معرفی سنسورهای پرکاربرد در خودرو و نقش هر یک

با پیشرفت فناوری، به خصوص علم الکترونیک، سیستم های مکانیکی رنگ  و بو جدیدی به خود گرفتند. ماشین های ظرفشویی، ماشین های لباسشویی، یخچال ها، سیستم های سرمایش/گرمایش و…. امروزه روز با بردهای الکترونیکی کنترل می شوند.  در این بین خودروها نیز از این قاعده خارج نیستند. در خودروهای امروزی واحدی به نام کامپیوتر مرکزی وجود دارد. این کامپیوتر که با نام ECU شناخته می شود، وظیفه پردازش مرکزی پارامترهای مختلف خودرو را بر عهده دارد. اما مهم ترین رکن در یک خودرو، سنسورهای آن است. یک کامپیوتر خودرو با دریافت داده از سنسورها، وضعیت شتاب، گشتاور، دمای موتور و….. را کنترل می کند. در این آموزش قصد داریم تا به معرفی مهم ترین سنسورهای خودرو بپردازیم.  در ادامه معرفی سنسورهای خودرور با مرجع تخصصی کامپیوتر خودرو ECU به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

معرفی ساز و کار کلی ECU و سنسورها

در یک خودرو، پارامترهای بسیاری توسط ECU یا واحد کامپیوتر مرکزی کنترل می شود. این پارامترها را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود.

میزان پاشش سوخت

دمای موتور

سیستم ضد سرقت

پارامترهای فوق خود به چندین زیر پارامتر تقسیم بندی می شوند. جهت سنجش این پارامترها، سنسورهای مخصوصی وجود دارد.  این سنسورها داده های خود را به ECU منتقل می کنند. ECU با دریافت داده و طبق برنامه، به واحد های مختلف فرمان صادر می شود.

بنابراین واحد پردازش مرکزی ECU با دریافت داده از سنسورها، به عملگرها فرامین لازم را صادر و شرایط موتور را کنترل می کند. بدین ترتیب سنسورها نقشی مهم و کلیدی در یک خودرور انژکتوری را بازی می کنند. در این آموزش قصد داریم تا با سنسورهای مهم و کاربردی بیشتر آشنا شویم. قسمت های بعد را به معرفی سنسورهای کلیدی اختصاص می دهیم.

فشنگی آب یا سنسور دمای NTC

یکی از مهم ترین پارامترها در سلامت عملکرد موتور خودرو، میزان دمای آب درون موتور خودروست. با کنترل دمای آب درون موتور، سلامت موتور تضمین خواهد شد. در موتور خودروها جهت اندازه گیری میزان دمای آب از یک سنسور NTC استفاده می گردد. این سنسور مشابه سنسورهای NTC با دو پایه و مقاومت متغیر بوده که با ارسال داده به ECU، کامپیوتر مرکزی خودرو می تواند با ارسال فرمان به رله فن، فن خنک کننده را در دورهای مختلف نسبت به دمای اندازه گیری شده، فعال کند.

در تصویر فوق یک نمونه فشنگی آب را مشاهده می کنید. این فشنگی یا همان سنسور NTC در موتور XU7 برای خودروهای سمند، ۴۰۵ و پارس استفاده می گردد. در سایر خودروها با کمی تفاوت، ساختار دقیقا به همین شکل است. در حقیقت ECU با اعمال ولتاژ به سنسور و اندازه گیری مقاومت، میزان دمای آب را بدست آورده و در صورت نیاز فن های خودرو را فعال می نماید. در قسمت بعد با سنسور مهم دیگری آشنا می شویم.

سنسور Knock یا ضربه

یکی دیگر از سنسورهای مهم در حفظ سلامت خودرو، Knock سنسور یا سنسور ضربه است. این سنسور میزان ضربات وارد شده به موتور را به ECU اعلام می کند. با گزارش این ضربات به ECU، کامپیوتر مرکزی بسته به شرایط میزان جرقه زنی را تغییر می دهد. برای درک بهتر عملکرد این سنسور، بهتر است تا به دو مفهوم اساسی بپردازیم. این دو مفهوم در روند جرقه زنی خودرو بسیار موثر هستند. یکی از این مفاهیم  آوانس و دیگری ریتارد است. برای تعریف این دو مفهوم، زمانیکه دور موتور در حال افزایش بوده و خودرو در شرایط شتاب گیری است، کامپیوتر مرکزی فرمان پاشش سوخت را به انژکتورها صادر می کند. در این حالت پاشش سوخت زیاد شده و دور موتور افزایش می یابد. در این حالت خودرو در حالت آوانس قرار دارد. اما همواره خودرو نباید در حالت آوانس قرار گیرد. چراکه در این حالت پیستون ها درگیری زیادی داشته، برخورد شاتون به میل لنگ افزایش یافته و موتور خودرو از بین خواهد رفت.

