Как работают датчики двигателя и что стоит знать водителю?

При поломке чувствительного элемента сенсора электроника не всегда фиксирует критическую ошибку. Чаще всего это проявляется изменением алгоритмов работы авто: обогащением смеси, увеличением времени прокрутки стартера при запуске, провалом тяги и индикацией Check Engine.

Ниже мы разберем основные датчики двигателя и их функции, неисправности, которые встречаются наиболее часто. А также расскажем как определить поломку датчика.

Датчик положения коленвала

ДПКВ является основным синхронизирующим элементом системы управления двигателем. Он считывает частоту вращения и точное угловое положение коленчатого вала относительно зубчатого задающего диска. При прохождении зубьев или специальных пропусков мимо магнитного сердечника датчик генерирует импульсный сигнал переменного тока, который поступает в ЭБУ. На основе частоты этих импульсов блок определяет текущие обороты двигателя, а по пропущенному участку зубьев устанавливает верхнюю мертвую точку первого цилиндра для синхронизации впрыска и зажигания.

Отсутствие сигнала с ДПКВ делает работу мотора невозможной. Без понимания точного цикла ЭБУ не может рассчитать базовый угол опережения зажигания и длительность открытия форсунок. При полном отказе датчика стартер будет вращать коленвал, но двигатель даже не предпримет попыток запуска.

Бывает и менее очевидная неисправность. Машина заводится на холодную, а после прогрева глохнет и не запускается до остывания. Причина может быть в микротрещинах обмотки индукционного датчика, деградации полупроводника в датчиках Холла или нарушении контакта в разъеме. При тепловом расширении металлов цепь разрывается, а при остывании замыкается вновь.

Проверять ДПКВ одним мультиметром не всегда эффективно. В сервисе обычно смотрят, есть ли сигнал при прокрутке стартером, осматривают разъем и проводку. На магнитном наконечнике датчика может собираться металлическая стружка. Она тоже мешает нормальному считыванию импульсов.

Датчик детонации

Датчик детонации (ДД) предназначен для улавливания механических вибраций стенок блока в высокочастотном диапазоне (обычно 5–15 кГц), характерных для детонационного сгорания. Детонация представляет собой аномальный режим горения, при котором топливовоздушная смесь воспламеняется по всему объему камеры сгорания. Скорость распространения такого ударного фронта многократно превышает скорость нормального горения. Водитель воспринимает этот процесс как звонкий металлический стук, возникающий под высокой нагрузкой — при резком разгоне на повышенной передаче или при движении в гору с низких оборотов.

Если датчик неисправен, блок управления часто выбирает осторожный режим. УОЗ принудительно снижается во всем диапазоне оборотов. Автомобиль становится вялым, пропадает тяга, расход топлива заметно растет из-за снижения термического КПД. Иногда неисправность проявляется иначе — система перестает реагировать на реальные удары, и при разгоне появляется отчетливый звон.

Менять датчик только по этому звуку не стоит. Детонацию часто провоцируют внешние факторы: низкооктановое топливо, сильный перегрев мотора, слой нагара в камере сгорания (который повышает реальную степень сжатия), неверно подобранное число свечей или некорректная прошивка ЭБУ.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — ключевой элемент системы управления двигателем, который сообщает электронному блоку о тепловом состоянии мотора. Конструктивно он представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC). ЭБУ подает на датчик опорное напряжение (+5 В или +12 В) и измеряет падение напряжения в цепи.

Чем выше температура, тем ниже сопротивление датчика и тем меньшее напряжение возвращается обратно в блок.

На непрогретом двигателе смесь должна быть обогащенной, так как часть топлива конденсируется на холодных стенках впускного коллектора и цилиндров. Если данных от ДТОЖ нет или они неверны, запуск будет затруднен, потребуется долгое прокручивание стартера. После старта обороты могут плавать или мотор заглохнет без использования педали газа. По мере прогрева ЭБУ уменьшает подачу топлива, корректирует холостой ход и включает вентилятор радиатора, когда температура достигает заданного значения.

Если электрическая цепь внутри датчика нарушается, ЭБУ получает ложные данные, что приводит к серьезным сбоям. Бывает датчик «завис» в зоне высоких температур, ЭБУ подаст бедную смесь. Двигатель запустится неохотно, будет долго крутиться, может работать нестабильно первые секунды, а в теплую погоду возможен риск локального перегрева из-за несвоевременного включения вентилятора.

И наоборот, если датчик постоянно передает сигнал об экстремально низкой температуре (обрыв цепи часто интерпретируется контроллером как -40 °C), ЭБУ переходит в режим постоянного прогрева. Форсунки льют избыточное топливо, которое не успевает сгорать. В результате наблюдаются черный дым из выхлопной трубы, запах бензина, быстрый выход из строя свечей зажигания из-за нагара.

Проблема далеко не всегда кроется в самом датчике. Часто виноваты окислившиеся контакты, надломленные жилы провода у основания клеммы, а иногда и течь антифриза через корпус датчика внутрь разъема.

