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
Способ контроля загрязненности масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана
Владельцы патента RU 2281404:
Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для контроля засоренности (загрязненности) масляного фильтра. Способ контроля загрязненности масляного фильтра включает установку масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана на двигатель с последующей передачей информации при работающем двигателе о наличии/отсутствии давления в маслосистеме в салон автомобиля. Передача информации осуществляется, как правило, через датчики давления. В качестве сигнала может выступать, например, зажигание лампочки на панели приборов в салоне автомобиля. Технический результат — оперативное решение вопроса замены масляного фильтра, масла, упреждение поломки двигателя, решение вопроса безопасности управления автомобилем.
Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к способам контроля степени загрязненности (засоренности) масляных фильтров с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана, чистоты масла.
Чистота масла значительно влияет на работоспособность двигателя, качество его работы и, в конечном счете, срок его службы.
Из уровня техники известны визуальные методы контроля уровня масла в двигателе и визуальный контроль его качества (по цвету).
Известен способ контроля загрязненности масляного фильтра в двигателе транспортного средства, заключающийся в том, что фиксируют давление в маслосистеме посредством датчиков давления и передают полученную информацию о давлении в виде светового сигнала (зажигается лампочка) (см. патент РФ №2081678, МПК В 01 D 35/14, опубл. 1997).
Однако известный способ не дает достаточно достоверную оценку загрязненности масляного фильтра, поскольку если на пути движения масла установить фильтр обычной конструкции (с основным фильтрующим элементом или с основным и дополнительным фильтрующими элементами), то контроль загрязненности фильтра даже при наличии сигнализатора засоренности фильтра будет недостоверным, т.к. отсутствует фильтрующий элемент перепускного клапана и при холодном запуске или при загрязнении основного фильтрующего элемента масло неочищенным будет идти прямо в маслосистему двигателя.
При этом датчики давления будут показывать наличие давления, хотя основной фильтрующий элемент (а также и дополнительный) будут полностью засорены.
Масляный фильтр — это единственный агрегат, отвечающий за чистоту масла в двигателе.
В основу изобретения поставлена задача создания такого способа контроля загрязненности масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана в двигателе, который бы позволил оперативно решать вопрос замены масляного фильтра, масла, упреждать поломку двигателя, решать вопрос безопасности управления автомобиля.
Эта задача решается следующим образом: способ контроля загрязненности масляного фильтра включает установку масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана на двигатель с последующей передачей информации при работающем двигателе о наличии/отсутствии давления в маслосистеме в салон автомобиля.
Таким образом, при прохождении масла через основной фильтрующий элемент фильтра и фильтрующий элемент, очищающий масло, проходящее через перепускной клапан (далее — фильтрующий элемент перепускного клапана), происходит постоянная очистка масла от механических загрязнителей, в том числе и от продуктов старения масла, которые оседают на фильтрующих элементах. По мере загрязненности фильтрующих элементов на панели приборов осуществляется контроль наличия или отсутствия давления смазки в маслосистеме (с помощью датчиков давления).
При полном загрязнении фильтрующих элементов давление в системе отсутствует, о чем передается, например, сигнал на панель приборов, лампочка загорается. Это сигнал о предельном загрязнении масляного фильтра и невозможности эксплуатации двигателя.
Изобретение поясняется примером его осуществления.
На двигатель устанавливают (накручивают) фильтр очистки масла, содержащий основной фильтрующий элемент и фильтрующий элемент перепускного клапана. Двигатель запускается, начинается процесс фильтрации масла. Через некоторое время основной фильтрующий элемент забивается, и масло начинает идти через фильтрующий элемент перепускного клапана.
После постепенного засорения фильтрующего элемента перепускного клапана постепенно падает давление масла в маслосистеме.
Когда давление масла падает предельно низко к допустимому значению, что фиксируется датчиками давления, полученная информация о давлении передается в салон автомобиля, где на панели приборов загорается лампочка, сигнализирующая о необходимости замены масляного фильтра и масла.
Возможно запрограммировать на панели приборов фиксированные значения предельных показаний давления смазки в двигателе и давление масла в маслосистеме от степени загрязненности фильтрующих элементов (основного и перепускного клапана). Тогда фильтры можно будет менять после 10, 20, 30 тысяч и более километров пробега, соответственно реже придется менять масло для двигателя.
До настоящего времени масляный фильтр не выполнял функции определителя загрязненности масла, а его пригодность к дальнейшему использованию никак не определялась, кроме как рекомендуемыми километрами пробега автомобиля.
В предлагаемом способе фильтр выполняет функцию определителя загрязненности масла, которое определяется по косвенному показателю в виде сигнала на панели приборов о наличии/отсутствии давления в маслосистеме.
При использовании фильтров без фильтрующего элемента перепускного клапана невозможно качественно осуществить контроль его загрязненности, поскольку масло может пройти неочищенным прямо в двигатель, что отрицательно скажется на его работоспособности и ремонтопригодности.
При осуществлении постоянного контроля загрязненности масляного фильтра необходимо будет только периодически менять его на рекомендуемый по предложенному способу, и тогда автоматически продлится срок службы двигателя без ремонта.
Кроме того, варьируя пропускной способностью фильтрующих элементов основного фильтрующего элемента и фильтрующего элемента перепускного клапана и тонкостью отсева материала, из которого они изготовлены, есть возможность выдвигать конкретные требования по чистоте двигателя и масла.
Предлагаемое изобретение осуществимо в промышленных условиях.
Способ контроля загрязненности масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана, включающий установку этого фильтра на двигатель с последующей передачей информации при работающем двигателе о наличии/отсутствии давления в маслосистеме в салон автомобиля.
Источник