Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ или throttle position sensor — TPS) используется для контроля положения дроссельной заслонки в двигателях внутреннего сгорания. ДПДЗ обычно расположен на шпинделе дроссельной заслонки, так что он может непосредственно контролировать его положение.
Для чего нужен ДПДЗ?
Чаще всего датчик представляет собой потенциометр, выдающий переменное сопротивление в зависимости от положения дроссельной заслонки (и, следовательно, датчика положения дроссельной заслонки).
Сигнал ДПДЗ используется блоком управления двигателя (ЭБУД) в качестве одного из входных сигналов системы управления. Время зажигания и время впрыска топлива (и, возможно, другие параметры) изменяются в зависимости от положения дроссельной заслонки, а также в зависимости от скорости изменения этого положения.
Некоторые модификации дроссельной заслонки имеют встроенные концевые выключатели. Они представляют собой датчики полностью открытой и полностью закрытой дроссельной заслонки.
Какие бывают датчики положения дроссельной заслонки?
Датчик положения дроссельной заслонки установлен на корпусе дросселя. По конструкции датчики положения дроссельной заслонки бывают:
- Контактного типа — с потенциометром.
- Бесконтактного типа — магнитные на эффекте Холла и индуктивные (катушка).
По способу установки:
- Отдельно установленный датчик.
- Встроенный в корпус привода заслонки.
Принцип работы ДПДЗ с потенциометром
ДПДЗ посылает контроллеру информацию о работе на холостом ходу, замедлении, интенсивности ускорения и полностью открытом состоянии дроссельной заслонки (WOT).
ДПДЗ является трёхпроводным потенциометром. Первый провод подаёт напряжение + 5 В на резистивный слой датчика, второй провод — заземление. Третий провод подключен к бегунку потенциометра, благодаря чему изменяется сопротивление и, следовательно, напряжение сигнала, возвращаемого в ЭБУ.
На основании полученного напряжения блок управления может рассчитать холостой ход (ниже 0,7 В), полную нагрузку (около 4,5 В) и скорость открытия дроссельной заслонки.
При полной нагрузке ЭБУ обеспечивает обогащение топливной смеси. В режиме замедления (закрытая дроссельный заслонка и частота вращения двигателя выше определенных об / мин) контроллер отключает впрыск топлива. Подача топлива возобновляется после того, как частота вращения двигателя достигает своего значения холостого хода или когда дроссельная заслонка открывается. На некоторых автомобилях можно регулировать эти значения.
Бесконтактные ДПДЗ
Бесконтактные датчики положения дроссельной заслонки могут быть двух видов — с датчиком Холла и индуктивные.
Датчик на эффекте Холла
ДПДЗ с датчиком Холла позволяет получать сигнал о положении дросселя без физического контакта. Это делает такие датчики более надежными и износостойкими.
ДПДЗ на основе эффекта Холла состоит из датчиков Холла и постоянных магнитов, которые вращаются вокруг них. Между магнитом и датчиком Холла есть воздушный зазор.
Магнит закреплён на валу дроссельной заслонки, чьё угловое перемещение отслеживают датчики Холла. Когда заслонка поворачивается, магниты изменяют своё положение.
Датчики Холла фиксируют изменение магнитного потока, вызванное перемещением магнитов. Сигнал передаётся на монтажную плату, которая расположена в корпусе электронной дроссельной заслонки, а далее — в блок управления двигателя.
Сигнал, отправляемый в ЭБУ, может быть аналоговым или цифровым.
Индуктивный датчик
Ещё один способ измерения вращательного положения бесконтактным путем — бесконтактный датчик положения дросселя индуктивного типа. Такой ДПДЗ состоит из статора и ротора.
Токопроводящий ротор является вращающейся частью, он установлен на валу дроссельной заслонки. Ротор состоит из одной или нескольких замкнутых петель с определенной геометрией, сделанных из электропроводящего материала. Может представлять собой печатную плату круглой формы.
Датчик и плата со микросхемой обработки сигналов установлены внутри корпуса электронной дроссельной заслонки и являются неподвижными. Статор состоит из стандартной печатной платы и специализированная интегральная микросхемы.
На плате расположены приёмные катушки возбуждения, а также электроника для преобразования входного сигнала. При повороте ротора в статоре наводится напряжение, которое передаётся в ЭБУ для определения положения дроссельной заслонки.
Сравнительная таблица разных типов ДПДЗ
| Резистивный | Индуктивный | Магнитный | |
|---|---|---|---|
| Надёжность | Контактный принцип, склонен к износу | Бесконтактный, хорошая | Бесконтактный, хорошая |
| Цена | Низкая | Средняя | Высокая |
| Размер | Большой | Большой | Средний |
| Интерфейс | Только аналоговый | Аналоговый и цифровой | Аналоговый и цифровой |
| Линейность | Очень хорошая | Очень хорошая | Хорошая |
| Резервирование | Дополнительные дорожки, но параллельный износ | Дополнительные дорожки, датчики | Легко установить два резервный датчика |
Признаки неисправности ДПДЗ
1. Проблемы с ускорением
Автомобилю не хватает мощности при ускорении или он ускоряется самопроизвольно. Может показаться, что автомобиль просто не разгоняется так, как должен был бы.