Датчик массового расхода воздуха

Датчик массового расхода воздуха, ДМРВ, измеряет объем воздуха, поступающего во впуск. Во многих конструкциях внутри есть тонкий чувствительный элемент, который охлаждается воздушным потоком. Чем интенсивнее поток, тем сильнее меняется сигнал. ЭБУ использует эти данные для расчета базовой топливной смеси, поддерживая стехиометрическое соотношение.

Если ДМРВ занижает показания, смесь становится бедной (Lean) — возникает нехватка топлива. Если завышает — богатой (Rich).

При искажении сигнала нарушается смесеобразование, что проявляется следующим образом:

• автомобиль дергается при разгоне, наблюдаются провалы тяги.
• двигатель нестабильно работает на холостом ходу, обороты плавают или зависают на повышенном уровне (например, 1200–1500 об/мин).
• заметно возрастает расход топлива.
• из выхлопной трубы может идти черный дым (при богатой смеси) или ощущаться запах несгоревшего бензина.
• появляются ошибки адаптации смеси (P0171, P0172, P0174, P0175).

Похожую картину дает негерметичность впуска после датчика. Если во впускном коллекторе есть трещина, прогорела прокладка дроссельного узла или рассохся патрубок, «неучтенный» воздух фактически попадает в цилиндры в обход ДМРВ. ЭБУ его не видит, поэтому не добавляет нужное количество топлива. Смесь обедняется, двигатель троит на холостых, но ошибок по самому датчику сканер не показывает. Поэтому перед заменой дорогостоящего ДМРВ необходимо тщательно осмотреть впускной тракт на предмет трещин, проверить затяжку хомутов и состояние уплотнительных колец форсунок.

Бытует мнение, что если после отключения фишки ДМРВ двигатель начинает работать ровнее, значит, датчик неисправен. Это лишь частичная правда. При отключении питания датчика ЭБУ переходит в аварийный режим (Open Loop). Блок перестает опираться на реальные данные о воздухе и рассчитывает подачу топлива по усредненным таблицам, используя только показания датчиков положения коленвала и дроссельной заслонки. Если в режиме аварии мотор заработал стабильно, это действительно указывает на то, что штатные показания ДМРВ были некорректны. Однако такой тест является лишь поводом для дальнейшей диагностики.

Чистить ДМРВ ватными палочками, кисточками или продувать сжатым воздухом категорически нельзя. Чувствительный элемент крайне хрупкий. Платиновая нить имеет толщину в несколько микрон, и любое механическое воздействие мгновенно выведет датчик из строя. Если требуется очистка, используют только специальный очиститель для ДМРВ на основе изопропилового спирта.

Датчик положения дроссельной заслонки и датчик абсолютного давления

В названиях этих деталей нередко путаются. ДПДЗ — это датчик положения дроссельной заслонки. Датчик абсолютного давления обозначают как ДАД или MAP. Они оба помогают ЭБУ оценить нагрузку на двигатель, но делают это по-разному.

ДПДЗ сообщает, насколько открыта заслонка. ЭБУ видит, плавно водитель нажал на педаль газа или резко потребовал ускорения. Эти данные нужны для работы на холостом ходу, разгона и торможения двигателем. Износ токопроводящего слоя внутри датчика приводит к потере сигнала. Появляются провалы при разгоне, рывки при плавном нажатии на газ, зависание повышенных оборотов после сброса скорости или задержка реакции на педаль.

ДАД измеряет давление во впускном коллекторе. На холостом ходу дроссель закрыт, поршни создают сильное разрежение. При открытии дросселя поток воздуха увеличивается, разрежение падает, а давление приближается к атмосферному. На основе этих данных, температуры всасываемого воздуха и известной геометрии двигателя ЭБУ рассчитывает массу поступающего кислорода.

Ошибка по датчику абсолютного давления далеко не всегда означает выход из строя самого сенсора. Поскольку прибор измеряет физическое давление через шланг, проблема часто носит механический характер.

На сбои в работе электронных датчиков указывают как прямые предупреждения системы самодиагностики (индикатор Check Engine), так и косвенные изменения в поведении автомобиля:

• Нестабильный холостой ход;
• Трудный запуск двигателя на холодную или горячую;
• Рывки, провалы тяги при разгоне и потеря мощности;
• Заметно выросший расход топлива.

В некоторых случаях, чтобы предотвратить повреждение узлов, автомобиль переходит в аварийный режим (Limp Mode, Open Loop). В этом режиме педаль газа реагирует хуже, а максимальные обороты и мощность принудительно ограничиваются электроникой для возможности добраться до места ремонта.

Нормальная диагностика начинается со считывания ошибок и просмотра текущих параметров. Ездить с неисправными датчиками иногда можно, но такая экономия быстро оборачивается негативными последствиями. Своевременное устранение первопричины обходится значительно дешевле капитального ремонта ДВС.

Горит «чек» или сбоят датчики? Автосервис ABC в Нижнем Новгороде оперативно найдет и устранит неполадку. Проведем полную компьютерную диагностику электронных систем и двигателя на профессиональном оборудовании. На все услуги предоставляется официальная гарантия.

Запишитесь на диагностику по телефону +7 (831) 235-01-72.