Czujniki w samochodzie - jak wpływają na pracę silnika?

Czujniki kontrolujące pracę coraz większej ilości układów w samochodzie mają bezpośredni wpływ na parametry spalania mieszanki w cylindrze. Od ich wskazań zależy czas otwarcia wtryskiwaczy kąta przesunięcia zapłonu oraz ewentualnej zmiany faz rozrządu. Priorytetowe wskazania pochodzą z czujników położenia wału korbowego oraz wałków rozrządu. Producenci stosują najczęściej jedno z dwóch rozwiązań, montując w silnikach czujnik Halla lub czujnik indukcyjny. Położenie wałka kontrolowane jest za pomocą kół impulsowych, które na swym obwodzie nie posiadają jednego „zęba” - w tym miejscu koła znajduje przerwa, która dla czujnika jest znakiem pełnego obrotu wału. Jeżeli czujnik nie podaje sygnału do jednostki sterującej (ECU), nie możliwe jest określenie położenia tłoków w poszczególnych cylindrach i silnik nie zostanie uruchomiony.

Zobacz też: Systemy Start&Stop: nowy wynalazek... z lat 80.

Sygnał czujników na wolnych obrotach

Oprócz danych pochodzących z wału korbowego oraz wałków rozrządu (jeżeli taki czujnik występuje), do płynnej pracy silnika niezbędne są parametry dotyczące powietrza dostarczanego do cylindrów. Pomiar ilości zasysanego powietrza odbywa się w kolektorze dolotowym za pomocą przepływomierza (m.in. czujnik dokonujący pomiaru masy przepływającego powietrza) lub czujnika ciśnienia (MAP Sensor). Sterownik na podstawie dodatkowych informacji o temperaturze zasysanego powietrza oraz temperaturze cieczy chłodzącej silnika, reguluje czas otwarcia wtryskiwaczy, co ma przełożenie na ilość paliwa w mieszance paliwowo-powietrznej. Przykładowo, gdy temperatura powietrza i cieczy chłodzącej jest niska – mieszanka jest wzbogacana, aby silnik poprzez wyższe obroty szybciej osiągnął właściwą temperaturę pracy. Zwiększenie obrotów może być również podyktowane za sprawą sygnału z czujnika z układu wspomagania, w momencie gdy na postoju kręcimy kołem kierownicy.

Znaki, mandaty i punkty karne 2014 (PDF)

Następnym czujnikiem dostarczającym sygnał do jednostki sterującej jest czujnik otwarcia przepustnicy. W samochodach z elektronicznie sterowanym pedałem przyśpieszenia możemy spodziewać się także czujnika informującym o położenia pedału. Dane z tych czujników powodują wzbogacenie mieszanki i ewentualne przesunięcie faz rozrządu, np. podczas przyśpieszania, w celu uzyskania wysokiej mocy. Nad bezpieczeństwem procesu spalania i ewentualną korektą parametrów czuwa piezoelektryczny czujnik spalania stukowego. Innym zabezpieczeniem przed uszkodzeniem silnika jest czujnik ciśnienia doładowania, który chroni go przed zbyt dużym ciśnieniem powietrza doprowadzanego do cylindra. Czyni to zmieniając charakterystykę turbiny o zmiennej geometrii łopatek.

Zobacz też: Elastyczność silnika: co to oznacza?

Czujniki w układzie wydechowym

Tu w zależności od modelu auta spodziewać możemy się minimum jednej sondy lambda (w modelach z katalizatorem), która mierząc ilość tlenu w spalinach analizuje parametry spalania. W przypadku nieprawidłowego składu spalin, mieszanka paliwowo-powietrzna zostanie również zubożona lub wzbogacona. Innym sensorem będzie termistorowy czujnik temperatury spalin, potencjometryczny czujnik kontrolujący otwarcie układu recyrkulacji spalin (EGR) oraz czujniki ciśnienia w układzie DPF (filtra cząstek stałych). Ostatni z wymienionych czujników kontroluje zapełnienie filtra cząstkami sadzy, ale również w pewnych przypadkach ma wpływ na pracę silnika. Za sprawą jego sygnału przekazywanego do jednostki sterującej, zwiększona zostanie dawka paliwa wtryskiwana do cylindrów. Jest to niezbędne do uzyskania wyższej temperatury spalin, potrzebnej do regeneracji filtra.

Czujniki poza silnikiem

Wcześniej wspomnieliśmy już o czujniku pedału przyśpieszenia, ale samochód może być wyposażony też w czujniki pedału hamulca i sprzęgła. Odegrają swoją rolę m.in. podczas pracy tempomatu i mają wpływ na odcięcie wtrysku paliwa do cylindrów, gdy użyjemy jednego z tych pedałów. W skrzyni biegów lub przy piaście samochodu zamontowany będzie też czujnik prędkości auta, z którego sygnał również jest jest uwzględniany przy obliczaniu prawidłowego czasu otwarcia wtryskiwaczy. Czasem przygasanie silnika po odjęciu nogi z pedału gazu może świadczyć o jego uszkodzeniu. Także czujniki związane z systemami bezpieczeństwa ingerują w pracę silnika. Czujnik prędkości kątowej koła (niezbędny do działania ABS, ESP, ASR, MSR), wykrywając zbyt dużą prędkość koła lub jego poślizg oprócz wpływu na zawory systemu ABS może poprzez jednostkę sterującą wymusić zmianę parametrów pracy w układzie zasilania.

Zobacz też: Jakie są objawy uszkodzonego czujnika otwarcia przepustnicy? Jak sprawdzić czy działa prawidłowo?

Liczba czujników w naszych samochodach jest stale zwiększana, a stare rozwiązania ustępują nowszym-dokładniejszym technologiom. Wszystko po to, by silniki osiągały jak najwyższą sprawność, a samochody wykazywały się wysokim wskaźnikiem ekologiczności i bezpieczeństwa. Niestety właściciel samochodu cieszy się z ich obecności tylko do momentu, w którym dowiaduje się, że jego samochód przestał jeździć właśnie za sprawą małego, ale za to drogiego czujnika.