Д. Н. Чубенко электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин - korshu.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Д. Н. Чубенко электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических - страница №7/8

Лабораторная работа 6
Изучение основных характеристик датчиков системы
электронного впрыска топлива


Цель работы. Изучение устройства и принципов работы датчиков. Получение навыков измерения параметров датчиков. Работа с измерительными приборами, а также получение знаний об устранении элементарных неисправностей систем, связанных с такими датчиками.

1. Общие положения


Датчики электронного впрыска с основным параметром – сопротивление представляют собой устройства, основанные на электронных компонентах – резисторах различных типов. Чаще всего в датчиках используются резисторы следующих типов: терморезисторы (датчики температуры); переменные резисторы (датчики положения механических элементов); тензорезисторы (датчики давления, в т.ч. и интеллектуального типа).

Терморезисторы

Терморезисторы – это электронные компоненты, изменяющие сопротивление в зависимости от температуры. Различают терморезисторы с положительным и отрицательным температурным коэффициентом, или иначе с прямой или обратной температурной зависимостью. Прямая зависимость означает, что сопротивление датчика увеличивается с ростом температуры, обратная – означает уменьшение сопротивления с ростом температуры. Данная характеристика зависит от материала в основе терморезистора. Наиболее распространены датчики с отрицательным коэффициентом или с обратной зависимостью. Такие датчики обычно используют для измерения температуры воздуха или охлаждающей жидкости в системах электронного впрыска или кондиционирования. Элементы с прямой зависимостью используются реже и в основном в составе сложных датчиков. Работают они чаще всего в областях высоких температур.



На рисунке 6.1. приводится конструкция простого датчика температуры. Как видно, сам датчик достаточно компактен по размерам, но помещен в корпус с установочной резьбой и контактным разъемом. Для датчиков температуры воздуха обычно используют пластиковые тонкостенные корпуса для уменьшения теплоемкости корпуса и увеличения быстродействия датчика. Датчики температуры жидкости (охлаждающей) помещаются в металлический герметичный корпус, который сам представляет герметичную пробку для жидкостного канала. Некоторые датчики используют один вывод (второй соединен с корпусом).

Рис. 6.1. Конструкция датчика температуры


На рис. 6.2 приводится график характеристики датчика температуры охлаждающей жидкости автомобилей TOYOTA. Это датчик с обратной зависимостью и с достаточно большим диапазоном измерений.

Рис. 6.2. Зависимость сопротивления датчика Toyota от температуры


Диапазон сопротивлений датчика специально выбран в пределах от 200 Ом до 20 кОм. Этот диапазон одинаково далек от сопротивления проводки с возможными нарушениями контактов и от обрыва цепи, т.е. цепь датчика защищена от искажений показаний. В случае обрыва или замыкания система самодиагностики легко определяет неисправность.

Переменные резисторы


Переменные резисторы – это электронные элементы, меняющие сопротивление в зависимости от положения подвижного элемента. Переменные резисторы, таким образом, удобно использовать в качестве датчиков положения подвижных элементов. Типичным применением датчика с переменным резистором является датчик положения дроссельной заслонки. В более новых автомобилях это может быть датчик положения педали газа (с сервоприводом заслонки). В некоторых датчиках положения заслонки имеются дополнительные контакты для фиксации положения холостого хода (полностью закрытая заслонка).


а б

Рис. 6.3. Датчик положения дроссельной заслонки автомобиля TOYOTA и его характеристика: а – конструкция датчика положения дроссельной заслонки; б – характеристика положения дроссельной заслонки


На рисунке 6.3(а и б) представлен датчик положения дроссельной заслонки автомобиля TOYOTA и его характеристика. Как видно, характеристика основного датчика практически линейная, что определяется свойствами напыления переменного резистора. Выходной сигнал имеет характеристику переменного напряжения, что обусловлено схемой включения.

Рис. 6.4. Схема включения датчика положения дроссельной заслонки


Датчик положения дроссельной заслонки конструктивно расположен напротив привода заслонки на входе во впускной коллектор. Крепления датчика позволяют регулировать его начальную установку в пределах нескольких градусов. При сборке системы после ремонта или при настройке очень важно правильно установить датчик. Независимо от того, имеется ли отдельный контакт холостого хода или нет, система управления двигателем фиксирует положение Х.Х. и выбирает отдельный режим работы Х.Х. Неправильная установка начального положения датчика может привести к различным неисправностям, как:

– «плавание» оборотов Х.Х.;

– остановка двигателя при резком сбрасывании газа;

– неустойчивая работа под нагрузкой на Х.Х. (включена АКП, кондиционер).

