Датчик качества масла принцип работы

Какие бывают и как работают датчики системы смазки двигателя

Для корректной работы системы смазки двигателя применяется целый комплекс датчиков. Они позволяют контролировать уровень (объем), давление, качество (степень загрязненности) и температуру моторного масла. В современных автомобилях используются как механические, так и электрические (электронные) датчики. Их основной задачей является фиксирование любых отклонений состояния системы от нормальных параметров и подача соответствующей информации на индикаторы приборной панели автомобиля.

Назначение и устройство датчика давления масла

Датчики давления масла являются одними из самых значимых в системе. Они одними из первых реагируют на возникновение мельчайших неисправностей в работе двигателя. Датчики давления могут располагаться в разных местах: вблизи головки блока цилиндров, возле ремня ГРM, рядом с масляным насосом, на кронштейнах до фильтра и т.д.

В различных типах двигателей может быть один или два датчика давления масла.

Первый – аварийный (низкого давления), который определяет, есть ли давление в системе, и при его отсутствии сигнализирует включением контрольной лампы неисправности на приборной панели автомобиля.

Второй – контрольный, или абсолютного давления.

Если на приборной панели автомобиля загорелась “красная масленка” – дальнейшее движение на автомобиле запрещено! Игнорирование этого требования может грозить серьезными неприятностями в виде капитального ремонта двигателя.

Автомобилистам на заметку. Контрольные лампы на приборной панели не просто так имеют разные цвета. Любые индикаторы неисправности красного цвета запрещают дальнейшее движение автомобиля. Желтые индикаторы говорят о том, что нужно обратиться в сервис в ближайшее время.

Принцип работы аварийного датчика

Это обязательный тип датчика для всех автомобилей. Конструктивно он очень прост и состоит из следующих элементов:

Аварийный датчик и лампа индикатора включены в общую электрическую цепь. Когда двигатель выключен и давления нет, мембрана находится в прямом положении, контакты цепи замкнуты, а толкатель полностью задвинут. В момент запуска двигателя на электронный датчик подается напряжение, и лампочка на приборной панели загорается на некоторое время, пока в системе не установится нужный уровень давления масла.

Оно воздействует на мембрану, которая перемещает толкатель и размыкает контакты цепи. При падении давления в системе смазки мембрана вновь выпрямляется, и цепь замыкается, включая лампочку-индикатор.

Как работает датчик абсолютного давления

Он представляет собой аналоговый прибор, отображающий текущий показатель давления в системе при помощи указателя стрелочного типа. Конструктивно типовой механический датчик для снятия показаний давления масла состоит из:

корпуса;
мембраны (диафрагмы);
толкателя;
ползунка;
нихромовой обмотки.

Датчики абсолютного давления могут быть реостатными или импульсными. В первом случае его электрическая часть – это фактически реостат. При работе двигателя в системе смазки возникает давление, воздействующее на мембрану и, как следствие, толкатель изменяет положение ползунка, расположенного на пластине с обмоткой из нихромовой проволоки. Это приводит к изменению сопротивления и перемещению стрелки аналогового индикатора.

Реостатный датчик абсолютного давления масла

Импульсные датчики оснащены термобиметаллической пластиной, а их преобразователь состоит из двух контактов: верхнего – пластина со спиралью, соединенная со стрелкой индикатора, и нижнего. Последний контактирует с диафрагмой датчика и замкнут на массу (заземление на корпус автомобиля). Через верхний и нижний контакты преобразователя протекает ток, нагревающий его верхнюю пластину и провоцирующий изменение положения стрелки. Биметаллическая пластина в датчике также деформируется и размыкает контакты до момента охлаждения. Это обеспечивает постоянное замыкание и размыкание цепи. Различный уровень давления в системе смазки оказывает определенное воздействие на нижний контакт и изменяет время размыкания цепи (остывание пластины). В результате на электронный блок управления, а далее на стрелочный указатель подается различная величина тока, которая и определяет текущее показание давления.

Датчик уровня масла, или электронный щуп

В последнее время все больше автопроизводителей отказываются от использования классического щупа для проверки уровня масла в двигателе в пользу электронных датчиков.

Датчик уровня масла (иногда его еще называют электронный щуп) в автоматическом режиме контролирует уровень в процессе эксплуатации автомобиля и отправляет показания на приборную панель водителю. Как правило, он расположен в нижней части двигателя, на поддоне или вблизи масляного фильтра.

