Датчик позиции дроссельной заслонки (TPS — Throttle Position Sensor) – прибор, контролирующий положение дросселя системы подачи топлива. Обычно применяется на автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Датчик, как правило, располагается на шпинделе устройства. Такое расположение позволяет непосредственно контролировать положение штока. Датчик TPS, по сути, является потенциометром – переменным сопротивлением, меняющимся в зависимости от позиции штока (заслонки).
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
Подробнее о структуре TPS
Сигнал датчика необходим модулю управления двигателя (ECU — Engine Control Unit) — подаётся на вход системы управления. Время зажигания и время впрыска топлива (а также другие параметры) меняются пропорционально позиции заслонки и скорости изменения этого положения.
Некоторые модификации модуля управления дросселем дополнены встроенными концевыми выключателями. Такие конструкции позволяют подключать датчик закрытого дросселя (CTPS — Closed Throttle Position Sensor) и датчик широко открытого дросселя (WOT — Wide Open Throttle). Датчик WOT нередко монтируется на педали акселератора.
В целом, существуют три типа датчиков позиции:
- С концевыми выключателями (TS).
- По типу потенциометра (TPS).
- Комбинированный вариант (TS + TPS).
Сигнал позиции формируется стандартным контактом (TS) или потенциометром (TPS). Есть также схемы на основе комбинированного датчика (TS + TPS). Некоторые автомобильные системы используют оба типа в качестве отдельных элементов.
Принцип действия датчика дроссельной заслонки (TPS)
Датчик TPS передаёт бортовому контроллеру рабочие сигналы:
- холостого хода,
- замедления,
- ускорения,
- датчика широко открытого дросселя (WOT).
Датчик TPS фактически является трёхпроводным потенциометром. Первым проводом напряжение + 5В подаётся на резистивный слой датчика. Второй провод замыкает цепь датчика на землю. Третий провод подключается на скользящий контакт потенциометра датчика.
На основании полученного напряжения от скользящего контакта, бортовым компьютером вычисляется:
- холостой ход (ниже 0,7 В),
- полная нагрузка (около 4,5 В),
- скорость хода дроссельной заслонки.
При полной нагрузке бортовой компьютер обеспечивает дальнейшее обогащение топливной смеси. В режиме замедления (закрытый дроссельный клапан + частота вращения вала мотора выше определенного параметра) бортовой компьютер отключает впрыск топлива.
Подача топлива возобновляется после того, как число оборотов двигателя автомобиля достигнет значения холостого хода или когда открыт дроссельный клапан. Некоторые автомобили позволяют регулировать эти значения.
Датчик на концевых выключателях (TS)
Датчик позиции дроссельной заслонки вида TS информирует бортовой компьютер о состоянии холостого хода. Обычно сенсор TS имеет второй контакт для контроля состояния широко открытого дросселя (WOT).
В большинстве случаев бортовой компьютер обеспечивает дополнительное обогащение топливной смеси в холостом состоянии и при полностью открытой дроссельной заслонке. Каждый контакт датчика TS приобретает одно из двух состояний:
- Открытое.
- Закрытое.
На основании состояний контактов датчика позиции, бортовой компьютер обнаруживает три разных режима работы двигателя автомобиля:
- заслонка закрыта (контакт холостого хода закрыт),
- заслонка в начальной стадии открывания (контакт холостого хода и датчика WOT открыты),
- заслонка полностью открыта (контакт холостого хода открыт, контакт датчика WOT закрыт).
Некоторые модели автомобилей поддерживают возможность регулировки TS.
Процедура проверки функциональности TPS
Следующие (описанные ниже) операции применяются при условиях использования типичного трехпозиционного датчика позиции дроссельной заслонки. В некоторых случаях переключатель холостого хода и переключатель полной нагрузки допускают раздельное подключение.
Дроссельный датчик (TS)
Существуют раздельные переключатели холостого хода и полной нагрузки. В конструкциях некоторых моделей машин переключатель положения заслонки находится на педали акселератора.
Независимо от местоположения коммутатора, процедура проверки выполняется аналогично для всех типов датчиков.
Датчик позиции дроссельной заслонки — проверка напряжения
Три провода, входящие в штепсельный соединитель датчика позиции, это соответственно:
- заземление,
- сигнал режима холостого хода,
- сигнал полной нагрузки.
Необходимо подключить отрицательную клемму вольтметра на контакт заземления двигателя. Предварительно следует точно определить клеммы заземления, холостого хода и полной нагрузки датчика. Затем включить зажигание, но двигатель автомобиля не запускать.
Подключить положительный вывод вольтметра на контакт датчика холостого хода. Вольтметр должен показать напряжение 0В. Если показано напряжение 5В, следует ослабить винты и отрегулировать переключатель таким образом, чтобы вольтметр считывал нулевое напряжение.
Не все модели автомобилей поддерживают возможность регулировки переключателя дроссельной заслонки.
Как проверить сопротивление TS?
Нужно подключить омметр между клеммами заземления и холостого хода. Когда переключатель дроссельной заслонки замкнут, омметр должен показывать сопротивление около 0 Ом (практически короткое замыкание).
Далее неспешно открыть дроссельный клапан до момента размыкания переключателя. Сопротивление должно измениться на бесконечную величину (практически полное размыкание).
Подключить омметр между заземлением и терминалами режима полной нагрузки. Когда переключатель заслонки замкнут, омметр должен показывать прерывание цепи (бесконечное сопротивление).
Медленно открыть дроссель. В момент размыкания переключателя слышен характерный щелчок, сопротивление при этом должно оставаться бесконечным. Когда угол открытия заслонки достигнет значения больше 72 градусов, сопротивление изменится на значение 0 Ом.