Датчик должен устанавливаться так, чтобы при полностью отпущенной педали газа его показания классифицировались системой как положение холостого хода, а контакт IDL был замкнут (низкий уровень сигнала). Затем датчик поворачивается на некоторую величину по ходу заслонки, чтобы обеспечить зону режима Х.Х., в пределах которой при нажатии на газ блок управления не будет менять режим. Для правильной установки датчика, особенно не имеющего контакта IDL, существуют специальные таблицы параметров, приводимые в фирменных руководствах по ремонту или общих справочниках регулировочных параметров электронных систем. В дальнейшем (после правильной установки) при эксплуатации автомобиля положение датчика менять не следует (например ради настройки АКП).

Тензорезисторы (датчики давления)


Тензорезистор – это электронный компонент, меняющий электрические характеристики (проводимость) при механических деформациях. Конструктивно тензорезисторы представляют собой жесткие пластины (основу) с нанесенным пленочным покрытием на изолирующем слое. Материал напыления может быть различным. Например, в современных датчиках давления топлива в системах непосредственного впрыска используются полисиликоновые сопротивления на подложке из диоксида кремния SiO2 (изолятор). Так как тензодатчики сильно подвержены влиянию температуры, их сопротивления соединяют по мостовой схеме, практически исключающей посторонние влияния. Для усиления сигнала и исправления нелинейностей в датчиках используют встроенные схемы преобразования (интеллектуальные датчики).

На рисунке 6.5 показано устройство датчика абсолютного давления впускного коллектора автомобилей HONDA. Датчики других автомобилей практически ни чем не отличаются от показанного, кроме внешнего корпуса.


Рис. 6.5. Конструкция датчика абсолютного давления (MAP)


На рисунке 6.6 (а и б) показаны схема включения датчика в цепь управления и выходная характеристика датчика. Датчик содержит внутри микросхему преобразования и выдает сигнал в виде изменяемого напряжения примерно от 1 до 4 вольт.


Рис. 6.6. а – схема включения датчика абсолютного давления
коллектора; б – характеристика датчика МАР

2. Приборы и оборудование


Для выполнения данной лабораторной работы необходимы датчики: температуры, положения дроссельной заслонки, датчик давления впускного коллектора. А также мультиметр, регулируемый источник питания, нагревательное устройство, термометр, устройство для создания вакуума.

3. Методика проведения работы


В ходе работы необходимо изучить конструкцию, расположение и произвести замеры характеристик 3-х датчиков.

Часть 1. Температурный датчик


1. Опустить датчик и термометр в емкость с водой комнатной температуры.

2. Произвести измерение сопротивления датчика при помощи цифрового мультиметра.

3. Нагревая воду измерять сопротивление датчика с шагов в 5С: 20, 25, 30…80С.

4. Полученные данные занести в таблицу:




Температура жидкости, С

Сопротивление датчика, кОм





5. По данным измерений построить график. При построении графика полученную зависимость следует продолжить до значения -20С.

6. По графику сделать вывод о температурном коэффициенте датчика.

Часть 2. Датчик положения дроссельной заслонки


1. С помощью гибкого тросика поворачивать дроссельную заслонку с шагом в 5 мм.

2. Через каждые 5 мм проводить замер сопротивления датчика с помощью цифрового мультиметра.

3. Полученные данные занести в таблицу:


Смещение тросика, мм

Сопротивление датчика, кОм





4. Перевести линейное смещение тросика в угол поворота дроссельной заслонки, принимая начальное положение за 5, а конченое за 90.

5. Построить график зависимости сопротивления датчика от угла поворота дроссельной заслонки, принимая напряжение питания датчика за 5В.

Часть 3. Датчик давления коллектора


1. Подать на датчик напряжение 5В, используя регулируемый источник питания.

2. Измерить напряжение на выходе датчика, создавая разрежение и измеряя его с помощью вакуумметра с шагом в 5КПа до значения 40кПа. Начальное измерение производить при атмосферном давлении. Поскольку датчик предназначен не для измерения вакуума, а для измерения абсолютного давления, таблица и график характеристики строятся именно на базе абсолютных давлений.

3. Полученные данные занести в таблицу:


Абсолютное давление, кПа

Выходное напряжение, В





4. Построить график зависимости выходного напряжения от входного давления.


4. Протокол отчета


Протокол отчета должен содержать:

1. Наименование марки и модели автомобиля, от которого используется датчик.

2. Внешний вид датчика, форму разъема и назначение выводов.

3. Описание хода работы.

4. Таблицы и графики из соответствующих частей работы 1–3.

5. Контрольные вопросы


1. Виды датчиков, использующих резисторы в конструкции.

2. Применение терморезисторов.

3. Применение переменных резисторов.

4. Применение тензорезисторов.

5. Что такое интеллектуальный датчик?

6. Неисправности, вызываемые неправильной установкой датчика положения дроссельной заслонки?

7. Что такое температурный коэффициент?

8. Зависимость между вакуумом во впускном коллекторе и абсолютным давлением, измеряемым датчиком?

9. Какова причина погрешности датчика МАР в высокогорных районах?

10. Внутреннее устройство датчиков давления.



<< предыдущая страница   следующая страница >>