آشنایی با سنسورهای مهم خودرو

خودروها ماشین های پیچیده ای هستند. از اجزای مکانیکی گرفته تا مواد مصرفی، یک وسیله نقلیه از اجزای حیاتی تشکیل شده است که به طور هماهنگ کار می کنند تا عملکرد موثری داشته باشند. تعداد کمی از چنین اجزای حیاتی حسگرهای خودرو هستند که به طور هوشمندانه برای حفظ عملکرد خوب خودرو کار می کنند. در ادامه سنسورهای اصلی خودرو و هر آنچه که باید در مورد آنها بدانید آورده شده است.

خودروهای مدرن در مقایسه با وسایل نقلیه چند دهه پیش به یک ماشین پیچیده تبدیل شده اند. یک خودروی امروزی از اجزای الکتریکی متعددی تشکیل شده است، زیرا قطعات مکانیکی در حال جایگزینی یا کمک به وسایل الکترونیکی هستند. یکی از اجزای الکتریکی حیاتی یک خودرو، حسگر است.

موتور خودرو به تنهایی دارای 15 تا 30 سنسور است که تمام عملکردهای موتور را ردیابی می کند. در مجموع، یک خودرو می تواند بیش از 70 سنسور داشته باشد که جنبه های مختلف خودرو را کنترل می کند.

سنسور ماشین چیست؟

سنسور خودرو یک وسیله الکترونیکی است که جنبه های مختلف خودرو را کنترل می کند و اطلاعات را برای راننده یا ECU (واحد کنترل الکترونیکی) ارسال می کند. در شرایط خاص، ECU بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور به طور خودکار تنظیمات مربوط به قطعه خاص را انجام می دهد.

سنسور خودرو وسیله ای هوشمند است که وضعیت خودرو را کنترل می کند و اطلاعاتی را برای کاربر ارسال می کند تا بداند چه زمانی باید تغییرات انجام شود. در برخی شرایط، به طور خودکار تغییراتی در موتور ایجاد می کند. این دستگاه جنبه های مختلف یک وسیله نقلیه را کنترل می کند که شامل دما، سیستم خنک کننده، فشار روغن، سطوح انتشار و غیره می شود.

نکات زیر جزئیات بیشتری را در مورد سنسورهای خودرو پوشش می دهد.

• سنسورها می‌توانند جنبه‌های مختلف خودرو مانند دما، سیستم خنک‌کننده، موتور، فشار روغن، میزان انتشار، سرعت خودرو و غیره را کنترل کنند.
• اندام های حسی انسان (چشم، بینی، دهان، زبان و دست) بهترین مثال برای درک اصل کار حسگرها هستند. آنها سیگنال هایی را به مغز می فرستند و مغز تصمیم می گیرد.
• به طور مشابه، سنسورهای خودرو سیگنال هایی را به ECU ارسال می کنند تا تنظیمات مناسب را انجام دهند یا به راننده هشدار دهند.
• سنسورها از لحظه روشن شدن موتور به طور مداوم جنبه های مختلف خودرو را زیر نظر دارند.
• در یک خودروی مدرن، سنسورها در همه جا وجود دارند، از موتور گرفته تا کم‌ترین اجزای الکتریکی خودرو.

عملکرد سنسور ماشین

اصل کار یک سنسور به شما ایده وسیعی از عملکرد سنسورهای خودرو می دهد. از آنجایی که حسگرهای زیادی در یک خودرو وجود دارد که سیستم‌های مختلف و عملکرد اجزای آن را نظارت می‌کنند، عملکرد سنسورهای خودرو از آنچه تصور می‌کنید گسترده‌تر است.

با این حال، عملکرد اصلی یک سنسور بدون توجه به جنبه نظارتی آن یکسان باقی می ماند. اطلاعات مربوط به سیستمی را که ردیابی می کند به ECU ارسال می کند. داده ها از طریق الگوریتم های از پیش تعریف شده رله می شوند و بر اساس آن ECU تنظیمات را انجام می دهد. اگر ECU نتواند تغییرات لازم را انجام دهد، یک هشدار برای راننده ارسال می کند.

