Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Существует две версии датчиков: PS16 для диагностики бензиновых двигателей и PS100 для диагностики дизельных двигателей.

Датчик устанавливается вместо свечи зажигания (в бензиновых двигателях) либо вместо свечи накаливания (в дизельных двигателях) и применяется для оценки состояния цилиндропоршневой группы, наличия утечек воздуха из камеры сгорания, а также определения рабочих фаз газораспределительного механизма.

Датчик давления PS100 дополнительно позволяет анализировать процесс горения топлива в камере сгорания дизельного двигателя. 

 Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей      Датчик рекомендуется применять в бензиновых двигателях для:

  • Измерения давления в цилиндре в процессе работы двигателя (без воспламенения в данном цилиндре) как на холостом ходу, так и под нагрузкой.
  • Измерения компрессии.
  • Измерения давления топлива.
  • Измерения давления масла.
Датчики давления в двигателях грузовых автомобилейГабаритные размеры датчика давления Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Кабель для подключения ДД

Технические характеристики:

  • Диапазон измеряемого давления: -1… 16 бар
  • Чувствительность: 294 мВ/бар
  • Максимально допустимое давление: 24 бар
  • Быстродействие – 1 мс
  • Диапазон температур, при котором сохраняются рабочие характеристики: 0…+70°С
  • Рабочий диапазон температуры: -20…80°С
  • Точность измерения: +/- 2%
  • Напряжение питания: 8…20 В
  • Ток потребления: до 10 мА
  • Выходное напряжение датчика: 0…5 В
  • Материал корпуса: дюраль
  • Покрытие: анодирование

Электрическая защита:

  • от переполюсовки;
  • от замыкания сигнального выхода датчика на «массу»;
  • от подачи питающего напряжения на сигнальный выход датчика;
  • корпус датчика не соединен с минусовым проводом, поэтому если датчик вкручен в свечное отверстие, а минусовой провод случайно подключить на + АКБ, то короткого замыкания не будет и ничего не сгорит.

Комплект поставки:       

 Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей 1.Датчик давления 2.Кабель подключения 3.Комплект металлических удлинителей 4.Переходник М125.Гибкий удлинитель 

Для автоматического преобразования выходного напряжения датчика в реально измеряемое значение давления необходимо выбрать соответствующую настройку аналогового канала ДД PS16 из списка.  Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей    Видеоролик диагностики ГРМ на Seat Ibiza датчиком давления PS16 и мотор-тестером MT Pro   Версии датчика давления PS16, PS162, PS163:

Тип ДД       Описание
     PS16 Производство с августа 2018 и по текущий момент. Напряжение на выходе датчика при атмосферном давление 0.3 В
     PS162 Производство с января 2014 до августа 2018. Напряжение на выходе датчика при атмосферном давление 0 В, чувствительность 0.25 В / атм, т.е. на ХХ при 7 атм, напряжение будет около 1.75 В
     PS163 Производство в 2013 (на всех ДД PS163 есть серийный номер). Напряжение на выходе датчика при атмосферном давление 0 В, чувствительность 0.155 В / атм, т.е. на ХХ при 7 атм, напряжение будет около 1 В

 

  • Как определить тип ДД?
  • Переходники для датчика давления PS16
  • 1.Гибкий удлинитель

1. Если купили раньше 2014 — PS163, в период январь 2014 — август 2018 — PS162, начиная с августа 2018 — PS16. 2. Подайте питание на ДД и подключите его к осциллографу, сам ДД должен просто лежать на столе (измерение атмосферного давления), если напряжение на выходе ДД около 0 В — PS162 / PS163, если около 0.3 В — PS16. 3. Подключите ДД вместо свечи и на ХХ измерьте максимальное напряжение, около 1 В — PS163, около 2 В — PS162. При невозможности непосредственно вкрутить датчик давления в свечное отверстие, рекомендуется использовать один из специальных переходников.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей  
  1. Технические характеристики:
  2. Общая длина удлинителя ~300 мм Присоединительные резьбы М14х1,25 Материал: сталь, резина
  3. Покрытие стальных элементов: цинк

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Габаритные размеры гибкого удлинителя

2.Комплект металлических удлинителей

 Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Технические характеристики:

  • Длина удлинителей: 72 мм, 93 мм, 140 мм(суммарная длина) Присоединительные резьбы М14х1,25 Материал: сталь
  • Покрытие: воронение

 Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Габаритные размеры металлических удлинителей

3.Переходник для резьбы М12

 Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Технические характеристики:

  1. Общая длина переходника: 38 мм Присоединительные резьбы: М12х1,25 «папа» — М14х1,25 «мама» Материал: сталь
  2. Покрытие: цинк

 

Основные размеры переходника

  Совет!   При анализе сигнала с датчика давления программное обеспечение MT Pro позволяет учитывать погрешность и Осциллограмма давления в цилиндре бензинового двигателя (без воспламенения) 

  Есть возможность автоматического анализа сигнала датчика давления с отображением характерных точек.