Если переключатель не работает согласно представленному описанию, включение и выключение не регулируется путём изгиба рычагов привода, скорее всего, переключатель дроссельной заслонки неисправен.
Теоретические (и практические) повреждения датчика
1) Невозможно получить напряжение 0В (закрытый дроссельный клапан).
В этом случае проверяется состояние дроссельной заслонки. Выполняется проверка соединения переключателя с землей. Измеряется сопротивление на контактах переключателя.
Если напряжение нормальное при условии закрытого дроссельного клапана, можно попытаться резким движением открыть дроссельный клапан. Как правило, механизм издаёт характерный щелчок, и напряжение поднимается до уровня 5В.
2) Напряжение низкое или отсутствует (клапан дроссельной заслонки открыт)
Здесь проверяется состояние подключения переключателя режима холостого хода на предмет возможного подключения к земляной шине.
Нужно отсоединить разъём и проверить наличие напряжения 5В в режиме холостого хода. Если напряжение отсутствует, рекомендуется выполнить следующие тесты:
- проверить целостность провода сигнала режима ожидания между коммутатором и бортовым контроллером;
- проверить наличие питания и заземления бортового контроллера. Если потенциалы присутствуют, возможно, неисправность на встроенном контроллере.
3) Напряжение нормальное (клапан дроссельной заслонки открыт)
Подключить положительный вывод вольтметра к проводу контакта переключателя режима полной нагрузки. Когда дроссельный клапан находится в режиме ожидания или чуть приоткрыт, вольтметр должен считывать напряжение 5В.
4) Напряжение низкое или отсутствует (клапан дроссельной заслонки закрыт или чуть приоткрыт)
Проверить подключение заземления. Выполнить проверку связи контакта полной нагрузки с переключателем дроссельной заслонки на возможный контакт с потенциалом земли.
Отсоединить разъем переключателя. Проверить наличие напряжения 5В на контакте полной нагрузки. Если указанное напряжение отсутствует, выполнить следующие тесты:
- проверить целостность провода сигнала режима ожидания между коммутатором и бортовым контроллером;
- проверить подключения питания и заземления бортового контроллера. Если потенциалы присутствуют, неисправность, возможно, на встроенном контроллере.
5) Напряжение нормальное (клапан дроссельной заслонки закрыт или чуть приоткрыт)
Полностью открыть дроссельный клапан. При достижении угла открытия более 72º, напряжение, как правило, снижается до нуля. Если напряжение не спало, есть вероятность неисправности дроссельного переключателя.
Датчик позиции дроссельной заслонки — тест
Большинство потенциометров, установленных на датчик дроссельной заслонки, имеют три контактных клеммы. Однако встречаются конструкции, где имеются дополнительные контакты, функционирующие как дроссельные переключатели. Если такие контакты существуют, система тестируется подобно тому, как описано выше.
Проверка напряжений на TPS
Подключить отрицательную клемму вольтметра на клемму заземления двигателя. Предварительно определить клеммы заземления, холостого хода и полной нагрузки. Соединить положительный вывод вольтметра с проводом, подключенным на контакт сигнала от потенциометра дроссельной заслонки.
Включить зажигание, но двигатель не запускать. Для большей части автомобилей показания напряжения здесь должны соответствовать значению менее 0,7 В. Периодически несколько раз открыть и закрыть дроссельный клапан, контролируя плавность нарастания напряжения. Скачки исключаются.
Проверка сопротивления TPS
Подключить омметр между клеммой скользящего контакта потенциометра и клеммой опорного напряжения или между токопроводящей шиной скользящего контакта и землёй.
Несколько раз открыть/закрыть дроссельный клапан, контролируя плавный ход изменения сопротивления. Если значение сопротивления потенциометра бесконечно или равно нулю, это указывает на неисправность.
Точные значения сопротивления потенциометра дроссельной заслонки не указаны. Одна из причин заключается в том, что многие производители автомобилей не публикуют контрольные данные.
Тот факт, что сопротивление потенциометра поддерживается в пределах нормы, менее важен, чем правильная работа потенциометра, то есть — плавное изменение сопротивления при перемещении дроссельной заслонки.
Подключить омметр между клеммами земли и питания. Полученное на шкале прибора значение сопротивления должно оставаться постоянным (стабильным). Если сопротивление хаотично изменяется от бесконечного значения к низкому значению, необходимо заменить потенциометр.
Возможные повреждения конструкции TPS
Хаотический выходной сигнал — наблюдается, когда потенциал 5В быстро нарастает, падает до нуля и полностью исчезает. Хаотичность выходного сигнала потенциометра дроссельной заслонки обычно указывает на дефектный потенциометр. В этом случае этот элемент рекомендуется заменить.
Отсутствует сигнал напряжения – нет питания 5В на контакте датчика позиции дроссельной заслонки. Проверить состояние контакта заземления потенциометра. Проверить сигнальный провод, соединяющий потенциометр дроссельной заслонки с бортовым контроллером.
Если источник питания и земля показывают слабый потенциал, проверить целостность проводов между потенциометром и бортовым контроллером.
В случае исправности проводников потенциометра, проверить качество всех подключений питания и заземления бортового контроллера. Если «ОК», наиболее вероятной причиной неисправности является контроллер.
Выходной сигнал (питание) равен напряжению АКБ
Проверить наличие короткого замыкания в проводах, подключенных к положительной клемме аккумуляторной батареи автомобиля или к шине питания. Проверить потенциометр дроссельной заслонки с помощью осциллографа.
При помощи информации: Autoditex