آشنایی با سنسورهای مهم خودرو

• سنسور جریان هوا: چگالی و حجم هوای ورودی به محفظه احتراق را اندازه گیری می کند.
• سنسور ضربه موتور: این ضربه موتور را کنترل می کند و اطمینان حاصل می کند که مخلوط هوا و سوخت به درستی مشتعل شده است.
• سنسور سرعت موتور: سرعت چرخش و موقعیت میل لنگ را کنترل می کند.
• سنسور موقعیت میل بادامک: این سنسور موقعیت و زمان بندی مناسب میل بادامک را کنترل می کند.
• سنسور فشار مطلق منیفولد:MAP بار موتور را با اندازه‌گیری اختلاف بین فشار منیفولد و فشار خارجی کنترل می‌کند.
• سنسور موقعیت دریچه گاز: موقعیت دریچه گاز را کنترل کنید.
• سنسور ولتاژ: این سنسور سرعت دور آرام خودرو را مدیریت می کند.
• سنسور اکسیژن: به اندازه گیری سطح اکسیژن موجود در گازهای خروجی کمک می کند.
• سنسور NOx: اکسیدهای نیتروژنNOx موجود در گازهای خروجی را اندازه گیری می کند.
• سنسور دما: دمای موتور را کنترل می کند.
• سنسور دمای سوخت: این سنسور دمای سوخت ورودی به موتور را کنترل می کند.
• سنسور سرعت: این سنسور سرعت چرخ ها را اندازه گیری می کند.
• سنسور پارک: هر گونه مانع موجود در جلو یا عقب خودرو را تشخیص می دهد.
• سنسور باران: باران را تشخیص می دهد و سیگنالی را به ECU ارسال می کند تا برف پاک کن ها را فعال کند.

سنسور اکسیژن

عملکرد کارآمد موتور خودرو به دریافت اکسیژن بستگی دارد. اما کم یا زیاد بودن آن می تواند باعث ایجاد مشکل در موتور شود. اینجاست که سنسور اکسیژن وارد می‌شود. این سنسور معمولاً در نزدیکی منیفولد اگزوز قرار دارد، سنسور O2 یا اکسیژن سطح اکسیژن اگزوز خودرو را اندازه‌گیری می‌کند و آن را با اکسیژن هوای اطراف ماشین شما مقایسه می‌کند. سپس از این اطلاعات برای تعیین اینکه آیا موتور شما نسبت سوخت غنی یا کم مصرف دارد استفاده می شود. سپس کامپیوتر موتور از این اطلاعات برای استخراج کنترل های آلایندگی و استراتژی اندازه گیری سوخت استفاده می کند. اگر سنسور O2 خاموش شود، وسیله نقلیه شما می تواند آلودگی بیش از حد یا مشکلات عملکردی ایجاد کند.

سنسور جریان انبوه هوا

سنسور جریان هوای جرمی یا MAF یکی از حساس ترین سنسورهایی است که در خودروها استفاده می شود. سنسور MAF در محفظه احتراق و در نزدیکی فیلتر هوا قرار دارد و میزان جریان هوا را به موتور کنترل می کند. این سنسور اطمینان حاصل می کند که مقدار مناسبی از مخلوط هوا و سوخت برای عملکرد بهینه وارد محفظه احتراق می شود. خرابی سنسور جریان هوا می تواند منجر به توقف موتور یا مصرف سوخت بیشتر شود. علاوه بر این، هنگامی که سنسور MAF شما از کار بیفتد، چراغ چک موتور مطمئناً ظاهر می شود.

سنسور دور موتور

یکی دیگر از سنسورهای مهم در خودروی شما، سنسور دور موتور است که به میل لنگ متصل است. وظیفه اصلی سنسور دور موتور نظارت بر سرعت چرخش میل لنگ است تا بتوان زمان بندی موتور و تزریق سوخت را به درستی کنترل کرد. این سنسور موقعیت میل لنگ را تشخیص می دهد و اطلاعات را به ECU ارسال می کند. سپس ECU زمان دقیق تزریق سوخت را محاسبه کرده و شمع ها را فعال می کند. اگر زمان بندی صحیح نباشد، موتور کارایی خود را از دست می دهد. اگر سنسور دور موتور خراب شود، ممکن است با کروز کنترل یا سرعت سنج مشکل داشته باشید.