Датчик уровня и температуры масла

Конструктивно датчики уровня масла разделяются на следующие типы:

Механический, или поплавковый. Он состоит из поплавка, оснащенного постоянным магнитом, и вертикально ориентированной трубки с герконом. При изменении объема масла поплавок перемещается вдоль трубки и при достижении минимального уровня геркон замыкает цепь и подает напряжение на соответствующую лампу-индикатор на приборной панели.
Тепловой. В основе этого прибора используется термочувствительная проволока, на которую подается небольшое напряжение для разогрева. После достижения заданной температуры напряжение отключается и проволока охлаждается до температуры масла. В зависимости от того, сколько времени при этом проходит, определяется объем масла в системе и подается соответствующий сигнал.
Электротермический. Этот тип датчиков является подвидом теплового. В его конструкции также использована проволока, изменяющая сопротивление в зависимости от температуры нагрева. При погружении такой проволоки в моторное масло ее сопротивление снижается, что позволяет определять объем масла в системе по величине выходного напряжения. Если уровень масла низкий, датчик подает сигнал блоку управления, который сопоставляет его с данными о температуре смазки и сигнализирует включением индикатора.
Ультразвуковой. Он представляет собой источник ультразвуковых импульсов, направленных в поддон картера. Отражаясь от поверхности масла, такие импульсы возвращаются на приемник. Время прохождения сигнала от момента отправки, до его возврата и определяет количество масла.

Как устроен датчик температуры масла

Датчик контроля температуры моторного масла – необязательный элемент системы смазки. Его главной задачей является измерение уровня нагрева масла и передачи соответствующих данных на индикатор приборной панели. Последний может быть электронным (цифровым) или механическим (стрелочным).

При различных температурах масло меняет свои физические свойства, что влияет на работу двигателя и показания других датчиков. Например, холодное масло обладает меньшей текучестью, что должно учитываться при получении данных об уровне масла. Если же моторное масло достигает температуры более 130°C, оно начинает гореть, что может привести к значительному снижению его качества.

Определить, где находится датчик температуры моторного масла, не сложно – чаще всего он устанавливается непосредственно в картере двигателя. В некоторых моделях автомобилей он объединен с датчиком уровня масла. В основе работы температурного датчика лежит использование свойств полупроводникового терморезистора.

При нагреве уменьшается его сопротивление, что изменяет величину напряжения на выходе, которое подается к электронному блоку управления. Анализируя полученные данные, ЭБУ соответственно заданным заранее параметрам настройки (коэффициентам) передает информацию на приборную панель.

Особенности работы датчика качества масла

Датчик, определяющий качество масла в двигателе, также является опциональным. Однако, поскольку при работе мотора в масло неизбежно попадают различные загрязнения (охлаждающая жидкость, продукты износа, нагар и т.д.), фактический срок его эксплуатации снижается, и ориентироваться на рекомендации производителя по срокам замены не всегда правильно.

Датчик качества масла в двигателе

Принцип работы датчика контроля качества моторного масла базируется на измерении диэлектрической проницаемости среды, которая изменяется в зависимости от химического состава. Именно поэтому он располагается таким образом, чтобы быть частично погруженным в масло. Наиболее часто это участок находится между фильтром и блоком цилиндров.

Конструктивно датчик для контроля качества масла представляет собой подложку из полимеров, на которую нанесены полосы из меди (электроды). Они попарно направлены навстречу друг к другу, образуя в каждой паре отдельный датчик. Это позволяет получать максимально корректную информацию. Половина электродов погружена в масло, которое обладает диэлектрическими свойствами, заставляя работать пластины как конденсатор. На встречных электродах формируется ток, поступающий на усилитель. Последний, исходя из величины тока, подает на ЭБУ автомобиля определенное напряжение, где происходит его сравнение с эталонной величиной. В зависимости от полученного результата контроллер может выдать сообщение о низком качестве масла на приборную панель.

Правильная работа датчиков системы смазки и контроль за состоянием масла обеспечивает правильную работу и увеличение срока службы двигателя, но главное – безопасность и комфорт эксплуатации автомобиля. Как и остальные детали, они требуют регулярного технического осмотра, проверки исправности, а также соответствующей замены при обнаружении поломки.

Источник

Как работает датчик уровня масла

Можно ли еще удивить кого-то тем фактом, что некоторые автомобили не имеют щупа для проверки количества масла в двигателе? На таких автомобилях роль щупа исполняет датчик уровня масла. Рассмотрим устройство, принцип работы системы, где находится и почему горит датчик, если уровень и температура моторного масла в норме.

Классификация уровнемеров по принципу работы:

поплавковый датчик;
тепловой;
электротермический;
ультразвуковой.

Датчики теплового действия

Именно тепловой уровнемер чаще всего встречается в конструкции двигателей современных автомобилей. В основе датчика находится нагревательный элемент. Блок управления чередует фазы нагрева, кратковременно разогревая элемент до температуры, превышающей фактическую температуру масла в двигателе, и остывания. Именно длительность периода снижения температуры нагревательного элемента до температуры моторного масла, в который он погружен, и позволяет рассчитать фактический уровень.

Принцип работы уровнемера такого типа обуславливает наличие датчика температуры масла. Именно таково устройство и принцип работы датчика G266, устанавливающегося на многие автомобили Volkswagen, Skoda, Audi. Оба элемента совмещены в корпусе датчика уровня, который находится в поддоне картера двигателя.

Электротермические уровнемеры

Электротермические датчики уровня масла можно назвать подвидом тепловых уровнемеров. Основой датчика является нагревательный элемент (проволока) с высоким температурным коэффициентом сопротивления. Общее сопротивление нагревательного элемента зависит от температуры нагрева. Соответственно, чем глубже погружен датчик в смазывающе-охлаждающую жидкость, тем лучший отвод тепла от нагревательного элемента и тем меньше его сопротивление. Уровень масла рассчитывается блоком управления по фактической величине напряжения на выводах датчика.

