آشنایی با انواع سنسورهای خودرو و کاربرد آنها
خودرو همزمان با کار کردن باید گزارش وضعیت خود را به راننده در خودروهای کاربراتوری و ECU در خودروهای انژکتوری ارائه کند. در واقع راننده نیاز به آگاهی از شرایط بخش‌های مختلف خودرو در هنگام رانندگی دارد چرا که نمی‌توان به صورت مداوم از خودرو پیاده شد و وضعیت موتور و بخش‌های دیگر را بررسی کرد. راننده نیاز دارد از وضعیت روغن موتور، بنزین، باد لاستیک‌ها و بسیاری دیگر از موارد فنی خودرو بداند. بنابراین نیاز است که این اطلاعات به نحوی به اون منتقل شود تا اطمینان او و سرنشینان حین رانندگی و سفر تامین گردد. وظیفه‌ی این انتقال به عهده‌ی سنسورهای خودرو است. توجه به گزارش سنسورها و اطلاعاتی که در اختیار راننده قرار می‌دهند می‌تواند از بروز بسیاری مشکلات دیگر جلوگیری کند. اکنون قصد داریم مهمترین سنسورهای خودروها را بررسی کنیم تا بدانیم توجه به هریک در چه درجه اهمیتی قرار دارد و گزارش آنها چه تفسیری می‌تواند داشته باشد.
سنسور خودرو چیست؟
بهتر است ابتدا بررسی کنیم که اصولا سنسور به چه وسیله‌ای گفته می‌شود. سنسور (Sensor) یا حسگر وسیله‌ای است که به محرک‌های فیزیکی واکنش نشان داده و تحریکات آنها را به عنوان ورودی دریافت می‌کند، به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل و به عنوان خروجی ارائه می‌دهد. سنسورها می‌توانند مکانیکی، الکتریکی، مغناطیسی یا نوری باشند. همچنین که هر سنسور به یک محرک فیزیکی خاص واکنش نشان می‌دهد و برای اندازه‌گیری متغییری مشخص به کار می‌رود. سنسورها در تمامی خودروها ، چه کاربراتوری و چه انژکتوری به کار می‌روند. اما منبع دریافت اطلاعات آنها متفاوت است. در خودروهای کاربراتوری اطلاعات سنسورها مستقیما به راننده گزارش می‌شود و در خودروهای انژکتوری این اطلاعات به ECU منتقل شده و پس از پردازش به راننده ارائه می‌شوند.
گاهی نیز سنسورها مستقیما به برخی عملگرها متصل هستند و با توجه به شرایط دستورات لازم را برای آن عملگرها صادر می‌کنند. البته تنوع سنسورها در خودروها انژکتوری بسیار بیشتر از خودروهای کاربراتوری است. سنسورها با بررسی شرایط محرک‌های فیزیکی مشخصی که با آنها در ارتباط هستند، گزارش خرابی، نقص یا هرگونه مشکلی را صادر کرده و اعلام نیاز برای رفع آن می‌نمایند. بنابراین هرگونه ضعف در گزارش‌گیری سنسورها و انتقال گزارشات دریافتی‌شان، می‌تواند عواقب بدی برای قطعات فنی خودرو به همراه داشته باشد. خودروها انواع مختلف سنسور دارند که هر روز به تنوع آنها نیز افزوده می‌شود. تعدد سنسورهای خودرو از مزایای آن محسوب می‌شود و خودروسازان همواره تلاش کرده‌اند تا با طراحی و بکارگیری حسگرهای متعدد برای بررسی و گزارش شرایط قسمت‌های مختلف خودروها، رفاه، آسایش و امنیت بیشتری را برای راننده و سرنشین‌های محصولات‌شان تامین کنند.
