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.

Рабочая температура масла в двигателе

Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает использование противоизносной жидкости – моторного масла. От него во многом зависит срок службы и мощностные характеристики транспортного средства. Моторное масло постоянно циркулирует по каналам системы, отводит тепло, смазывает механизмы. За счет этого происходит его перемешивание, частичное остужение и частичный нагрев. Температура масла в двигателе постоянно меняется. Какой же она должна быть, чтобы система работала исправно? Попробуем разобраться.

Функции моторного масла

Моторное масло внутри двигательной системы играет важную роль. Оно выполняет следующие функции:

• Снижает трение между механизмами, способствует сохранению целостности металлических поверхностей.
• Предотвращает прорывы газа из камеры сгорания наружу.
• Очищает каналы системы, способствует устранению их засорений.
• Предотвращает образование нагара и копоти внутри рабочего пространства.
• Обеспечивает защиту от коррозийных процессов.
• Способствует отводу тепла, стабилизирует температуру в местах трения.

Большая часть автовладельцев уверена, что перегрева двигателя не допускает охлаждающая жидкость, но исследователи доказали, что около 70% тепла из рабочей зоны выводит именно моторное масло.

Почему температура моторного масла важна

Степень вязкости смазочного состава напрямую зависит от его температуры. При чрезмерном нагреве нефтепродукт обретает повышенную текучесть и стремительно стекает с рабочих поверхностей. В охлажденном состоянии происходит обратная реакция: жидкость кристаллизуется, повышается ее плотность, увеличивается вязкость. Когда такие температурные сдвиги происходят в рабочем диапазоне, это не нарушает работы системы, однако выход за пределы «дозволенного» влечет за собой серьезные последствия.

Слишком низкая температура

Рабочая температура внутри картера не должна опускаться ниже границы в 90°С. Если вдруг произошло снижение, система охлаждения еще больше понизит данный показатель, а это уже чревато неэффективной работой всей силовой установки. При пониженных температурах масла в двигателе происходит недостаточное расширение металлических элементов. Из-за этого образуются слишком большие зазоры между механизмами. Данные зазоры влекут за собой появление вибрации в двигателе и преждевременное разрушение механизмов. Недостаточный нагрев смазочного состава приводит к повышению его плотности и невозможности справляться с возложенными на него функциями.

При недостаточно прогретом моторе внутри него начинает скапливаться влага, которая, попадая в моторное масло, запускает процесс образования кислот. Кислоты в свою очередь разрушают легкие металлы. При нормальной температуре вода в рабочей зоне не концентрируется.

Рабочая температура масла в двигателе не может быть достигнута в следующих случаях:

1. Нарушение герметичности системы. Если через патрубки происходит обильный подсос воздуха, то двигатель не сможет набрать требуемую температуру.
2. Выход из строя термостата. Подклинивание этого миниатюрного элемента способно нарушить работу всей системы. Если термостат не закрывается, то происходит интенсивная потеря тепла.
3. Смешивание охлаждающей жидкости с моторным маслом. Нарушение герметичности системы охлаждения может повлечь за собой попадание антифриза в смазочный состав. Это в свою очередь вызовет потерю работоспособности обеих смазок и повысит риск отказа двигательной системы.

Слишком высокая температура

С недостаточным прогревом все понятно, но что меняется, если температура превышает допустимые нормы? Максимальная температура масла не должна превышать 125°С. Если повышение происходит, нефтепродукт перестает поступать на поршневые кольца и начинает гореть. Вместе с гарью образуется копоть, которая забивает каналы системы и вызывает масляное голодание.

Горение масляной смеси вынуждает автовладельца делать регулярную доливку. При смешивании с новой жидкостью происходит временное восстановление температурного баланса.

Если ваш автомобиль стал чаще просить поднять уровень смазки, это повод показать его специалисту.

Температура масла в двигателе, как правило, повышается, когда в системе охлаждения падает уровень охлаждающей жидкости и давление моторного масла. В последнем случае жидкость не успевает отвести тепло из рабочей зоны и нагревается под воздействием раскаленных поверхностей.

Устаревание масла и потеря его вязкостных свойств также могут стать причиной нарушения температурного диапазона.

Как правильно выбирать смазочный состав моторного масла

Все автопроизводители, перед тем, как определенная модель транспортного средства поступает в свободную продажу, проводят комплекс исследований для определения допустимой вязкости и химической основы смазочной жидкости автомобиля. Т.к. каждый двигатель уникален по своему, он нуждается в определенном типе нефтепродукта. И только опытным путем можно определить, какие составы ему подойдут. После проведенных испытаний инженеры фиксируют результаты в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Каждый автолюбитель должен перечисленные автопроизводителем требования соблюдать беспрекословно. Любое отклонение от них повлечет серьезные проблемы с двигательной системой, которые оставят невнимательного владельца «без колес».

При эксплуатации транспортного средства необходимо соблюдать следующие правила:

1. Необходимо использовать только рекомендованные автопроизводителем виды моторных масел. Не экспериментировать с их смешиванием.
2. Регулярно проводить техническое обслуживание автомобиля в соответствии с его сервисной книжкой.
3. Нельзя закрывать внешние вентиляционные отверстия транспортного средства для длительного удерживания тепла внутри машины. Такая мера может спровоцировать перегрев двигательной системы и нагрев масла.
4. Необходимо проводить проверку исправности системы охлаждения. Антифриз или тосол должен заменяться в соответствии с периодичностью, установленной производителем.
5. Раз в неделю важно проверять уровень моторного масла в системе. Если его мало, доливать следует только аналогичную смазку.

Почему производители не рекомендуют смешивать нефтепродукты

Состав нефтепродуктов сильно отличается друг от друга. Причем даже в рамках одного бренда ингредиенты, используемые для создания смазки, могут быть различны. Представьте теперь, насколько сильно отличаются друг от друга моторные масла конкурирующих производителей? При смешивании двух таких нефтепродуктов однородность наступает крайне редко. Ввиду различающихся составов нагрев и остужение будет проходить асинхронно. К примеру, в двигателе вашей машины было залито масло Liqui Moly 5w30 Molygen, а вы решили долить в него Castrol Vecton 10w40. Что произойдет? Жидкости образуют внутри установки два слоя, которые будут распределяться, нагреваться и остывать автономно друг от друга. Смазка с индексом 10w40 будет дольше нагреваться и дольше сохранять тепло из-за более высокой плотности, чем 5w30. 5w30 будет более резво откликаться на внутренний «климат» мотора. Таким образом, внутри него будет нарушен тепловой баланс, который приведет к нестабильной работе системы.

Разбавлять ГСМ другими составами можно только в экстренных случаях и только для того, чтобы доехать до ближайшего сервисного центра. В остальных ситуациях подобные деяния могут спровоцировать заклинивание коленвала.

Подведем итог

Какая температура масла должна быть в двигателе? На этот вопрос ответили много лет назад советские ученые из НАМИ. Они провели ряд исследований и смогли установить благоприятную температуру моторного масла, при которой износ металлических элементов является минимальным — 90-105°С. При этом, температура охлаждающей жидкости должна быть на 10°С ниже. Любое отклонение от нормы способно привести к преждевременному износу механизмов, влекущему за собой дорогостоящий ремонт силовой установки. Поэтому при появлении первых симптомов повышения или снижения температуры моторного масла необходимо проводить диагностику всего автомобиля.

Также следует помнить, что рабочая температура масла в двигателе будет сохраняться в допустимом диапазоне в спокойном стиле вождения, не предполагающем длительной работы на повышенных оборотах.