Датчик абсолютного давления воздуха: назначение, неисправности и замена ДАД

Электронная система управления двигателем (ЭСУД) состоит из блока управления, целой группы датчиков и исполнительных устройств. При этом одним из важнейших датчиков на инжекторном бензиновом или дизельном моторе является так называемый MAP-сенсор или датчик ДАД (датчик абсолютного давления воздуха).

Указанный датчик:

• контролирует количество воздуха, который поступает в цилиндры силового агрегата;
• контроль осуществляется динамически (с учетом постоянно изменяющихся нагрузок и условий работы двигателя);

При этом ДАД активно учувствует в процессе смесеобразования. Блок управления определяет количество воздуха и подает на основании полученных данных необходимое количество топлива для формирования оптимальной по составу рабочей смеси топлива и воздуха. Любые сбои и неисправности датчика приведут к нарушениям в работе мотора. Подробнее читайте в нашей статье.

Датчики абсолютного давления: виды, устройство и принцип работы

Чтобы понять, что такое ДАД, следует рассмотреть общий принцип работы инжекторного мотора. Воздух поступает во впускной коллектор, после чего блоку управления необходимо рассчитать, сколько топлива подать через форсунки для приготовления оптимальной по составу топливовоздушной смеси.

Для определения количества воздуха, на впуске установлен датчик давления во впускном коллекторе. Фактически, ДАД датчик необходим для измерения текущего давления воздуха, который поступает во впускной коллектор.

Затем датчик на коллекторе передает информацию на ЭБУ, после чего блок управления корректирует количество топлива, момент впрыска и т.д. При этом датчики абсолютного давления являются аналогом ДМРВ (датчик массового расхода воздуха).

Устройство датчика абсолютного давления воздуха

Датчик абсолютного давления воздуха производит замеры абсолютного давления воздуха во впускном коллекторе. При этом давление замеряется относительно «нулевой» точки низкого давления или вакуума. Кстати, еще существуют датчики относительного и дифференциального давления, которые меряют и затем производят сравнение давления воздуха с атмосферным.

Что касается автомобилей, сегодня активно используются ДАД, в основе которых лежит пьезорезистивный чувствительный элемент MEMS (микроэлектромеханический сенсор, МЭМС). Такие датчики имеют чувствительный электронный элемент, закрепленный на механической подвижной мембране. Благодаря такому взаимодействию электроники и механики устройство эффективно замеряет давление воздуха.

В целом, по конструкции ДАД представляют собой:
1. пластиковый корпус, к которому присоединен патрубок для подключения к впускному коллектору;
2. с другой стороны корпуса выполнен электрический разъем для подключения к блоку управления;
3. внутри корпуса стоит чувствительный элемент.

При этом ДАД могут иметь разные типы чувствительного элемента. Например, тензорезисторы и чувствительный элемент на толстопленочной кремниевой подложке, где формируется замкнутый воздушный пузырек. Другой возможный вариант — мембрана с пьезорезисторами и закрытый объем (объем с опорным давлением).

Принцип работы датчика давления воздуха в коллекторе

Даже с учетом того, что есть определенные конструктивные отличия, среди существующих микромеханических датчиков можно выделить общий принцип работы.

Рассмотрим самый распространенный тип:

• внутри датчика имеется герметичный объем воздуха, за счет чего формируется опорное давление. Такое давление низкое (до 10 раз ниже атмосферного). С такого опорного давления идет отсчет давления воздуха во впускном коллекторе.
• герметичный объем закрыт мембраной диафрагмой, на которой установлены тензорезисторы (полупроводниковые пьезорезисторы). Как правило, их 4 штуки, подключение мостовое;
• на тензорезисторе формируется электрическое сопротивление, которое напрямую зависит от степени деформации мембраны (сопротивление меняется в том случае, если диафрагма растягивается или сжимается).

Датчик измеряет электрическое сопротивление пьезорезисторов, меняющееся при деформации диафрагмы по причине разного давления между герметичным (замкнутым объемом с опорным давлением), а также объемом с измеряемым давлением.