    Датчик рекомендуется применять в дизельных двигателях для: Измерения давления в цилиндре в процессе работы двигателя (с воспламенением в данном цилиндре) как на холостом ходу, так и под нагрузкой. Измерения компрессии.
 Габаритные размеры датчика давления   Кабель для подключения ДД

Технические характеристики:

  • Диапазон измеряемого давления: 0… 10 МПа
  • Чувствительность: 0,4 мВ/кПа
  • Максимально допустимое давление: 15 МПа
  • Быстродействие – 1 мс
  • Диапазон температур, при котором сохраняются рабочие характеристики: 0…+70°С
  • Рабочий диапазон температуры: -20…80°С
  • Точность измерения: +/- 2%
  • Напряжение питания: 8…20 В
  • Ток потребления: до 10 мА
  • Выходное напряжение датчика: 0…4 В
  • Материал корпуса: сталь
  • Покрытие: воронение

Электрическая защита:

  • от переполюсовки;
  • от замыкания сигнального выхода датчика на «массу»;
  • от подачи питающего напряжения на сигнальный выход датчика;
  • корпус датчика не соединен с минусовым проводом, поэтому если датчик вкручен в свечное отверстие, а минусовой провод случайно подключить на + АКБ, то короткого замыкания не будет и ничего не сгорит.

Комплект поставки:

1.Датчик давления 2.Кабель подключения 3.Переходники свечных резьб (2 шт) 4.Комплект металлических удлинителей (2 шт.) 5.Запасные уплотнения (2 шт.)

Для автоматического преобразования выходного напряжения датчика в реально измеряемое значение давления необходимо выбрать соответствующую настройку аналогового канала ДД PS100 из списка.

Переходники для датчика давления PS100

Переходники необходимы для установки датчика на двигатели с различными типами свечей накала.

Важно! Во избежании повреждения посадочного места свечи накаливания, перед установкой переходника необходимо сравнить его размеры и шаг резьбы с размерами демонтированной свечи накала.

В данный момент доступны следующие переходники:

  • для свечи накала типа Y-918J (M12x1,25 12 Hex)
  • для свечи накала типа Y-506J (M10x1 10 Hex)
  Внешний вид переходников Технические характеристики: Материал: сталь Покрытие: воронение

  Габаритные размеры переходников

Удлинители для датчика давления PS100 Переходники применяются в случае, если свеча накаливания находится глубоко в колодце головки и нет возможности подключить датчик непосредственно к переходнику.

 Внешний вид удлинителя Технические характеристики:   Диапазон увеличения расстояния: 50 мм, 100 мм (суммарная длина 2шт.) Присоединительные резьбы М10х1 Материал: сталь Покрытие: воронение
  • Габаритные размеры удлинителя
  • Осциллограмма давления в цилиндре дизельного двигателя (с воспламенением):

Диагностика двигателя при помощи датчика давления

Диаграмма изменения давления в цилиндре несет богатую информацию о состоянии цилиндро-поршневой группы, а также исправности газораспределительного механизма.

Методика заключается в измерении давления на двигателе, работающем на холостом ходу, при этом в одном из цилиндров (в котором проводится измерение) воспламенения топливовоздушной смеси не происходит.

Для проведения данного измерения рекомендуется применять датчик давления.

  1. Характеристика датчика (100 кПа ~ 1 атм)
  2. Примечание!
  3. Последовательность действий.

Внешний вид датчика давления Следует обратить внимание, что датчик позволяет измерять давление в диапазоне 700 кПа, т.е. от -100 кПа (вакуум) до 600 кПа. В процессе работы двигателя в цилиндре возникает гораздо большее давление. Поэтому, для предотвращения выхода датчика из строя, необходимо выполнять следующие рекомендации (максимально допустимое давление для датчика 2800 кПа). Датчик не предназначен для измерения компрессии При работе двигателя на ХХ с нулевой нагрузкой, наполнение цилиндров минимальное, а поэтому максимальное давление в такте сжатия не превышает 600 кПа. Перед данным тестированием желательно дополнительно провести диагностику системы зажигания и топливной системы, чтобы исключить фактор их влияния. Тест при помощи датчика разрежения (ДР) либо тест на эффективность работы цилиндров позволит провести сравнительный анализ и выявить проблемный цилиндр, в котором и необходимо проводить измерение. Иначе возможна ситуация если один из цилиндров не работает, либо работает неэффективно, а при проведении тестирования дополнительно отключается еще один цилиндр, что приведет к нестабильной работе двигателя на 3х цилиндрах (неравномерность вращения коленвала приведет к погрешности в измерении фаз) либо к незапуску. В зависимости от применяемой системы впрыска топлива, действия могут незначительно отличаться. Как указывалось выше, воспламенения топливовоздушной смеси в тестируем цилиндре не происходит, поэтому рекомендуется обеспечить безопасную работу топливной системы и системы зажигания. Работа катушки зажигания без нагрузки (с отключенной свечей) может привести к выходу ее из строя, поэтому к отключенному ВВ проводу обязательно необходимо подключить разрядник.