Ультразвуковые измерители

Принцип работы основывается на использовании ультразвука – звуковых колебаний, частота которых превышает доступный человеческим органам восприятия диапазон частот. Степень отражения звуковых волн зависит от плотности материала, на который направлен источник звуковых колебаний. Поскольку плотности воздушной среды и моторного масла разнятся, на границе уровня масла в поддоне звуковые волны отражаются. Отраженные колебания улавливаются приемником, а временной интервал между переданным и отраженным сигналом используется для расчета уровня масла в двигателе.

Устройство датчика G266, использующееся в конструкции авто VAG-Group.

Также в корпус включен PTC-резистор, который позволяет измерить температуру масла. Помимо измерительного элемента, устройство включает в себя электронный измерительный блок, который обрабатывает ультразвуковые сигналы и сигналы от PTC-резистора. С цифрового логического модуля сигналы, преобразованные в понятный для блоков управления язык – ШИМ-сигнал, через ЭБУ двигателя отправляются на щиток приборной панели.

Преимущества перед тепловыми элементами

Низкое потребление тока.
Быстрота прохождения сигнала.
Возможность реализации графической индикации фактического уровня масла в двигателе.

Алгоритмы измерений

Статический контроль. Двигатель заглушен больше 60 сек., автомобиль неподвижен (должен быть затянут стояночный тормоз). Для нивелирования погрешности измерений принимается во внимание возможное наклонное положение кузова автомобиля. Чтобы владелец не ждал данных после включения зажигания, измерение уровня происходит сразу после открытия водительской двери.
Динамический контроль уровня. Задействован, когда автомобиль находится в движении. При этом учитываются: обороты коленчатого вала, продольное и поперечное ускорение, температура двигателя, положение концевого выключателя капота. При этом цикл движения с момента последнего срабатывания капота должен быть больше 50 км.

Роль концевика капота

VAG в автомобилях VW, Audi, Seat, Skoda использует довольно интересную схему подключения датчика уровня масла в двигателе. Если индикатор низкого уровня загорелся, то для его погасания должны быть выполнены 2 условия:

срабатывание концевика капота (логично, что без открытия капота невозможно долить масло);
пополнен уровень.

Если после загорания лампочки низкого уровня вы открыли капот, но не восполнили недостачу, индикация потухнет и загорится повторно только спустя 100 км. В случае критического количества смазывающе-охлаждающей жидкости, на приборной панели загорится лампочка низкого давления масла.

Если на автомобиле неисправен концевик капота, лампочка не потухнет, даже если уровень будет в норме. Эту особенность схемы подключения нужно учитывать при диагностике системы.

Режимы световой индикации

Простейшее устройство системы контроля количества жидкости предполагает лишь зажигания лампочки (масленки) на приборной панели. Более продвинутые системы, использующиеся в том числе и VW, имеют несколько режимов световой индикации низкого уровня смазки в моторе.

На автомобилях с графическим отображением количество масла можно оценить по проецирующейся на экран шкале.

Измерение состояния

Датчик состояния масла позволяет более рационально использовать ресурс смазывающе-охлаждающей жидкости, так как срок замены определяется не только рекомендациями завода-изготовителя по пробегу, но и фактическим химико-физическим составом моторного масла.

Устройство датчика состояния и уровня масла двигателя N57 от BMW.

Измеритель состоит из двух цилиндрических конденсаторов (6). Наружная и внутренняя металлические трубки используются в качестве электродов, между которыми находится диэлектрик – масло. Принцип работы основывается на изменении в процессе старения диэлектрических свойств масла, что влияет на емкость конденсаторов.

При падении уровня изменяется емкость верхнего конденсатора (5). Температура постоянно измеряется с помощью платинового датчика температуры (9). Изменение емкостных характеристик конденсаторов, а также сигнал с датчика температуры преобразовывается в цифровой сигнал и направляется в блок DME. На основании полученных данных блок DME рассчитывает интервалы замены масла.

Устройство поплавковых систем

Работа датчика основывается на размыкании и замыкании подключенной электрической цепи при воздействии магнитного поля от постоянного магнита. Устройство:

вертикальная направляющая (трубка);
поплавок с расположенными внутри магнитами;
магнитоуправляемый контакт – геркон (датчики уровня жидкостей такого типа еще называют герконовыми).

Расположение поплавка на вертикальной направляющей зависит от уровня – чем он выше, тем дальше от геркона расположены магниты. Вместе с падением уровня масла в двигателе опускается и сам поплавок. Приближение магнитов к геркону нормально-разомкнутого типа провоцирует замыкание контактов, благодаря чему на приборной панели загорается лампочка датчика низкого уровня масла.

В герконе используются упругие ферримагнитные контакты, поэтому при поднятии уровня жидкости и прекращении воздействия магнитного поля происходит размыкание цепи.

Источник