Чем сильнее будет разница давлений, тем большей будет деформация мембраны. В свою очередь, сопротивление пьезорезисторов меняется. Такие изменения фиксирует блок управления (контроллер), при этом различные данные по току и давлению прописаны в алгоритмах управления работой двигателя в ЭБУ.

Датчик на впускном коллекторе: виды и особенности

Среди существующих разновидностей датчиков давления на авто можно выделить устройства, которые отличаются:
• по типу выходного сигнала;
• по совместимости с типом двигателя (атмосферный и турбо мотор).

Как и многие другие датчики, ДАД бывают аналоговыми и цифровыми.
1. В случае с аналоговым устройством, сигнал аналогового типа формируется от тензорезисторов, далее передается на ЭБУ и обрабатывается. Такие датчики почти не встречаются на авто по причине того, что для работы с аналоговым устройством необходим особый блок управления.
2. Цифровой ДАД получил широкое распространение. Основное отличие от аналогового решения – в конструкцию датчика интегрирована схема, которая самостоятельно преобразует аналоговый сигнал в цифровой, после чего готовый сигнал передается на ЭБУ. При этом датчики такого типа совместимы с подавляющим большинством ЭБУ автомобилей.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик фаз. Из этой статьи вы узнаете, для чего нужен, а также как устроен и работает датчик распредвала.

Также обособленным вариантом считаются датчики T-MAP. Такой датчик является комбинированным решением, когда датчик давления и температуры (терморезистор) объединены в одном устройстве.

Датчик данного типа измеряет не только давление, но и температуру воздуха, что позволяет производить более точные замеры и влиять на работу систем автомобиля (например, управлять интеркулером на турбомоторах). Еще добавим, что датчики давления в авто могут стоять не только на двигателе, но и в других системах (например, пневмоподвеска).

Неисправен датчик коллектора: признаки

С учетом того, что датчик давления впускного коллектора играет важную роль в работе ЭСУД автомобиля, неисправности датчика приводят к серьезным сбоям в работе мотора на всех режимах.

Как правило, если вышел из строя ДАД, можно выделить следующие признаки и симптомы:

• холостые обороты повышены или плавают;
• под нагрузкой обороты «скачут»;
• двигатель шумно работает и дымит;
• повышен уровень вибраций;
• в выхлопе присутствует запах горючего;
• падает мощность и увеличивается расход.

Появление указанных признаков четко говорит о необходимости проверки ДАД. Если в рамках диагностики выявлена неисправность датчика, проблема решается путем замены датчика абсолютного давления.

Подбор и замена датчика абсолютного давления воздуха

Прежде всего, необходимо ставить на автомобиль такой тип ДАД, который стоял ранее или подходит для конкретной модели автомобиля с тем или иным типом двигателя. Оптимально использовать оригинал, однако можно подбирать и аналоги. При этом важно убедиться, что новый датчик полностью подходит по размерам, а также имеет подходящие характеристики и разъемы.

При подборе ДАД для турбомотора следует отдельно учитывать, что датчик коллектора для таких двигателей должен быть рассчитан на замер более высокого давления. Это значит, что поставить ДАД от «атмосферника» нельзя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик коленвала ДПКВ. Из этой статьи вы узнаете о признаках неисправности датчика коленчатого вала, а также как проверить указанный датчик.

Что касается замены датчика абсолютного давления, поменять устройство можно достаточно быстро и просто. Для замены потребуется:

1. снять клемму с АКБ;
2. отключить от датчика электроразъем;
3. выкрутить винты крепления датчика;
4. извлечь датчик из патрубка или коллектора;
5. поставить новый датчик, при необходимости заменить уплотнительное кольцо или сменить хомут.

При этом новый датчик обычно не нужно калибровать или настраивать, однако в некоторых случаях система может потребовать тонкой настройки. Обычно это касается высокофорсированных или специально тюнингованных моторов, которые имеют особые прошивки ЭБУ.

Источник