
Przetworniki ciśnienia
przegląd produktów
Informacje o produkcie
Jaką funkcję pełni przetwornik ciśnienia w systemie recyrkulacji spalin (EGR)? Do czego potrzebny jest przetwornik ciśnienia w przypadku turbosprężarki o zmiennej geometrii turbiny? Jakie są warianty przetworników ciśnienia? Jak jest zbudowany? Jakie problemy występują w przypadku niesprawności przetwornika ciśnienia? Jak sprawdzany jest przetwornik ciśnienia pod kątem uszkodzeń? Tutaj się tego dowiesz.
OPIS PRODUKTU
Elektropneumatyczne przetworniki ciśnienia są wykorzystywane w dużych ilościach w układach recyrkulacji spalin (EGR) i turbosprężarkach o zmiennej geometrii turbiny VTG („Variable Turbo Geometry”, turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek). Ich działanie jest podobne do funkcji „ściemniacza” w obwodzie elektrycznym: z podciśnienia i ciśnienia atmosferycznego przetwornik ciśnienia tworzy mieszaną wartość ciśnienia (ciśnienie sterujące), pozwalającą na płynną regulację nastawników pneumatycznych („puszek membranowych”).
W połączeniu z pneumatycznym nastawnikiem przetwornik ciśnienia można wywierać jednak znacznie wyższe siły, niż byłoby to możliwe w układzie elektrycznym ze „ściemniaczem” – i to przy znacznie mniejszy wymiarach. Niezbędne podciśnienie występuje w prawie wszystkich pojazdach (podciśnienie w kolektorze dolotowym albo pompa próżniowa).
WARIANTY
Przetworniki ciśnienia są dobierane odpowiednio do przypadku zastosowania. Możliwe są przy tym zmiany odpowiednio do wymagań (ilustracja 1):
- Rodzaj i położenie przyłącza elektrycznego (wersje wtyku, zestyk)
- Położenie przyłączy rurowych
- Rodzaj zamocowania (uchwytu)
- Charakterystyka
- Z kompensacją temperatury lub bez
- Sterowane prądowo lub taktowo
- Dynamika (czas opróżniania i napowietrzania)
- Z filtrem w przyłączu napowietrzania (ATM) lub bez
MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA
Układ recyrkulacji spalin (EGR)
01 Filtr powietrza
02 Przetworniki ciśnienia
03 Pompa próżniowa
04 Sterownik silnika
05 Katalizator
06 Zawór EGR
07 Chłodnica EGR
Recyrkulacja spalin służy do redukcji zawartości substancji szkodliwych w spalinach. Do zasysanego przez silnik świeżego powietrza dodawane są przy tym spaliny. Powoduje to zmniejszenie ilości tlenu w komorze spalania i obniżenie temperatury spalania. Niższa temperatura spalania skutkuje zmniejszeniem emisji tlenków azotu (NOx).
Układ recyrkulacji spalin działa skutecznie tylko pod warunkiem jego precyzyjnego sterowania. W zależności od wykonania zawory EGR mogą być sterowane pneumatycznie lub elektrycznie. W przypadku sterowania pneumatycznego wymagana modulacja podciśnienia („ciśnienie sterujące”) jest zapewniana przez przetwornik ciśnienia.
Elektropneumatyczny przetwornik ciśnienia jest sterowany przez sterownik silnika na podstawie odpowiedniej charakterystyki. W zależności od współczynnika wypełnienia impulsów ustawiane jest ciśnienie sterujące, uruchamiające zawór EGR.
Turbosprężarka o zmiennej geometrii turbiny
01 Filtr powietrza
02 Przetworniki ciśnienia
03 Pompa próżniowa
04 Sterownik silnika
05 Katalizator
06 Turbosprężarka o zmiennej geometrii turbiny
07 Puszka podciśnieniowa
08 Przestawiane łopatki kierujące
09 Chłodnica powietrza doładowującego
Osiągalny moment obrotowy silnika pojazdu z silnikiem spalinowym jest zależny od udziału gazu świeżego w wypełnieniu cylindra.
Turbosprężarki napędzane spalinami wykorzystują energię spalin w turbinie do poprawy jakości wypełnienia cylindrów za pośrednictwem sprężarki. Turbosprężarki o zmiennej geometrii turbiny zmieniają wymagane ciśnienie doładowania przez przestawienie łopatek kierujących turbiny. Regulacja ta musi być bardzo precyzyjna.