سنسور فشار مطلق منیفولد (MAP)

این سنسور که سنسور MAP نامیده می شود، وظیفه اصلی نظارت بر اطلاعات فشار لحظه ای منیفولد است. سپس این اطلاعات توسط رایانه موتور برای بهینه سازی نسبت سوخت برای بهترین عملکرد استفاده می شود و آن را به یکی از حیاتی ترین حسگرهای خودرو تبدیل می کند.

سنسور دمای مایع خنک کننده

سنسور دمای آب خودرو (سنسور دمای مایع خنک کننده) Coolant Temperature Sensor یا Water Temperature Sensor وظیفه دارد که دمای مایع خنک کننده را اندازه‌گیری کرده و به واحد کنترل الکترونیکی ارسال می کند. ECU نیز از طریق اطلاعات سنسور دمای آب خودرو، زمان پاشش سوخت و آوانس جرقه را برای حالت‌های مختلف از جمله برای حالات ساسات و دماهای مختلف تنظیم می‌کند. بنابراین یکی از تاثیرگذارترین انواع سنسورهای خودرو در پاشش سوخت و جرقه (آوانس و ریتارد) و روشن شدن خودرو، سنسور دمای مایع خنک کننده (سنسور دمای آب خودرو) می‌باشد.

سنسور دمای آب خودرو یا همان فشنگی دمای آب خودرو براساس مقاومت تغییر دمایی عمل می‌کند و از نوع مقاومت NTC می‌باشد. (یعنی افزایش دمای آب موتور، مقاومت این سنسور کاهش می‌یابد و بلعکس). هرچه دمای آب موتور افزایش می‌یابد مقاومت سنسور دمای آب کاهش می‌یابد و بلعکس و محدوده دمایی این سنسور در اکثر خودروها از -۴۰ الی۱۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد که مقاوکمت آن بین ۱۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم تغییر می‌کند.

سنسور ضربه یا ناک سنسور

سنسور ضربه یا ناک سنسور قطعه ای است که در پر لرزش ترین قسمت موتور نصب شده و وظیفه گزارش دهی مقدار لرزش خودرو را به ECU دارد.

این قطعه تمامی لرزش های موتور را اندازه گیری کرده و برای کامپیوتر خودرو ارسال می نماید. اگر مقدار محاسبه شده طبیعی باشد و با استانداردهای ECU مطابقت داشته باشد، کامپیوتر از خود عکس العملی نشان نخواهد داد، اما اگر مقدار اندازه گیری شده با مقدار استاندارد مطابقت نداشته باشد،ECU  سریعا چراغ چک خودرو را روشن کرده و مقدار پاشش سوخت را کم کرده و نسبت سوخت به هوا را اصطلاحا غنی تر می نماید. این عملیات صرفا به این دلیل اتفاق می افتد که لرزش زیاد باعث از بین رفتن و کاهش عمر قطعات خودرو می گردد.

برای دوری از این مشکل، ECU مقدار پاشش سوخت را از طریق انژکتورها کم می کند تا از این لرزش ها جلوگیری کند و میزان لرزش خودرو را به حداقل برساند. اما گاهی اوقات ممکن است بدون دلیل خاصی، سنسور ضربه اعلام وضعیت بحرانی کرده و ECU  را ناگزیر به روشن نمودن چراغ چک خودرو بنماید.

سنسور میل بادامک

سنسور میل بادامک یا میل سوپاپ دارای یک المنت و یک قطعه نیمه هادی بوده که یک سوکت سه پایه دارد و جریان را از خود عبور می‌دهد. این سنسور وظیفه مخابره موقعیت دقیق میل سوپاپ به ECU را برعهده دارد و به نوعی مکمل سنسور موقعیت میل لنگ محسوب می‌شود. سنسور میل بادامک با اثر الکترومغناطیسی هال کار می‌کند؛ یعنی هر زمان که جریان در داخل سنسور توسط یک میدان مغناطیسی منحرف شود، ولتاژ دو سر سنسور تغییر کرده و سبب ایجاد سیگنال‌های مربعی شکل خواهد شد.