  • Прогреть двигатель до рабочей температуры.
  • Отключить свечу от системы зажигания. Выкрутить свечу
  • Установить датчик вместо свечи, при необходимости использовать удлинитель.
Читайте также:  Двигатели ниссан ga16 характеристики

Важно!

Все резьбовые соединения необходимо затягивать «от руки». Если не удается обеспечить герметичности соединения, то необходимо заменить резиновые уплотнители. После установки датчика, необходимо подключить кабель питания.

  • Сигнальный провод подключить к мотор-тестеру (рекомендуется использовать 5ый канал)
  • Провод питания подключить к аккумуляторной батарее автомобиля, либо к источнику постоянного напряжения 8…25 В (ток потребления датчика не более 50 мА).

Примечание!

В датчике встроена защита от переполюсовки. Корпус датчика не соединен с минусовым выводом в целях избежания короткого замыкания при подключении минусового вывода на «+» АКБ при установленном на двигателе датчике (корпус подключен к «минусу»)

  • Свободный ВВ провод подключить к разряднику либо установить назад снятую свечу и обеспечить надежный контакт заземления.
  • Отключить подачу топлива в тестируемый цилиндр. Для систем распределенного впрыска необходимо отключить электрический разъем питания форсунки. При этом возможно появление кода ошибки в блоке управления. Для предотвращения этого, можно подключить в качестве нагрузки резистор сопротивлением ~100 Ом.
  • Отключить разъем от форсунки
  • Подключить вместо форсунки резистор

При диагностике карбюраторных двигателей, систем с моновпрыском или систем, в которых подачу топлива отключить затруднительно, необходимо максимально сократить время тестирования по следующим причинам: 1. Из-за калильного зажигания может произойти воспламенение топлива в цилиндре, что, возможно, приведет к повреждению датчика давления. 2. Попавшее в цилиндр топливо не будет сгорать, а будет поступать в цилиндр, смывать масляную пленку, что может привести к ошибочным результатам теста. 3. Также топливо будет попадать в катализатор, где может произойти его воспламенение, в результате чего возможно повреждение катализатора.

  • Выполнить подключение датчика синхронизации 

Примечание! Отображение синхронизации не обязательно. При автоматической настройке линейки без сигнала синхронизации не будет вычисляться УОЗ.

  • Запустить программу мотор-тестера, выбрать в настройках рабочего окружения Линейка > ДД (по умолчанию используется 5ый канал)
  • Запустить запись. На заглушенном двигателе датчик должен показывать атмосферное давление ~0 кПа (напряжение ~0,87 В)
  • Запустить двигатель, дождаться установления устойчивого холостого хода (в зависимости от типа системы впрыска ХХ двигателя может незначительно измениться, т.к. один цилиндр не работает). Если двигатель не запускается либо работает очень неустойчиво, это может свидетельствовать о неэффективно работающем цилиндре помимо отключенного.
  • Важно!
  • Характерный вид осциллограммы

Не рекомендуется делать резких перегазовок, так как это приводит к максимальному наполнению цилиндров воздушной смесью и, как следствие, высокому давлению в такте сжатия и может вывести ДД из строя Для полноценного анализа достаточно записи осциллограммы не более минуты. В некоторых ситуациях осциллограмма может получиться со «срезанными» верхушками. Если напряжение «обрезается» на уровне 6…6,5 атм (5В), то это свидетельствует о том, что давление в цилиндре превышает максимальное рабочее давление датчика. Причиной этого на ХХ может быть неэффективная работа двигателя на 3х цилиндрах (для 4х цилиндрового двигателя) и, как следствие, ЭБУ пытается поднять мощность двигателя, увеличив кол-во воздуха через регулятор холостого хода. Наполнение цилиндра воздушной смесью возрастет и, как следствие, увеличится максимальное давление в ВМТ. Сигнал с такими особенностями также пригоден для дальнейшего анализа.

P.S. Часто для обеспечения более длительной работы датчика, предлагают рационализаторское усовершенствование в виде дополнительного удлинителя, резинового шланга от тормозной системы либо прокладки из материала, плохо проводящего тепло, чтобы уберечь датчик от нагревания двигателем.

Во-первых, для проведения анализа достаточно осциллограммы, длительностью менее минуты. Если проблема есть, то она проявится в первых же циклах записи (при условии выполнения всех рекомендаций данной статьи).

Во-вторых, датчик нагревается не только от двигателя, но и от сжатия газов внутри самого датчика. Исключить это влияние никак не удастся.

