Датчик абсолютного давления в автомобиле¶

Датчик абсолютного давления (MAP-сенсор, от англ. Manifold Absolute Pressure) — автомобильный датчик, измеряющий давление во впускном коллекторе относительно абсолютного вакуума. Вместе с датчиком температуры воздуха (ДМРВ) он является основным элементом системы впрыска топлива, работающей по методу «скорость-плотность»: электронный блок управления (ЭБУ) рассчитывает массу поступающего в цилиндры воздуха по давлению во впускном коллекторе, температуре воздуха и частоте вращения коленчатого вала.

¶Принцип работы

В отличие от обычного датчика избыточного давления, MAP-сенсор измеряет давление относительно абсолютного вакуума, а не атмосферного. Внутри корпуса находится тонкоплёночная кремниевая мембрана, одна сторона которой соединена с вакуумной камерой, а другая — с впускным коллектором через штуцер. При изменении давления мембрана деформируется, изменяя сопротивление тензорезисторов, нанесённых на её поверхность. Изменение сопротивления преобразуется в электрический сигнал, как правило, в диапазоне 0,5–4,5 В, который передаётся на ЭБУ.

При работающем двигателе на холостом ходу во впускном коллекторе создаётся разрежение (давление ниже атмосферного, порядка 30–50 кПа). При открытии дроссельной заслонки давление повышается, приближаясь к атмосферному. При неработающем двигателе давление во впускном коллекторе равно атмосферному. Эти данные в сочетании с показаниями ДАТ (датчика температуры воздуха) и датчика положения коленчатого вала позволяют ЭБУ точно рассчитать количество топлива, необходимое для формирования стехиометрической смеси (λ = 1).

¶Для чего нужен в автомобиле

Датчик абсолютного давления выполняет несколько функций:

• Расчёт количества топлива. Основная задача — обеспечение ЭБУ данными о плотности воздуха для определения массового расхода и подбора длительности импульсов впрыска форсунок.
• Контроль угла опережения зажигания. По показаниям MAP-сенсора ЭБУ корректирует момент искрообразования в зависимости от нагрузки на двигатель.
• Управление системой рециркуляции отработавших газов (EGR). Датчик помогает определить степень нагрузки, при которой допускается подача ОГ во впускной коллектор.
• Контроль наддува в турбодвигателях. В турбированных моторах MAP-сенсор отслеживает давление наддува и позволяет ЭБУ регулировать работу клапана wastegate или электронного актуатора турбины.
• Диагностика системы впрыска. По характеру сигнала ЭБУ может выявлять подсосы воздуха, неисправности дроссельного узла, засорение впускного тракта.

¶Виды и конструктивные особенности

По типу выходного сигнала датчики делятся на аналоговые (выдают напряжение, пропорциональное давлению) и цифровые (передают данные по шине CAN или K-line). По диапазону измерений различают:

В большинстве современных автомобилей MAP-сенсор объединён с датчиком температуры воздуха в одном корпусе. Также существует комбинированный датчик, сочетающий MAP и ДМРВ (массово-воздушный расходомер), однако на практике эти элементы, как правило, выполняют раздельные функции.

¶MAP-сенсор и ДМРВ: отличия

В системах впрыска применяются два подхода к измерению воздуха: по давлению во впускном коллекторе (MAP) и по массовому расходу (ДМРВ). ДМРВ устанавливается непосредственно во впускном тракте и измеряет поток воздуха напрямую, тогда как MAP-сенсор измеряет давление и вычисляет расход косвенно. Преимущества MAP-сенсора:

• компактность и отсутствие необходимости во впускном трубопроводе большого сечения;
• устойчивость к загрязнению (в отличие от нити ДМРВ, чувствительной к масляному туману);
• более высокая надёжность в условиях вибрации и перепадов температур.

Системы на основе MAP-сенсора широко применяются в дизельных двигателях, турбобензинах и моторах с газобаллонным оборудованием. ДМРВ чаще встречается на атмосферных бензиновых двигателях без наддува.

¶Неисправности и признаки

Основные признаки неисправности MAP-сенсора:

• неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
• провалы мощности и рывки при разгоне;
• повышенный расход топлива;
• затруднённый запуск двигателя;
• загорание индикатора Check Engine с кодами P0105–P0109.

Причины отказов — попадание влаги и масла во впускной коллектор, обрыв или окисление электрической колодки, разрушение мембраны вследствие гидроудара, естественный износ. Диагностика выполняется с помощью сканера (сравнение показаний датчика с расчётными значениями) и манометра, подключаемого к впускному коллектору.

¶Применение в российских автомобилях

На автомобилях ВАЗ с двигателями семейства 2111, 2112, 2114 MAP-сенсор (датчик абсолютного давления, маркировка ДАД) применяется в системах впрыска «Январь» и «М7.9.7». Датчик крепится на впускном коллекторе и соединяется с ним вакуумным шлангом. На автомобилях ГАЗ с двигателями ЗМЗ-406 и ЗМЗ-409 также используется аналогичный принцип измерения давления. Среди поставщиков датчиков на российский рынок — компании «Автоприбор» (Самара), «Форсаж» и ряд других производителей.

¶Источники

• Киреев С. М. «Устройство и ремонт зарубежных автомобилей»
• Вахламов В. К. «Конструкция и расчёт автомобильных бензиновых двигателей»
• Руководства по эксплуатации ВАЗ 2110, 2114, 2115
• Техническая документация Bosch на системы впрыска Motronic