструктивно идентичен ДАД.

В конструкции датчика давления воздуха присутствует 2 камеры – атмосферная, связанная со впускным коллектором, и вакуумная. Там же расположены 4 тензорезистора, прикрепленных к диафрагме, и электронный чип. Давление воздуха действует на диафрагму, и она перемещает тензорезисторы, которые в зависимости от положения меняют сопротивление, что в итоге влияет на величину импульса от чипа к блоку управления.

Чувствительные полупроводники для повышения импульса соединены по схеме моста, а исходящее напряжение изменяется от 1 до 5 В. Полученное напряжение позволяет ЭБУ определить давление во впускном коллекторе – чем оно больше, тем показатель считается выше. Исходя из типа датчика, он выдает различный тип сигнала – цифровой или аналоговый. В аналоговом приборе дополнительно устанавливают аналогово-цифровой преобразователь.

Датчик получает результаты о давлении воздуха следующим образом:

1. Воздушный поток в коллекторе давит на диафрагму прибора, и она изгибается.
2. При механическом растяжении диафрагмы на тензорезисторах меняется сопротивление, то есть наблюдается пьезорезистивный эффект.
3. Пропорционально сопротивлению тензорезисторов, меняется напряжение.
4. Полупроводники в датчике соединены по мостовой схеме и очень чувствительны. Электрическая схема, расположенная в приборе, мостовое напряжение усиливает, в итоге на выходе оно изменяется в пределах 1-5 В.
5. Исходя из того, какое выходное напряжение поступает в блок управления, рассчитывается уровень давления на впускном клапане. Более высокое напряжение соответствует более высокому давлению.