Товары по теме:

Датчик давления

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Датчик давления, это устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды. В датчиках давление измеряемая среда преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код. Вот о том, какими бывают датчики давления мы и поговорим в этой статье.

Что измеряют датчики давления

Измеряемое давление определяется как не­направленная сила, действующая во всех на­правлениях в газах и жидкостях. Оно очень хорошо распространяется в гелеобразных веществах и мягких герметизирующих со­ставах, используемых время от времени для разных целей (рис. «Измерение давления» .

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

  • Давление во впускном трубопроводе и давление наддува (1-5 бар);
  • Давление в электропневматических тор­мозах (10 бар);
  • Давление воздуха в подвеске (16 бар);
  • Давление в шинах (5 бар, абсолютное) для контроля давления в шинах;
  • Давление в гидроаккумуляторе (около 200 бар) системы ABS, усилителя руля;
  • Давление в амортизаторах (200 бар) для систем управления подвеской;
  • Давление хладагента (35 бар) системы кондиционирования воздуха;
  • Управляющее давление (35 бар) в автома­тической трансмиссии;
  • Давление в главном и колесном тормоз­ных цилиндрах (200 бар);
  • Избыточное и вакуумное давление в то­пливном баке (0,5 бар);
  • Давление в камере сгорания (100 бар, динамическое) для определения перебоев зажигания и детонации;
  • Секционное давление впрыска в дизеле (1000 бар, динамическое) для регулиро­вания;
  • Давление в магистрали, общая дизельная магистраль (1800 бар);
  • Давление в магистрали, прямой впрыск бензина (200 бар).

Принципы измерения давления

Измерение давления осуществляется непо­средственно путем отклонения диафрагмы или датчиком усилия.

Прямое измерение давления

Поскольку все резисторы более или менее зависят от давления (волюметрический эф­фект), при необходимости измерения очень больших давлений (>104 бар) теоретически было бы достаточно просто ввести электри­ческий резистор в находящуюся под давле­нием среду.

С другой стороны, резисторы в то же время более или менее зависят от тем­пературы, а эту характеристику обычно очень сложно подавить. Кроме того, представляет сложности герметичный вывод их соедине­ний из напорной среды.

Капсулированные емкостные измерительные модули имеют более благоприятные характеристики и их проще изготавливать.

Емкостные датчики давления

Однако емкостные датчики давления, в отличие от инерционных (см. «Ускорение, скорость вращения вокруг вертикальной оси»), используются удивительно редко, хотя могли бы иметь похожие преимущества (особенно в плане точности).

Это связано с одним важным отличием от других упомянутых датчиков, а именно с тем, что датчики давления должны находиться в непосредственном контакте с измеряемой средой. Ее диэлектрические свойства практически всегда влияют на калибровку таких емкостных датчиков. Это значит, что калибровка в этом случае не только будет зависеть от среды, но и станет невозможной без нее (т.е.

в «сухом» состоянии). Четкого разделения на сегодняшний момент удалось добиться только за счет значительных технических затрат.

Диафрагменные датчики

В наиболее распространенном методе из­мерения давления (также и в автомобиле­строении) в качестве промежуточной ступени используется тонкая диафрагма. Датчики давления в двигателях грузовых автомобилейИзмеряе­мое давление сначала воздействует на одну сторону этой диафрагмы, изгибая ее в боль­шей или меньшей степени (рис. «Полупроводниковый датчик абсолютного давления» ). В очень широком диапазоне ее диаметр и толщину можно адаптировать к конкретному диапазону дав­ления. При измерении низкого давления ис­пользуются большие диафрагмы, способные легко деформироваться на 0,1-1 мм. Для высокого давления требуются диафрагмы большей толщины и меньшего диаметра, де­формирующиеся только на несколько мкм. Если при низком давлении можно рассматри­вать также датчики для измерения зазоров и расстояний, то в диапазонах среднего и высокого давления доминируют методы из­мерения напряжения. Здесь используются практически только тензометрические техно­логии (тензометрические резисторы).

Строго говоря, деформация диафрагмы зависит от разности давления, воздействую­щего на ее верхнюю и нижнюю стороны. Со­ответственно, существует четыре основных типов датчиков давления:

  • Датчик абсолютного давления;
  • Датчик опорного давления;
  • Датчик барометрического давления;
  • Датчик дифференциального давления.

Применение датчиков давления

Полупроводниковые датчики давления

Содержат кремниевую диафрагму с чувстви­тельными к давлению резисторами. Коэффици­ент К (относительное изменение сопротивления резистора вследствие деформации) у рези­сторов, вплавленных в монокристаллический кремний, особенно высок. Обычно К=100.