مهمترین انواع سنسورهای خودرو
خودروها از گذشته تا امروز همواره دارای سنسور بوده‌اند. اما خودروهای مدرن امروزی سنسورهای پیشرفته‌ای علاوه بر سنسورهای قدیمی دارند که کم‌کم اهمیت و لزوم وجود خود را در یک خودرو ثابت می‌کنند. در این بین مهمترین و قدیمی‌ترین سنسورهایی که در خودروها به کار می‌روند عبارتند از:
سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP
سنسور دور موتور یا RPM
سنسور دریچه گاز یا TPS
سنسور دمای آب یا خنک کننده موتور یا CTS
سنسور دمای هوای ورودی یا ATS
سنسور اکسیژن
سنسور ضربه Knock Sensor
سنسور سرعت VSS
سنسور جریان هوا یا MAF
سنسور موقعیت میل سوپاپ
سنسور سطح بنزین
سنسور فشار روغن
بسیاری از این موارد سال‌هاست در خودروها دیده می‌شوند. برای مثال سنسور دمای آب یا سنسور دور موتور از مواردی هستند که حتی در خودروهای کاربراتوری نیز به کار می‌رفتند، اما اکنون سنسورهای جدید‌تری نیز به خودرو اضافه شده‌اند. مانند سنسور سنجش باد لاستیک‌ها.
۱. سنسور فشار هوای داخل منیفولد MAP))
سنسور MAP مخفف(Absolute Pressure Sensor (Manifold که یکی از کلیدی‌ترین قطعات موتورهای انژکتوری است در منیفولد هوای ورودی نصب می‌شود و فشار هوای ورودی به داخل موتور را محاسبه کرده، اطلاعات به دست آمده را به ECU می‌فرستد. بعضی از خودروها علاوه بر سنسور MAP، سنسور دمای هوای مانیفولد هم دارند که دمای هوای ورودی به موتور را می‌سنجد. گاهی این دو سنسور جدا از هم تعبیه شده و گاهی هردو در یک قطعه به کار می‌روند. تقریبا مشخص است که وظیفه این قطعه بررسی فشار منیفولد ورودی هوا و گزارش شرایط آن به ECU است. به این معنی که وقتی پدال گاز را فشار داده یا رها می‌کنیم این فشار تغییر می‌کند و همکاری MAP و ECU بهترین شرایط کار را با وجود این تغییرات برای موتور فراهم می‌کند. به این ترتیب که تزریق سوخت درون سیلندرها براساس این تغییر فشارها تنظیم می‌شود. بنابراین در صورت خرابی این سنسور، ECU مقدار هوای ورودی را به درستی تشخیص نداده و درصد مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق به درستی تنظیم نخواهد شد. نتیجه اینکه:
– سخت روشن شدن موتور
– خروج دود سیاه از اگزوز هنگام گاز دادن
– سخت گاز خوردن موتور
– ریپ زدن خودرو
– کاهش بازدهی
را شاهد خواهیم بود. منیفولد ورودی هوای موتور و سنسورهای آن همواره در معرض جریان هوای چرب قرار دارند و به همین این دلیل خیلی زود چرب می‌شوند. این چربی به مرور روی سنسورها و قطعات داخلی آنها رسوب کرده و مانع عملکرد دقیق آنها می‌شود. به همین دلیل سرویس شدن دوره‌ای آن توصیه می‌شود.
۲. سنسور دمای هوای ورودی IAT))
این سنسور، در خودروهای فاقد MAP به کار می‌رود و در خودروهای دارای MAP دو سنسور کنار هم تعبیه می‌شوند. IAT نوعی ترمیستور است که دمای هوای ورودی به موتور را ندازه‌گیری می‌کند و اطلاع می دهد. IAT که روی منیفولد هوای ورودی یا درچه‌ی گاز با کاهش مقاومت الکتریکی خود در اثر سرمای هوا موجب می‌شود تا ECU توسط پیش گرمکن که در مسیر ورودی هوای بعضی خودروها تعبیه می‌شود، هوا را کمی گرمتر کند. نتیجه‌ی این فرآیند روشن شدن راحت‌تر موتور در سرما است. این سنسور که از حساسیت کمتری برخوردار است ممکن است در اثر کربن‌گرفتگی یا روغنی شدن منیفولد هوا دچار آلودگی شده و در نتیجه کار خود را به خوبی انجام ندهد. در این صورت خودرو در هوای سرد به خوبی روشن نمی‌شود. خرابی این سنسور را با دیاگ تشخیص می‌دهند.