Przetwornik ciśnienia jest sterowany przez sterownik silnika na podstawie odpowiedniej charakterystyki. W zależności od współczynnika wypełnienia impulsów sygnału regulowane jest ciśnienie sterujące, które powoduje przestawienie łopatek kierujących turbiny przez puszkę membranową. Zmienna geometria turbiny umożliwia szczególnie szybką reakcję przy niskich prędkościach obrotowych oraz wysoką sprawność w górnym zakresie prędkości obrotowej.
TYPOWE PARAMETRY
Napięcie znamionowe | [V] | 12 |
Napięcie robocze | [V] | 10 - 16 |
Rezystancja | [Ω] | 11 - 16 |
Indukcyjność | [mH] | 40 |
Współczynnik wypełnienia impulsów | [%] | 20 ... 95 |
Częstotliwość | [Hz] | 250 ... 300 |
Temperatura otoczenia | [°C] | -30 - 120 |
PODSTAWOWA KONSTRUKCJA
Z podciśnienia (wytwarzanego np. przez pompę próżniową) i ciśnienia otoczenia przetwornik ciśnienia tworzy mieszaną wartość ciśnienia („ciśnienie sterujące”).
To ciśnienie sterujące pozwala na
- wysterowanie pneumatycznego zaworu EGR w układzie recyrkulacji spalin lub
- zmienianie ustawienia łopatek kierujących turbosprężarki o zmiennej geometrii turbiny za pośrednictwem puszki membranowej.
Do sterowania przetwornika ciśnienia przez sterownik silnika wymagany jest prąd sterujący. Nie jest to jednak prąd stały, lecz taktowany ze stałą częstotliwością prąd impulsowy („modulacja szerokości impulsów”). Czas aktywacji impulsu jest przy tym określany jako „współczynnik wypełnienia impulsów”. W zależności od tego, czy wielkością sterującą obwodu regulacyjnego jest natężenie prądu, czy współczynnik wypełnienia impulsów, elektropneumatyczny przetwornik ciśnienia jest określany jako „sterowanym prądem” albo „sterowany współczynnikiem wypełnienia impulsów” (lub „sterowany taktowo”).
W przypadku przetwornika ciśnienia z kompensacją temperatury siła magnetyczna jest utrzymywana w szerokim zakresie niezależnie od temperatury. Pozwala to na rezygnację ze skomplikowanej regulacji prądowej w sterowniku. Wysterowanie ma wtedy miejsce wyłącznie przez odpowiedni współczynnik wypełnienia impulsów. Przeważająca większość stosowanych przetworników ciśnienia jest sterowana współczynnikiem wypełnienia impulsów.
PRZYŁĄCZA
01 Podciśnienie zasilania (VAC)
02 Zmienne ciśnienie sterujące (OUT)
03 Przyłącze napowietrzania (ATM)
04 Przyłącze elektryczne
![]() |
WSKAZÓWKA W zależności od wersji położenie przyłączy może być różne. |
USTERKI
Na uszkodzenie przetwornika ciśnienia wskazują następujące objawy:
System EGR
- przełączenie na tryb awaryjny
- spadek mocy silnika
- recyrkulacja spalin nie jest już zagwarantowana
- szarpanie pojazdu
- czarny dym
Turbosprężarka o zmiennej geometrii turbiny
- spadek mocy silnika
- niski moment obrotowy przy przyspieszaniu z niskiej prędkości obrotowej („turbodziura”)
BADANIE
Przetwornik ciśnienia i EOBD
W pojazdach wyposażonych w system OBD przetworniki ciśnienia są monitorowane elektrycznie.