До сих пор датчик и гибридная цепь для обработки сигнала размещались в одном корпусе. Компен­сационная и калибровочная настройки датчика могут осуществляться непрерывно или постепенно схемой, интегрированной в отдельный вспомогательный кристалл или в кристалл дат­чика.

Читайте также:  W210 с какими двигателями

В будущем значения поправок к данным и величинам будут храниться в цифровом виде в программируемой памяти (PROM).

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Датчики, интегрированные в одном кри­сталле с полной электронной калибровкой, наиболее подходят для измерения нагрузок в электронных системах зажигания и впрыска топлива дизельных двигателей.

Благодаря компактности, они могут устанавливаться непосредственно во впускном трубопроводе (более ранние конструкции устанавливались в соответствующих электронных блоках управ­ления (ЭБУ)), или в моторном отсеке. Часто используются «обратно собранные» конструк­ции, в которых измеряемое давление подво­дится к электронно-пассивной полости на бо­ковой стороне кристалла датчика (рис.

«Датчик абсолютного давления» ). Датчики давления в двигателях грузовых автомобилейДля максимальной защиты более чувствительная сторона кристалла с печатными схемами и контактами помещается в оболочку камеры эталонного давления, расположенную между основанием корпуса и припаянным металли­ческим колпаком. Однако более дешевым ре­шением является приклеивание заключенной в вакуум пластинки датчика на кремниевый блок, где чувствительная сторона пластинки просто защищается от напорной среды под­ходящим гелем (рис.Ь, «Датчик абсолютного давления» ).

Такие датчики пригодны также для примене­ния в системах контроля давления в шинах для его непрерывных и бесконтактных из­мерений. Практически идентичную пластинку

датчика можно также использовать в каче­стве датчика давления в камере сгорания (рис. «Интегральный кремниевый датчик давления в камере сгорания» ). Условие — кремниевая пластинка не должна непосредственно подвергаться воздействию высокой температуры (не бо­лее 600 °С).

Металлическая изолирующая диафрагма и наплавленный передаточный стержень, длиной несколько миллиметров, обеспечивают необходимую защиту. С помо­щью микромеханических методов изготавли­вается миниатюрная проставка в центре диа­фрагмы, передающая усилие тензодатчику.

Измеряемое усилие передается стержнем в переднюю часть диафрагмы через проставку и далее в кристалл датчика с минимальным искажением. Такой метод установки позво­ляет поддерживать рабочие температуры ниже 150°С.

Пьезоэлектрические датчики

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилейПьезоэлектрические датчики обеспечивают динамическое измерение давления (рис. «Пьезоэлектрический датчик давления» ). В элек­тронно управляемых дизельных топливных насосах высокого давления для определения начала и конца впрыска (подачи топлива) датчиком регистрируются только изменения давления в секции насоса. Тонкая промежу­точная диафрагма используется для прямой или косвенной передачи давления на цилин­дрический или прямоугольный пьезокера­мический элемент. Поскольку здесь особой точности не требуется, погрешностями от гистерезиса, старения и тепловыми пренебрегают. Предварительный усилитель с вы­соким сопротивлением на выходе часто уста­навливается в герметизированном корпусе. Это позволяет уменьшить влияние источника сигнала на работу датчика для предупрежде­ния частичного шунтирования и появления ошибок в измерениях.

Датчики высокого давления с металлической диафрагмой

Предназначены для работы в условиях чрез­вычайно высоких давлений, например, в на­порных магистралях впрыска в дизельных системах «Common Rail» для управления изо­лированной системой. Здесь диафрагмы из высококачественной пружинной стали с тен­зометрическим выводом обеспечивают го­раздо лучшие характеристики, чем системы, предназначенные для контроля давления во впускных трубопроводах. Такие датчики:

  • Имеют простую и недорогую систему изо­ляции среды измерения;
  • Отличаются от кремниевых датчиков большей стойкостью к разрыву в области эффективного диапазона;
  • Легко устанавливаются в металлические корпусы.
Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Устройства, содержащие изолированный на­пыленный (осажденный из паровой фазы) металлический тонкопленочный тензометр (К = 2) и поликремниевый тензометр (К = 40), представляют собой долговечные высокоточ­ные датчики (рис.

«Датчик высокого давления с металлической диафрагмой, измерительный элемент» ). Элементы усиления, ка­либровки и компенсации могут сочетаться с микросхемой ASIC, установленной в корпусе датчика с необходимым экранированием электромагнитных воздействий (рис.

«Датчик высокого давления с металлической диафрагмой, конструкция» ).

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Устройство автомобилей



Современные автомобили оснащаются различными механизмами, системами и агрегатами, использующими в качестве рабочего тела жидкости и газы.

Это могут быть различные гидравлические и пневматические устройства, функционирующие под действием сжатых жидкостей, масел, воздуха и газов, при этом основным параметром рабочего тела в таких устройствах является его давление, которое необходимо постоянно контролировать, а значит и измерять.