درست در زمانیکه باید میزان پاشش سوخت جهت حفاظت از موتور باید کاهش یابد، و وارد مود ریتارد شویم. در این لحظه برای تشخیص میزان ضربات به موتور، از سنسور ضربه یا Knock سنسور استفاده می شود. سنسور ضربه میزان ضربه اندازه گیری شده به موتور را به ECU ارسال می کند. واحد ECU نیز با دریافت داده در صورتیکه میزان آسیب به موتور را جدی تشخیص دهد، فرمان قطع پاشش سوخت را به انژکتورها ارسال می کند. در این حالت خودرو در وضعیت ریتارد قرار دارد. در زیر تصویری از سنسور ضربه خودروی پژو ۴۰۵ با موتور XU7 را مشاهده می کنید.

سنسور  موقعیت میل سوپاپ

یکی دیگر از سنسورهای جدید و کاربردی، سنسور موقعیت میل سوپاپ است. این سنسور که با نام سنسور موقعیت میل بادامک و یا در زبان انگلیسی Cam Shaft Sensor شناخته می شود، وظیفه اعلام موقعیت میل سوپاپ به ECU را دارد. این سنسور کمک می کند تا میزان مصرف سوخت خودرو به شکلی بهینه مدیریت شود.  همانطور که اطلاع دارید، در یک خودرو ۴ سیلندر، سوپاپ های شماره ۱ و ۴ در هنگام پاشش سوخت با ایجاد جرقه توسط شمع، به پایین رفته و پس از بالا آمدن، سوپاپ های شماره ۲و ۳ به پایین می روند. برای روشن شدن موضوع، به تصویر زیر دقت کنید.

تا پیش از وجود سنسور موقعیت میل سوپاپ، پاشش سوخت به صورت همزمان روی ۴ سیلندر انجام می شد. در این حالت، سوخت در زمان هایی که نیاز نیست، به موتور تزریق شده و در نتیجه مصرف سوخت افزایش می یافت. اما امروزه به لطفا وجود سنسور موقعیت میل سوپاپ، تنها برای زمان هایی که نیاز است سوخت به خودرو تزریق می گردد. تصویر زیر سنسور موقعیت میل سوپاپ را در خودرو  نشان می دهد.

سنسور MAP در خودرو

یکی دیگر از مهم ترین سنسورهای خودرو، سنسور MAP است. این سنسور که مخفف Manifold Absolute Pressure Sensor است، میزان فشار هوای درون منیفولد را به ECU گزارش می کند. واحد منیفولد در یک خودرو وظیفه خروج دود حاصل از احتراق در موتور را بر عهده دارد. جهت خروج دود وکنترل وضعیت، سنسور MAP داده ها را به ECU ارسال می کند. واحد ECU نیز با دریافت داده ها، در زمان مناسب فرمان خروج دود از منیفولد به سمت اگزوز را صادر خواهد نمود. در زیر تصویری از این سنسور برای خودرو لیفان X60 را مشاهده می کنید.

جمع بندی

سنسورهای یکی از مهم ترین و پرکابردترین ابزارها در یک سیستم الکترونیکی خودرو به شمار می روند.  واحد پردازش مرکزی موتور خودرو یا ECU با دریافت داده از سنسورها، وضعیت موتور خودرو را بررسی کرده و به توجه به داده های دریافتی، به قسمت های مختلف موتور فرمان ارسال می کند. در این آموزش به بررسی مهم ترین سنسورهای خودرو پرداختیم؛ سنسورهایی که نقش هر یک در بهینه شدن عملکرد موتور و کارکرد صحیح آن، بسیار مهم و تاثیر گذار هستند.

چنانچه در رابطه با مطالب درج شده در این نوشته مورد یا ابهامی برای شما وجود داشت؛ بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مطالب درج شده وجود دارد، می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.