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.

Как выбрать датчик уровня масла

Стремясь не только улучшить качество работы масляной системы, но и простоту ее обслуживания, автоконцерны начали внедрять в нее специальные электронные компоненты. Ранее мы писали об устройстве и методиках выбора датчиков давления масла, ответственных, как несложно догадаться из их названия, за определение уровня давления смазочного материала. Однако в системе есть еще минимум два датчика. Один из них берет на себя задачу определения уровня моторного масла. Ранее эту работу делал сам автолюбитель – опускал маслоизмерительный щуп в штатное отверстие и смотрел, на каких насечках остался смазочный материал. Сегодня Avto.pro расскажет вам об устройстве датчиков уровня масла, их неисправностях, а также методиках подбора запчасти.

Классификация датчиков

Датчик уровня масла часто называют электронным щупом или уровнемером. Он контролирует уровень смазочного материала в автоматическом режиме и является частью бортовой электроники многих современных моделей авто. Обычно располагается в масляном поддоне, реже рядом с масляным фильтром. Выделяют следующие конструкции датчиков давления масла:

• Поплавковые (механические);
• Тепловые и электротермические;
• Ультразвуковые.

Результаты измерений можно наблюдать на приборной панели. Специальный индикатор, отображающий уровень давления смазки, может быть электронным или механическим. В первом случае это цифровой индикатор, а во втором стрелочный. Часто датчик давления совмещается с датчиком температуры масла. Устройства работают в тандеме, поскольку плотность масла падает по мере роста температуры. Температура масла также влияет на величину напряжения выходного сигнала, что реализовано в электротермических датчиках. По этой причине некоторые модели датчиков выполняют сразу две задачи: определения уровня и температуры масла. Сигнал от устройств обрабатывается и передается блоку управления двигателем, а уже потом на приборную панель.

Подробнее о поплавковом датчике

Поплавковый уровнемер масла является самым простым. Инженеры автоконцернов справедливо считают его несовершенным и отдают предпочтение тепловым датчикам. К основным элементам поплавковых уровнемеров относят:

• Поплавок;
• Вертикальный трубку;
• Магнит;
• Геркон (магнитоуправляемый контакт).

Поплавок, внутри которого размещен магнит, свободно двигается вдоль трубки. Внутри трубки находится геркон. Как только магнит приближается к геркону, контакт замыкается, ЭБУ получает сигнал от датчика и загорается индикатор низкого уровня масла. По-простому этот индикатор называют лейкой. Так как датчик срабатывает только при достижении магнитом определенной точки, он не способен определить реальный объем масла – только зафиксировать факт того, что уровень смазки слишком мал.

Устройство выходит из строя при нарушении целостности трубки, размагничивании, выходе из строя геркона, нарушении целостности проводки. Последнее является общей проблемой всех подобных датчиков. Стоит отметить, что в силу просты поплавковых датчиков они ломаются реже устройств других типов. Ключевая проблема таких датчиков была обозначена выше – они срабатывают только при определенном уровне масла. Однако есть и другие проблемы. К примеру, на поплавке могут скапливаться продукты износа масла. Кроме того, поплавковые датчики хуже работают в вязких маслах. Автоконцерны и независимые производители попытались решить эту проблему интересным способом – оснастили одно устройство сразу 2 поплавками.

Подробнее о тепловых датчиках

Тепловые датчики имеет несколько более сложное устройство, нежели поплавковые. Данные устройства часто объединяют в одном корпусе датчик уровня и температуры смазки. Дешевизна в производстве, функциональность и надежность сделали тепловые датчики крайне востребованными в автомобилестроение. Ключевых элементов датчика всего три:

• Корпус;
• Нагревательный элемент;
• Проволока.

Электронная «начинка» несколько отличается от той, что находится внутри механических датчиков. Вот как это работает: проволока нагревается при включении питания, а затем передает свою теплоту маслу (охлаждается). Блок управления рассчитывает уровень масла по скорости охлаждения проволоки. Чем быстрее она охладится, тем больше масла в картере. Здесь важна точность измерений. В зависимости от текущей температуры масла проволока должна разогреваться от 10 до 80 мс. Ее охлаждение занимает от 250 до 1000 мс. На анализ температуры уходит 25-85 мс. Как видите, промежутки времени крайне невелики.

Запчасти на mazda 2

Запчасти на fiat 1000

1.2 Granluce (103 G)

Разновидностью тепловых датчиков уровня масла являются электротермические датчики. Они устроены почти так же, как и несколько более простые термические. Здесь также происходит нагрев проволоки и ее последующее охлаждение. Однако расчеты ведутся по электрическому сопротивлению материала чувствительного элемента. Оно будет зависеть от степени погружения в смазочный материал. Сопротивление будет тем ниже, чем глубже погружена проволока.

Так как тепловые уровнемеры сильно завязаны на электронике, они выходят из строя не только при нарушении целостности входных и выходных контактов, но и при наличии проблем с нагревательным элементом, при нарушении целостности проволоки, коррозии или накоплении на ней продуктов износа масла. Однако относительно простота устройства и способность замерять уровень моторного масла не только в критических точках сделала их невероятно востребованными.