۳. سنسور دور موتور RPM
این سنسور از اصلی‌ترین حسگرهای خودروهای انژکتوری است که در صورت خرابی آن موتور با وجود استارت خوردن روشن نمی‌شود حتی گاهی موتور روشن بر اثر خرابی RMP خاموش می‌شود. سنسور دور موتور که سنسور دور میل‌لنگ نیز نامیده می‌شود از نوع القائی است و از یک آهنربای دائمی و یک سیم پیچ تشکیل می‌شود. این سنسور که روی پوسته کلاج نصب می‌شود مقابل فلایویل با فاصله‌ی حدود ۱ تا ۲ میلی‌متر از آن قرار دارد. چرخش دنده‌های فلایویل که زیر این سنسور قرار دارند با چرخش خود در آن تولید سیگنال می‌کنند. این سیگنال که به ECU ارسال می شود سرعت دوران میل لنگ و موقعیت پیستون‌ها را به مرکز پردازش گزارش می‌دهد. ECU بر اساس این گزارش ترتیب پاشش سوخت و جرقه زنی شمع ها را برروی سیلندر‌هایی که پیستون آنها در نقطه مرگ قرار دارند تنظیم می‌کند. بنابراین توسط گزارش این سنسور زمان جرقه‌زنی براساس موقعیت میل‌لنگ مشخص می‌شود. گاهی به دلیل رسوب روغن و گریس اطراف موتور روی این سنسور، دچار مشکل در ارسال سیگنال به ECU می‌شود که با تمیز کردن آن موتور روشن می‌شود. در خودروهای کاربراتوری از قطعه ای که شامل دو عدد سیم بود به جای این سنسور استفاده می‌شد. یکی از این سیم‌ها با IGN سوئیچ و سیم دیگر با پایه منفی کویل در ارتباط بود.
۴. سنسور اکسیژن
این سنسور که ابتدای مسیر اگزوز قرار می‌گیرد در موتورهای جدید نقش مهمی ایفا می‌کند. سنسور اکسیژن،میزان اکسیژن موجود در گاز‌های خروجی از موتور را اندازه گیری کرده و به ECU منتقل می‌کند. عملکرد سنسور اکسیژن باعث کاهش مصرف سوخت، افزایش راندمان موتور، و کاهش آلاینده‌های خودرو می‌شود. اهمیت این سنسور تا به آنجاست که در موتورهای جدیداز ۲ سنسور اکسیژن استفاده می‌شود. سنسورهای اکسیژن در دو نوع تک سیم و یا یک سوکت چهار سیم تولید می‌شوند مدل تک سیم فاقد که گرمکن است در خودروهای قدیمی‌تر به کار می‌رود. مدل سوکت دار نیز در خودروهای جدید مجهز به گرمکن به دلیل دقت بالاتراستفاده می‌شود.
مدل‌های سوکت‌دار خود در دو نوع پایه کوتاه و پایه بلند موجود هستند که در نوع و ارتفاع سوکت متفاوتند. سنسور اکسیژن روی اگزوز قرار می‌گیرد. اگر یک سنسور اکسیژن در خودرویی موجود باشد قبل از کاتالیست نصب می‌شود و اگر دو سنسور به کار رود قبل و بعد از کالیست قرار می‌گیرند. نوک این سنسور یا سنسورها درون اگزوز است و میزان اکسیژن موجود در دود خروجی از اگزوز را اندازه می‌گیرد و گزارش آن را به ECU می‌دهد تا میزان سوخت تزریقی درون سیلندر را تنظیم کند. به این صورت که کم بودن میزان اکسیژن در اگزوز به معنی زیاد بودن میزان سوخت است و زیاد بودن آن به معنی کم بودن میزان سوخت.
منبع: 1