Możliwe kody błędów EOBD | |
P0033 Zawór regulacji ciśnienia doładowania - błąd działania obwodu elektrycznego |
P0245 Zawór regulacji ciśnienia doładowania A - sygnał za niski |
P0034 Zawór regulacji ciśnienia doładowania - sygnał za niski | P0246 Zawór regulacji ciśnienia doładowania A - sygnał za wysoki |
P0035 Zawór regulacji ciśnienia doładowania - sygnał za wysoki | P0247 Zawór regulacji ciśnienia doładowania B - błąd działania obwodu elektrycznego |
P0234 Doładowanie silnika - przekroczona wartość graniczna | P0248 Zawór regulacji ciśnienia doładowania B - błąd zakresu lub działania |
P0235 Doładowanie silnika - wartość graniczna nieosiągnięta | P0249 Zawór regulacji ciśnienia doładowania B - sygnał za niski |
P0243 Zawór regulacji ciśnienia doładowania A - błąd działania obwodu elektrycznego |
P0250 Zawór regulacji ciśnienia doładowania B - sygnał za wysoki |
P0244 Zawór regulacji ciśnienia doładowania A - błąd zakresu lub działania |
Pośrednie monitorowanie przetwornika ciśnienia jest realizowane przez nadzór działania zaworu EGR | |
P0400 Recyrkulacja spalin - nieprawidłowa prędkość przepływu | P0405 Zawór EGR - czujnik A - sygnał wejściowy za niski |
P0401 Recyrkulacja spalin - stwierdzona niewystarczająca prędkość przepływu |
P0406 Zawór EGR - czujnik A - sygnał wejściowy za wysoki |
P0402 Recyrkulacja spalin - stwierdzona nadmierna prędkość przepływu | P0407 Zawór EGR - czujnik B - sygnał wejściowy za niski |
P0403 Recyrkulacja spalin - błąd działania obwodu elektrycznego | P0408 Zawór EGR - czujnik B - sygnał wejściowy za wysoki |
P0404 Recyrkulacja spalin - błąd zakresu lub działania |
Uszkodzony przepływomierz masowy powietrza może dostarczać nieprawidłowe sygnały wejściowe do sterownika silnika, który w następstwie może nieprawidłowo wysterowywać elektropneumatyczny przetwornik ciśnienia |
|
P0100 Przepływomierz masowy powietrza - błąd działania obwodu elektrycznego |
P0103 Przepływomierz masowy powietrza - sygnał wejściowy za wysoki |
P0101 Przepływomierz masowy powietrza - błąd zakresu lub działania | P0104 Przepływomierz masowy powietrza - czasowe przerwania obwodu elektrycznego |
P0102 Przepływomierz masowy powietrza - sygnał wejściowy za niski |
![]() |
UWAGA
Przy poszukiwaniu błędów należy zwracać uwagę także na następujące aspekty:
|
![]() |
WSKAZÓWKA
|
Sprawdzanie zasilania napięciem
- Odłączyć wtyk od przetwornika ciśnienia.
- Włączyć zapłon pojazdu.
- Zmierzyć napięcie pomiędzy stykami a masą silnika (patrz ilustracja 5).
Na jednym ze styków musi zostać zmierzone napięcie akumulatora.
![]() |
WSKAZÓWKA Biegunowość wtyku w różnych pojazdach jest zróżnicowana. Zasilanie napięciem jest podłączone do styku 1 lub 2. Ponownie wyłączyć zapłon. |
Pomiar rezystancji elektrycznej przetwornika ciśnienia
- Zmierzyć rezystancję pomiędzy stykami przetwornika ciśnienia (patrz ilustracja 6). Wartość zadana: 11 do 18 Ω
- Ponownie podłączyć wtyk.
Sprawdzanie działania
- Podłączać manometr lub ręczną pompkę podciśnienia do przyłącza (02) zgodnie z ilustracją 2. Pozostałe przewody giętkie pozostają podłączone.
- Uruchomić silnik na biegu jałowym i zmierzyć ciśnienie. Wartość zadana: co najmniej 480 mbar
- Odłączyć wtyk zasilania napięciem od przetwornika ciśnienia i zmierzyć ciśnienie. Wartość zadana: od 0 do maks. 60 mbar
Sprawdzanie sygnału sterującego
W razie potrzeby można dodatkowo oscyloskopem sprawdzić sygnał sterujący sterownika silnika do przetwornik ciśnienia. Jest to sygnał prostokątny sterowany masą.
- Ponieważ przyporządkowanie styków wtyku przetwornika ciśnienia jest różne, należy najpierw sprawdzić, do którego styku podłączone jest zasilanie napięciem (patrz ilustracja 5).
- Drugi styk dostarcza sygnału masy na wejście oscyloskopu.
- Pozostawić nagrzany do temperatury roboczej silnik pracujący na biegu jałowym.
- Przy naciskaniu pedału gazu musi zmieniać się szerokość sygnału prostokątnego.
Wymagane narzędzia pomocnicze
- Multimetr
- Manometr lub ręczna pompa ciśnieniowa / podciśnieniowa Pierburg 12 00001 11 900
- Ewentualnie oscyloskop