Приборы измерения давления (манометры) применяются в автомобиле для контроля давления:

  • Масла в двигателе;
  • Воздуха в пневматической тормозной системе;
  • Масла в гидромеханической передаче;
  • В централизованной системе подкачки воздуха.

Кроме того, в специализированных автомобилях, используемых, например, для размещения и перевозки подъемно-транспортного оборудования, могут применяться манометры для контроля давления масла в гидросистемах и пневмоприводах.

Эксплуатация автомобиля с неисправными приборами контроля, давления масла и воздуха запрещена, т.к. может привести к аварийным режимам.

Для экстренного привлечения внимания водителя во многих системах манометры дублируются сигнализатором аварийного давления.

Кроме того, к приборам, измеряющим давление, относятся и приборы для измерения разрежения – вакуумметры. В последние годы широко применяется прибор, контролирующий разрежение во впускном коллекторе – эконометр. Руководствуясь указаниями этого прибора, водитель имеет возможность выбора режима движения, соответствующего наименьшему расходу топлива.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

По способу измерения манометры делятся на приборы прямого действия и электрические. Приборы прямого действия бывают механические и жидкостные. Механические приборы для измерения давления имеют чувствительный элемент и указатель, устанавливаемый на приборной панели. Контролируемая среда подводится к чувствительному элементу прибора по трубопроводу.

Жидкостные приборы прямого действия для измерения давления (ртутные, спиртовые барометры и т. п.) в конструкции автомобилей не используются.

  • Электрические манометры основаны на преобразовании неэлектрических величин в электрические, и содержат связанные между собой манометрический датчик, к которому подводится контролируемая среда, и указатель, располагаемый на щитке приборов или в зоне видимости водителя.
  • ***

Манометры прямого действия

К приборам непосредственного (прямого) действия относятся манометры с плоской или овальной трубчатой пружиной.

Основной деталью манометра с трубчатой пружиной (рис. 1) является пружина 4, представляющая собой упругую плоскую или овальную трубку. Трубчатая пружина изогнута по окружности и представляет собой не полный виток.

Один конец трубки впаян в штуцер 7, через который в отверстие поступает жидкость или воздух.

Под действием давления жидкости или воздуха трубка распрямляется, а так как второй конец соединен с тягой 6, то через передаточный механизм, закрепленный в корпусе 1, приводится в движение стрелка 2 прибора.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Рис. 1. Манометр непосредственного (прямого) действия: 1 — корпус; 2 — стрелка; 3 — спиральная пружина; 4 — трубчатая пружина; 5 — трубчатый сектор; 6 — тяга; 7 — штуцер; 8 — подвижная плата; 9 — винт; 10 – трибка

При увеличении давления внутри трубки происходит ее деформация (по оси Y она увеличивается, а по оси X уменьшается). При этом длина наружной дуги А и внутренней дуги А1 стенок трубки практически не меняется.

Вследствие этого кривизна дуги, по которой изогнута трубчатая пружина, уменьшается, и трубка разгибается. При этом ее свободный конец перемещается, передвигая стрелку прибора.

Регулировка осуществляется с помощью подвижной платы 8 и винта 9.

В манометрах с трубчатой пружиной перевод стрелки 2 осуществляется трубчатым сектором 5 и трибкой 10. Пружина 3 на оси стрелки компенсирует влияние зазоров в передаточном механизме на показание прибора.

Эконометр, устанавливаемый на автомобилях (например, ВАЗ-2108, -2109), работает аналогично. Манометрическая трубчатая пружина в данном случае реагирует не на увеличение давления, а на уменьшение, т.е. сжимается.

По положению стрелки в одной из трех зон шкалы эконометра водитель может оценивать экономичность выбранного режима движения, а также получать информацию о ряде неисправностей двигателя. Если стрелка прибора находится слева, двигатель работает под увеличенной нагрузкой или с большим ускорением.

При этом увеличивается расход топлива, и чтобы этого избежать водитель должен перейти на другую передачу или изменить режим движения, тем самым подобрав оптимальный режим работы двигателя. Если стрелка находится справа, это указывает на оптимальный режим работы двигателя.

Колебания стрелки в левой зоне указывают на неисправные клапаны или неправильную регулировку системы зажигания. Если колебания в левой зоне и частично захватывают правую, это означает, что имеет место потеря компрессии в двигателе.

Недостатками манометров прямого действия является их чувствительность к вибрациям и невысокая перегрузочная способность.

Кроме того, трубопроводы, подводящие контролируемую среду к приборам, имеют склонность к засорению и даже закупорке, что приводит к погрешностям в показаниях и отказам.

По этой причине дальнейшее развитие манометрических измерителей связано с использованием электрических устройств.