Подробнее об ультразвуковых датчиках

Беспроводные технологии находят все более широкое применение в автомобилестроении. Если механические и тепловые датчики контактируют с маслом и его параметры влияют на их работу, то ультразвуковые датчики могут замерять его уровень без прямого контакта. Вот как это работает:

• Датчик издает ультразвуковые импульсы, отражающиеся от поверхности масла;
• Время между передачей импульса и приемом отраженного сигнала замеряется и анализируется;
• Основываясь на разнице между передачей и приемом, электроника вычисляет уровень масла (расстояние от датчика до поверхности масла).

Именно ультразвуковые датчики позволили реализовать графическую индикацию уровня масла. При этом устройство может судить об уровне смазки как при стоянке, когда масло не движется по системе, так и по ходе езды, когда на точность измерений влияет температура и обороты двигателя, положение транспортного средства и т.п. В теории, при внесении некоторых доработок в систему можно внедрить беспроводной уровнемер, который изначально не был приспособлен под эксплуатацию в конкретной модели авто. В подавляющее большинство подобных устройств уже встроен термистор PTC-типа, необходимый для измерения температуры масла.

Неисправности датчика уровня масла

Эксплуатация автомобиля с низким уровнем масла нежелательна. Двигатель будет испытать серьезные перегрузки, что непременно скажется на его эксплуатационным ресурсе. В худшем случае он полностью выйдет из строя. На практике водителю достаточно не повышать обороты до средних или высоких до того момента, пока в систему не будет залито свежее масло. На низкий уровень масла указывает загоревшая пиктограмма в виде масленки. Если она горит постоянно, то датчик уровня масла вышел из строя или ЭБУ получает неверные данные. На неисправность также может указывать следующее:

1. Индикатор уровня масла периодически загорается и быстро гаснет;
2. Загорелась надпись Check Engine;
3. Двигатель перестал заводиться.

Последнее возможно, если датчик дает ЭБУ неверные данные и блок отдает команду на отключение двигателя. Проверку датчика уровня масла лучше доверить специалистам. В случае, если в автомобиле не предусмотрен замер уровня при помощи щупа, водителю стоит сразу отправиться к механику. При наличии автосканера, о котором мы писали в данном материале, стоит сначала воспользоваться им. Ошибка P250E указывает на наличие проблем с описанным датчиком. В основном уровнемер перестает нормально работать по причине:

• Засорения продуктами износа моторного масла;
• Нарушения целостности проводки;
• Выхода из строя предохранителя;
• Сломался концевик капота (в автомобилях концернов, входящих в состав VAG Group).

Рекомендуем ответственно относиться к подбору моторного масла и менять его согласно регламенту. Подавляющее большинство датчиков имеют довольно простую конструкцию, что положительно сказывается на их эксплуатационном ресурсе. Однако если индикатор то загорается, то тухнет, а проверка с помощью щупа не выявила низкого уровня масла, то проблема наверняка кроется в датчике, проводке или предохранителе.

Выбор нового датчика

Подобрать новый датчик уровня масла несложно. В продаже в основном встречаются оригиналы, однако автолюбитель может разумно сэкономить. Для этого его нужно выбрать изделие от фирмы, которая входит в список поставщиков конвейера. Брендовые датчики от такой фирмы практически не уступают оригиналам в качестве и эксплуатационном ресурсе. Те же уровнемеры предлагают хорошие фирмы-упаковщики. Искать датчик можно по VIN-коду транспортного средства (наиболее надежный вариант) или по:

• Каталожному номеру / артикулу;
• Параметрам авто: двигатель, марка и модель, год выпуска.

Возможность перехода с распространенного теплового или менее распространенного механического датчика на более современный ультразвуковой стоит обсудить со специалистом. Если вы хотите приехать в сервис с неоригинальной запчастью на руках, то при ее выборе учитывайте бренд. Достойны внимания:

Более дешевые аналоги предлагают Metzger (Германия), ERA (Италия), Hans Pries / Topran (Германия). Еще более дешевые датчики можно найти у Autlog, SWAG, Patron и «нонейм» производителей из стран Восточной и Юго-Восточной Азии. Вариант для тех, кто стремится к максимальной экономии в ущерб качеству покупаемого изделия – запчасти данных фирм собирают неоднозначные отзывы покупатели. Многие механические и тепловые датчики имеют широкую применяемость, так что вам будет легко подобрать аналоги или даже оригиналы с другой модели авто. Как показала практика, оригиналы обходятся на 30-60% дороже качественных аналогов.

Вывод

Система контроля давления масла давно перестало быть дополнительной опцией, так что теперь практически все автолюбители должны учитывать, что в ходе эксплуатации транспортного средства из строя может выйти датчик давления. Точно диагностировать неисправность может специалист или сам водитель, если у него имеется автосканер. Так как на вторичном рынке есть неоригинальные датчики для большинства моделей авто, у водителя не возникнет проблем с поиском запчасти для ремонта. При должной сноровке новый уровнемер можно установить самостоятельно.