این سنسور با ارسال پالس‌های مربعی شکل، به ECU زمان دقیق احتراق سیلندر اول را اطلاع می‌دهد. به‌طور کلی سنسور میل بادامک برای کنترل موقعیت سوپاپ‌های ورودی و خروجی تعبیه شده است تا در ارتباط با سنسور موقعیت میل لنگ، شرایط مناسب احتراق (هوا، سوخت و جرقه) فراهم شود؛ بنابراین بروز علائم خرابی سنسور میل بادامک باعث اختلال عملکرد موتور خودرو خواهد شد.

مهم ترین وظایف سنسور میل سوپاپ عبارت است از :

• تفکیک موقعیت سیلندر یک در نقطه مرگ بالا نسبت به موقعیت اعلام شده توسط سنسور دور موتور
• کوئل و انژکتور ها را کنترل میکند تا در مد ترتیبی عمل کنند
• مقدار آوانس جرقه را برای جلوگیری از پدیده ضربه یا کوبش کنترل می کند.
• شناسایی سیلندر ها برای جرقه و پاشش در مرحله های مختلف
• احتراق ناقص را مشخص می کند.

سنسور دمای سوخت

این سنسوری است که به طور مداوم دمای سوخت را کنترل می کند تا اطمینان حاصل شود که مصرف سوخت بهینه است. اگر سوخت سرد باشد به دلیل چگالی زیاد سوختن آن زمان بیشتری می برد. به طور مشابه، اگر سوخت گرم باشد، خیلی سریع می سوزد. سنسور دمای سوخت تضمین می کند که سوخت در دمای بهینه وارد سیلندر و چرخه احتراق خواهد شد.

حسگر سرعت

همانطور که از نام آن پیداست، سرعت چرخ های خودرو را کنترل می کند. چرخ‌های خودرو می‌توانند با سرعت‌های متفاوتی در هنگام دور زدن از یک پیچ یا در خارج از جاده حرکت کنند. از این رو، سنسور سرعت به ردیابی سرعت هر چرخ کمک می کند. داده ها به ECU ارسال می شود و می توان از ویژگی های ایمنی مانند کنترل کشش و ABS سیستم ترمز ضد قفل استفاده کرد. سنسور سرعت بسیار مهم است، به خصوص برای وسایل نقلیه 4X4.

سنسور پارک

این سنسوری است که هر گونه مانع در جلو یا عقب خودرو را تشخیص می دهد. سنسور از طریق صدای بوق به راننده هشدار می دهد. هر چه فاصله نزدیکتر می شود، صدای بوق تشدید می شود. این به راننده کمک می کند تا وسیله نقلیه را ایمن پارک کند.

در خودروهای لوکس سطح بالا، از داده های این حسگر برای سیستم ترمز اضطراری خودکار استفاده می شود. اگر خودرو خیلی به مانع نزدیک شود، به طور خودکار ترمز را فشار می دهد.

مزایا و معایب سنسورهای خودرو

در زیر به مزایای سنسورهای خودرو اشاره شده است.

• حسگرهای خودرو رانندگی را به یک کار آسان تبدیل می کنند.
• حسگرها به راحتی می توانند قطعات معیوب خودرو را تشخیص دهند.
• سنسورها از نگهداری صحیح موتور اطمینان می دهند.
• سنسورها همچنین امکان کنترل خودکار عملکردهای خاص مانند برف پاک کن ها، چراغ های جلو و غیره را فراهم می کنند.
• ECU می تواند تنظیمات دقیقی را با اطلاعات دریافتی از سنسورها انجام دهد.
• حسگرها همچنین می توانند اطلاعات هشدار دهنده را در صورت وجود هر گونه نقص/عیب در اجزای خودرو به راننده منتقل کنند.

در اینجا به برخی از معایب سنسورهای خودرو اشاره می کنیم.

• یکی از معایب اصلی وجود سنسورهای زیاد این است که ممکن است در طول زمان از کار بیفتند.
• سنسور معیوب می تواند منجر به آسیب به اجزای حیاتی خودرو شود. تعمیر یا تعویض آنها می تواند یک امر گران قیمت باشد.