***

Термобиметаллический импульсный манометр

Термобиметаллический импульсный манометр состоит из датчика и указателя. Датчик манометра (рис. 2) имеет мембрану 10, на центральную часть которой опирается выступом 11 упругая пластина 1 с контактом, соединенным с «массой».

Читайте также:  Газель неустойчиво работает двигатель 402

В датчике размещена П-образная термобиметаллическая пластина, электрически изолированная от «массы». На рабочее плечо 2 пластины навита обмотка 3, один конец которой приварен к термобипластине, а второй присоединен к выводному зажиму 6 через упругий вывод 5.

На конце рабочего плеча термобипластины установлен второй контакт 4. При отсутствии давления под мембраной контакт 4 соединен с контактом на упругой пластине 1.

Второе плечо термобиметаллической пластины закреплено на упругом держателе 7, положение которого вместе с биметаллической пластиной можно изменять поворотом рычага 8.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей
Рис. 2. Датчик термобиметаллического импульсного манометра: 1 — упругая пластина; 2 — рабочее плечо; 3 — обмотка; 4 — контакт; 5 — упругий вывод; 6 — выводной зажим; 7 — держатель; 8 — зубчатый сектор; 9 — место присоединения обмотки; 10 — мембрана; 11 — выступ Рис. 3. Импульсный термобиметаллический указатель: 1 — обмотка; 2 — зажим; 3 — П-образная пластина; 4 — зубчатый сектор; 5 — рычаг; 6 — крючок; 7 — стрелка; 8 — регулировочный сектор

Указатель термобиметаллического импульсного манометра (рис. 3) состоит из П-образной термобиметаллической пластины 3, которая одним концом закреплена на регулировочном зубчатом секторе 8, а другим соединена со стрелкой 7.

На рабочее плечо термобиметаллической пластины 3 навита обмотка 1, включенная последовательно с обмоткой датчика. Оба конца этой обмотки выведены на зажимы 2 прибора. Второе плечо пластины 3, так же, как и датчика, компенсирует изменения температуры окружающей среды.

Рабочий конец термобиметаллической пластины указателя имеет крючок 6, зацепленный со стрелкой.

При повышении давления под мембраной датчика упругая пластина с контактом поднимается и входит в контакт с термобиметаллической пластиной.

Ток, проходящий по образовавшейся в следствия этого цепи, нагревает термобиметаллическую пластину указателя.

Контакты датчика при нагревании рабочего плеча термобиметаллической пластины из-за ее изгиба размыкаются и прерывают ток до момента остывания пластины и последующего размыкания контактов.

При установившемся давлении в датчике происходит периодическое размыкание контактов. При этом время разогрева термобиметаллической пластины датчика, когда контакты замкнуты, зависит от степени ее деформации, т. е. от давления в датчике. Время охлаждения пластины, когда контакты разомкнуты, зависит от степени нагрева пластины относительно температуры окружающей среды.

Чем выше давление в датчике, тем больше температура пластины указателя, так как время замкнутого состояния контактов датчика относительно времени разомкнутого состояния больше. Эффективный ток в обмотке указателя увеличивается, его термобиметаллическая пластина деформируется и перемещает стрелку по шкале.

***



Логометрический манометр состоит из реостатного датчика и магнитоэлектрического указателя.

Реостатный датчик (рис. 4) логометрического манометра состоит из основания 1 со штуцером, на котором закреплена гофрированная мембрана 2 с помощью стального ранта 3, несущего на себе реостат 4 с передаточным механизмом.

В центре мембраны установлен толкатель 11, на который опирается качалка 9 с регулировочными винтами 10. Качалка воздействует на ползунок 5 реостата, поворачивая его вокруг оси 6. Пружина 8 противодействует смещению ползунка.

Чтобы пульсации давления в контролируемой системе не вызывали колебаний ползунка по реостату, в канал штуцера датчика запрессован наконечник 12 со стержнем для очистки канала, который создает большое сопротивление потоку масла или воздуха и тем самым сглаживает влияние резких изменений давления на показания прибора.

При подаче масла или воздуха в датчик мембрана под давлением выгибается и через качалку и опорную площадку 7 двигает ползунок по реостату. При снижении давления мембрана под действием собственной упругости опускается, и возвратная пружина 8 сдвигает ползунок и детали рычажной передачи в исходное положение.

В качестве указателя логометрического манометра применяется магнитоэлектрический прибор (рис. 5, а), состоящий из двух пластмассовых полукаркасов 2 на которые намотаны три измерительные индукционные катушки 5, причем одна катушка расположена под углом 90˚ к двум другим. Постоянный магнит 3 установлен внутри каркаса на одной оси со стрелкой 6.