Машина дергается, когда набирает скорость. Ускорение может быть плавным, но не хватает мощности.
Может случиться так, что автомобиль внезапно разгонится самопроизвольно, даже если вы не нажали педаль газа. Если эти симптомы возникают, есть большая вероятность, что у вас проблема с ДПДЗ.
2. Плавающий холостой ход
Если у вас появляются пропуски зажигания в двигателе, плавающий холостой ход или остановка двигателя, это также может быть признаком неисправного TPS.
Это означает, что блок управления не может определить полностью закрытую заслонку, т. е. режим холостого хода отключен. ДПДЗ также может посылать неверные данные, что приводит к остановке двигателя в любое время.
3. Снижение максимальной скорости
Автомобиль ускоряется, но не превышает относительно низкую скорость движения. Это еще один режим отказа датчика положения дроссельной заслонки, который указывает, что он ложно ограничивает мощность, запрашиваемую педалью акселератора.
Вы можете обнаружить, что ваша машина будет ускоряться, но не более, чем до 30-50 км в час. Этот симптом часто сопровождается снижением мощности.
4. Check Engine
Проверьте, загорается ли индикатор Check Engine, сопровождаемый любым из перечисленных симптомов.
Check Engine может загореться, если у вас возникли проблемы с TPS. Однако это не всегда так, поэтому не ждите, пока загорится лампочка CE, если вы заметили любой из вышеперечисленных симптомов.
Проверьте автомобиль на наличие кодов неисправностей, чтобы определить причину проблемы. Это можно сделать с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque.
Как проверить ДПДЗ
Здесь пойдёт речь о том, как тестировать датчики дроссельной заслонки, какие могут быть неисправности и как их выявлять.
Проверка напряжения
- Подсоедините чёрный провод (минус) цифрового мультиметра к корпусу или минусу аккумулятора.
- Найдите клеммы опорного напряжения (+5 вольт), заземления и сигнального напряжения.
Большинство потенциометров дроссельной заслонки имеют три клеммы, но некоторые могут иметь и дополнительные контакты, которые функционируют как конечники дроссельной заслонки.
- Подключите красный провод мультиметра (плюс) к выводу сигнального напряжения.
- Включите зажигание, но не запускайте двигатель. В большинстве автомобилей показания напряжения должны быть менее 0,7 В.
- Откройте и закройте дроссельную заслонку несколько раз, проверив плавность изменения напряжения.
Проверка сопротивления датчика
- Отключить разъём датчика.
- Подключить мультиметр в режиме измерения сопротивления (Ом) между выводом бегунка потенциометра и клеммой опорного напряжения. Или между бегунком и землёй.
- Откройте и закройте дроссельную заслонку несколько раз и проверьте плавность изменения сопротивления. Если сопротивление потенциометра бесконечно или равно нулю, это указывает на неисправность.
- Мы не указываем точные значения сопротивления потенциометра. Одна из причин заключается в том, что многие производители не публикуют контрольные данные. Тот факт, что сопротивление потенциометра находится в определенных пределах, менее важен, чем правильная работа потенциометра, то есть плавное изменение сопротивления при перемещении дроссельной заслонки.
- Подключите мультиметр между землей и выводом опорного напряжения. Сопротивление должно быть постоянным.
- Если сопротивление бесконечно или мало, потенциометр необходимо заменить.
Неисправности датчика положения дроссельной заслонки
Хаотический выходной сигнал
Сигнальное напряжение резко меняется, может упасть до нуля. Когда выходной сигнал датчика дроссельной заслонки хаотичен, причиной этого обычно является неисправный потенциометр. В этом случае датчик необходимо заменить.
Отсутствует сигнал напряжения
- Проверьте наличие опорного напряжения (+5.0 В) на разъёме.
- Проверьте состояние заземляющего контакта потенциометра.
- Проверьте сигнальный провод, соединяющий датчик с блоком управления.
- Если обнаружены проблемы с опорным напряжением и заземлением, проверьте целостность проводов между ДПДЗ и ЭБУ.
- Если провода датчика исправны, проверьте все соединения питания и заземления контроллера. Если и с ними всё в порядке, наиболее вероятной причиной является сам блок управления.
Выходной сигнал или опорное напряжение равно напряжению аккумулятора
Ищите короткое замыкание на провод, подключенный к положительной клемме аккумулятора или любого другого провода +12 В.