Магнит может поворачиваться, ориентируясь вдоль магнитных силовых линий результирующего вектора напряженности трех индукционных катушек.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей
Рис. 4. Реостатный датчик логометрического манометра: 1 — основание; 2 — мембрана; 3 — рант; 4 — реостат; 5 — ползунок; 6 — ось; 7 — опорная площадка; 8 — пружина; 9 — качалка; 10 — регулировочный винт, 11 — толкатель; 12 — наконечник Рис. 5. Указатель логометрического манометра (а) и принципиальная схема его работы (б): 1 — экран; 2 — полукаркас; 3 — магнит; 4 — подпятник; 5 — индукционная катушка; 6 — стрелка; 7 — мостик; W1, W2, W3 — катушки; Rд — реостат датчика; Rтк — резистор компенсационный

В каркасе установлен подпятник 4 оси магнита и стрелки. Мостик 7 закреплен на каркасе и служит опорой шкалы прибора.

Между мостиком и шайбой, закрепленной на оси магнита, а также в подшипник вводят кремнийорганическую жидкость, которая демпфирует колебания подвижной системы в условиях вибрации.

Для возврата подвижной системы в нулевое положение при включенном приборе используется миниатюрный магнит, находящийся между полукаркасами.

Для исключения воздействия на показания прибора посторонних магнитных полей и влияния полей индукционных катушек на показания других приборов собранный каркас размещают в цилиндрическом экране 1.

При включении датчика и указателя в цепь питания (рис. 5, б) ток проходит по индукционным катушкам W1, W2 и W3 по реостату датчика Rд и термокомпесационному резистору Rтк.

Изменение давления в контролируемой системе вызывает изменения сопротивления реостата датчика Rд, подключенного параллельно индукционной катушке W1.

Ток, протекающий по индукционной катушке W1, изменяет свое значение, что приводит к изменению величины вектора напряженности поля, создаваемого этой катушкой.

Изменение величины сопротивления реостата Rд оказывает влияние на величину тока, протекающего по двум другим индукционным катушкам, но это влияние не соль существенное, как в случае с индукционной катушкой W1. Изменение направления результирующего вектора напряженности вызывает отклонение магнита и стрелки манометра.

Логометрические автомобильные приборы в настоящее время вытесняют импульсные термобиметаллические, поскольку имеют ряд существенных преимуществ. Датчики логометров не имеют размыкающих контактов, которые подвержены эрозионному износу и создают радиопомехи. Логометрический указатель имеет больший угол перемещения стрелки, что дает возможность получить шкалу прибора с лучшей читаемостью.

В логометрическом указателе лучше компенсируются влияния изменения питающего напряжения и изменение температуры окружающей среды, так как векторы напряженности магнитных полей всех индукционных катушек изменяют свою величину практически пропорционально изменению питающего напряжения или температуры окружающей среды. Поэтому направление результирующего вектора напряженности, а значит, и положение стрелки прибора не зависят от этих внешних факторов.

***

Сигнализаторы падения давления

Применение на автомобиле манометра со стрелочным указателем давления часто недостаточно для обеспечения надежного контроля. Изменение давления за допустимые пределы может наступить неожиданно, и в этом случае сигнализатор давления в отличие от стрелочного прибора немедленно привлечет внимание водителя.

В некоторых случаях в контролируемой системе вообще применяют только сигнализатор, не используя стрелочный прибор.

На автомобилях находят применение сигнализаторы аварийного (минимального) давления в системе смазывания, аварийного давления в пневмоприводе, в вакуумной системе открывания дверей и других рабочих системах автомобиля.

В качестве примера рассмотрим конструкцию датчика аварийного давления, применяемого на автомобилях ВАЗ и КамАЗ. Датчик (рис. 6) имеет корпус 9 в виде полого штуцера, который внутри разделен на две полости диафрагмой 8 из тонкой полиэфирной пленки. В полость под диафрагмой поступает масло из системы смазки и поднимает её вместе с толкателем 6.

Датчики давления в двигателях грузовых автомобилей

Рис. 6. Датчик аварийного падения давления: 1 и 7 — контакты; 2 — разъем; 3 — фильтр; 4 — изолятор; 5 — пружина; 6 — толкатель; 8 — мембрана; 9 — корпус

В полости над диафрагмой установлены неподвижный 7 и подвижной 1 контакты и пружина 5, противодействующая перемещению диафрагмы, которая выполняет роль чувствительного элемента датчика. Сверху корпус закрыт изолятором 4 со штекерным разъемом 2, под которым установлен специальный фильтр 3, уравнивающий давление в надмембранной полости с внешним атмосферным.

  1. При возникновении давления в поддиафрагменном пространстве датчика, сообщенном с контролируемой системой, диафрагма 8 выгибается и размыкает контакты 1 и 7; при падении давления контакты замыкаются, что приводит к включению контрольной лампочки на панели приборов.
  2. ***
  3. Приборы измерения температуры



Главная страница

Дистанционное образование

  • Группа ТО-81
  • Группа М-81
  • Группа ТО-71

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector