Az autódiagnosztika és motorvezérlés egyik alapvető eleme a szívócső nyomásérzékelő, vagy közismertebb nevén a MAP (Manifold Absolute Pressure) szenzor. Különösen a turbófeltöltős dízelmotorok, mint például a BMW E46 320d esetében, kulcsfontosságú szerepe van a motor optimális működésének biztosításában. Annak megértéséhez, hogy a szenzor hogyan segíti a motorteljesítményt és az üzemanyag-hatékonyságot, célszerű áttekinteni a dízelmotorok szívócsőnyomás-viszonyait és az érzékelő működési elvét, valamint a gyakori hibajelenségeket.
A szívócső nyomásviszonyai dízelmotorokban
Dízelmotoroknál lényegesen egyszerűbbek a nyomásviszonyok, hiszen nem beszélünk fojtásos szabályzásról. A szívócsőben alapesetben vagy atmoszférikus nyomás, vagy túlnyomás - feltöltéses motor esetén - uralkodhat. A BMW E46 320d esetében, mint turbófeltöltős dízelnél, a motor működésének jelentős részében túlnyomás van jelen a szívócsőben, amit a turbófeltöltő biztosít.
Részben bonyolítja a helyzetet az EGR szelep jelenléte, ill. az ún. EGR-fojtószelep, ami a szívócsövet bizonyos mértékben elzárja az EGR-szelep előtt, annak érdekében, hogy a megfelelő mértékű kipufogógáz-visszaáramlás valóban létrejöjjön. Ennél erősebb vákuum leginkább a leállás pillanatában fordul elő, amikor a fojtószelep és az EGR együttes zárása "finom" leállást valósít meg.
Mi az a MAP szenzor?
A motorvezérlő egység egyik legfontosabb érzékelője a MAP szenzor, amely a szívócsőben lévő nyomást méri. Ennek az adatnak a segítségével a rendszer meghatározza az üzemanyag-befecskendezés pontos mennyiségét. A szívónyomás-érzékelők (vagy másnéven a MAP szenzorok) (az angol "Manifold Absolute Pressure" kifejezésből) a fojtószelep potenciométer értékeivel együtt használatosak a töltetlen benzinmotorok beszívott levegő tömegének kiszámításához, de a (dízel és benzin) turbómotorokban az érzékelőt elsősorban a turbófeltöltő rendszer szabályozására használják. Ezért nevezik gyakran töltőnyomá-érzékelőnek. A legtöbb turbófeltöltős vagy feltöltött jármű MAP-érzékelőt használ, mivel a szívócsatornát a turbófeltöltő vagy a kompresszor nyomás alatt tartja.
MAP szenzor kontra MAF szenzor
Bárki, aki egy ideje szorosabb kapcsolatban áll az autókkal, elkerülhetetlenül hallotta már vagy hallani fogja a MAP vagy MAF rövidítéseket, amelyek a szívónyílásban lévő érzékelők bizonyos típusaira utalnak. Szinte minden manapság vásárolt autóban van gyári számítógép, amely ezen érzékelők visszajelzéseit veszi alapul, hogy kiszámítsa a motorba jutó levegő mennyiségét, ami kardinális fontosságú a megfelelő égéshez. De mik is pontosan ezek az érzékelők? Melyik mit mér, és tulajdonképpen mi a különbség közöttük?
Egyes motorok csak MAP szenzort, vagyis szívócső abszolút nyomásérzékelőt használnak. A MAP érzékelő felelős a szívócsatorna nyomásának a légköri nyomáshoz viszonyított méréséért. Ha az általa érzékelt nyomás alacsonyabb, mint a légköri nyomás (vákuum), az érzékelő alacsonyabb feszültséget mutat. Ahogy az általa érzékelt nyomás a légköri nyomáshoz igazodik (a vákuum csökken), az érzékelő kimeneti feszültsége emelkedik. Ez az érzékelő légköri nyomásérzékelőként is működik. A MAP érzékelő általában a szívócső belsejében található. Elküldi az ECU-nak, motorvezérlő egységnek a vákuum és a pozitív levegőnyomás értékeit, hogy jelezze, mennyi kalibrált üzemanyag szükséges az optimális égéshez.
A MAF vagy a levegőtömeg-érzékelő - ha van - az ECM által az üzemanyag-szállítás meghatározására használt fő szenzor. A MAF érzékelők általában egy csőből állnak, amely valamilyen érzékelőelemet tartalmaz. Ezt a szenzort általában az indukciós rendszerbe installálják a motor közelébe, de akár a fojtószelepház része is lehet. A legtöbb MAF érzékelő a légáramot a belső áramköre segítségével észlelt hőmérséklet-változások függvényében számítja ki, majd a szenzor jelet ad ki az ECM-nek, amely a légáramlás meghatározására és a motorterhelés kiszámítására szolgál. A MAF méri tehát a motorba jutó levegő tömegáramlási sebességét vagy térfogatát.
Egyes MAF-érzékelőket használó számítógépes rendszerek általában ezt az érzékelőt használják fő bemenetként a számításokhoz, amelyek meghatározzák az üzemanyag- és gyújtásbeállítást a motorhoz. Más alkalmazásokban azonban a MAP-érzékelőt elsősorban tartalékként használják, ha a MAF-érzékelő meghibásodik, míg a MAF érzékelő az elsődleges eszköz, amelyet az ECM használ a motor üzemanyag és szikra szállításának kiszámításához. A helyzetet tovább bonyolítja, hogy vannak olyan alkalmazások, ahol mind a MAF, mind a MAP segítségével meghatározzák az üzemanyag-szállítást. Ezek a rendszerek a MAP-érzékelőre támaszkodnak, hogy gyorsan változó információkat szolgáltassanak a gyorsulás-dúsítási számításokhoz, ahol a MAF-érzékelőt kevésbé dinamikus üzemanyag-szállítási módokhoz használják. Elhelyezkedés szempontjából a MAF mindig a fojtószelepház előtt található, míg a MAP általában a szívócsőhöz rögzítve lelhető fel. Mivel a szívócsatornában van, a MAF érzékelőnek általában saját műanyag háza is van, hogy a helyén tartsa.
MAP szenzor, amit szívócsőnyomás-mérésről tudni kell
A MAP szenzor felépítése és működési elve
Az érzékelők kialakítása gyakorlatilag megegyezik; csak az érzékelők mérési tartománya igazodik a tervezett felhasználáshoz. A szenzorban van egy membrán, amely az alkalmazott nyomásnak megfelelően görbül. A membránhoz nyúlásmérők kerültek csatlakoztatásra, amelyeket a görbületnek megfelelően megnyúlnak, vagy összehúzódnak. A nyúlásmérők elektromos ellenállása nyúlással változik. Az ellenállás változását a szenzorelektronika feldolgozza, és a vezérlőegységnek jelként továbbítja.
A nyomásérzékelő 3 elektromos csatlakozással rendelkezik. Az egyik csatlakozócsap tápfeszültsége 5 V, a második csatlakozócsap jelfeszültsége pedig rendszerint 0,2 V és 4,8 V között van. A test jel a harmadik csatlakozócsapon található. Ha van egy negyedik csatlakozócsap is, akkor ez a beszívott levegőt méri az NTC ellenálláson keresztül. Az ilyen érzékelőket néha "T-Map" érzékelőknek is nevezik. Az érzékelők kiosztása sajnos nem szabványosított.
A MAP szenzor hibajelenségei és diagnózisa a BMW E46 320d esetében
A MAP szenzor hiba jelei komoly gondokat okozhatnak egy autó működésében, legyen szó benzines vagy dízelmotorokról. Ha a MAP szenzor meghibásodik, az üzemanyag-levegő keverék nem lesz optimális, ami számos problémát eredményezhet. A hiba jelei közé tartozik a motor teljesítményének csökkenése, rángatózás, valamint a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás. A MAP szenzor hibás működésekor a motor figyelmeztető lámpája kigyulladhat a műszerfalon. Gyakori jelenség a motor egyenetlen járása, különösen alapjáraton. A hibás MAP szenzor miatt az autó teljesítménye csökkenhet, és előfordulhat, hogy a motor nehezen indul.
A MAP szenzor hiba jelei különbözőképpen jelentkezhetnek benzines és diesel motorokban. Diesel motoroknál azonban gyakran előfordul, hogy a motor túlságosan füstöl, mivel a hibás szenzor miatt a befecskendezett üzemanyag mennyisége nem megfelelő. A turbómotorokban a túl alacsony feltöltőnyomás a teljesítmény csökkenéséhez vezet. A hibás MAP szenzor nem képes megfelelően kezelni a módosított nyomásértékeket, ami teljesítményvesztést okozhat, különösen tuningolt motoroknál.
Gyakori esetek a BMW E46 320d tulajdonosoktól
- Egy autótulajdonos arról számolt be, hogy hibakiolvasás volt az autón (DIS) és kiírt olyan hibát, hogy Töltőnyomás érzékelőnél (MAP szenzor) valami nem stimmel. Ezen felül a szívósor tele volt olajsárral, és a gép még kiírta a nyomás konvertert az EGR-nél és a turbónál.
- Másik esetben az autó teljesen legyengült, dombon kb. 10-el lehetett vele menni, és ha nagyon erőlködött, kék füst is jött.
- Egy másik felhasználó szerint: "BÁRMELYIK hibád önmagában, vagy kombinációban okozhatja, hogy elerőtlenedett az autód, de még jónéhány egyebet fel lehetne sorolni kicsi agyalás után."
- Többen is említették a turbónyomás hiányát, ami miatt az autó 80-nál feljebb nem tudott gyorsítani.
- Fontos tanács, hogy ne csak hibakódokat nézzünk, hanem menet közben élő adatokat is, mert abból több látszik.
Hibakódok és vészüzem
Az ügyfél részleges terhelési tartományban turbómotor esetén energiakimaradásra panaszkodik. Ennek lehetséges okai lehetnek a tápfeszültség hiánya, kábelszakadások, hibás csatlakozók, vagy az elektronika érzékelőinek meghibásodása. A vezérlőegység észleli a hibát és eltárolja a hibamemóriában. Gyakori hibaüzenetek lehetnek: "Szívóvezeték nyomás, vagy töltőnyomás jel valószínűtlen", "túl alacsony" vagy "túl magas". A vezérlő egység megpróbál a helyettesítő értékekkel vészhelyzeti működési jellemzőket létrehozni. A számított értékek a diagnosztikai eszköz adatlistáján kerülnek majd megjelenítésre.
A szívócső hibás mért értékei nem feltétlenül vezetnek hibakód tárolására hibamemóriában. Ha a mérési hiba még mindig az öndiagnosztikai tűréshatáron belül van, akkor lehetséges, hogy az önellenőrzés egy másik összetevő, pl. a fojtószelep potenciométer, vagy túlságosan szegény keverék hibáját jelzi.
Ellenőrzés és tesztelés
Sok esetben a "lehúzott" szenzorral végzett teszt segíthet azonosítani a problémát, mivel a motorvezérlő egység ilyenkor tartalék üzemmódba kapcsol. A MAP szenzor kimérése multiméterrel az egyik leghatékonyabb módja a hiba pontos azonosításának. Az érzékelő cseréje előtt ellenőrizze a feszültség ellátást (5 V-os alapjel), valamint a vezérlő egységhez vezető kábeleket a folytonossági és a földzárlat hibák miatt.
Ha az érintkező kiosztás nem ismert, akkor az alábbiak szerint járjon el: Csatlakoztasson egy voltmérőt az akkumulátor földeléséhez és az érzékelő három érintkezjének egyikéhez (a dugóval csatlakoztatva), majd kapcsolja be a gyújtást. Mérje meg egymás után a feszültséget az érzékelő minden érintkezőjén. Az érzékelő tápfeszültsége 5 V. Ha a feszültség 0,1 V alatt van, akkor ez a testjel. Az érintkezőn mérhető jelfeszültség értéke 0,2 és 4,8 V között van.
A legtöbb esetben a nyomásérzékelők analóg feszültség jelet bocsátanak ki. Az újabb szenzorok úgynevezett frekvenciamodulált jelet bocsátanak ki. A jel frekvenciája a nyomás hatására növekszik. Ennek a jelnek a tesztelésére egy frekvenciamérőre, vagy egy jobb oszcilloszkópra van szükség. A pontos típusspecifikus beállítási pontok a jármű gyártójának dokumentációjában találhatók. A beállítási pontoknál ellenőrizze, hogy a nyomásértékek abszolút nyomásként vagy relatív nyomásként vannak-e megadva.
Az abszolút nyomás skála abszolút vákuummal és 0 bar értékkel kezdődik. Légköri nyomáson ez az érték 1,0 bar. A légköri nyomáson mért relatív nyomás 0 bar. A légköri nyomás alatt levő értékek negatív jeleket mutatnak. Az abszolút vákuum -1,0 bar. A légköri nyomás feletti értékek pozitívak. A legtöbb gyártó a nyomást abszolút nyomásként Pascalban (Pa), Hektopascalban (hPa) vagy Kilópascalban (kPa) kifejezett értékkel jelzi. 1hPa egy millibar (mbar) értéknek felel meg. Ha a kPa értéknél 2 számjeggyel balra tolja a tizedespontot, az értéket barban fogja megkapni. Például 120,0 kPa 1,2 barnak felel meg. A standard nyomásmérők a nyomást relatív nyomásként barban jelzik.
Feltöltőnyomás-érzékelő ellenőrzése kézi szivattyúval
Ha azt gyanítja, hogy a nyomásérzékelő pontatlan mért értékeket ad, akkor ezt a diagnosztikai egység adatlistáján és egy kéziszivattyúval gyorsan ellenőrizheti. Jelenítse meg a szívóvezeték nyomását az adatlistán és csatlakoztassa a kéziszivattyút a nyomásérzékelőhöz. Fontos megjegyzés: Egyes vezérlőegységek a motor leállításával és a gyújtás bekapcsolásával ellenőrzik a mért értékek megbízhatóságát. Ha a mért értékek túlságosan eltérnek a légköri nyomástól a motor leállításakor (ez a helyzet a nyomásszivattyú tesztelése esetén), hiba lép fel és a kijelző befagy egy vészhelyzeti értékre.
Egyéb lehetséges okok és karbantartás
A fenti értékek irányadó értékek. A jelentősebb javítási döntések meghozatala előtt kérjük, nézze meg a jármű gyártójának célértékeit. Szivárgó szívócső esetén a nyomásértékek magasabbak, különösen üresjáratban és a részleges terhelési tartományban. A szivárgás helyétől függően a keverék túlságosan szegény, vagy túlságosan dús. Ebben az esetben ellenőrizni kell az egész szívócsövet a szívócső megfelelő folyadékkal történő bepermetezésével (tartsa be a biztonsági előírásokat!). Amint a teszteléshez használt folyadék a szivárgási ponthoz ér, a motor instabil működéssel reagál. Ennek gyakori okai lehetnek a szívócsonktömítés, a vákuumvezetékek, és a fékrásegítő.
Sok gyártó a nyomásérzékelőket pneumatikus csillapítással látja el; az érzékelők egy tömlővel csatlakoznak a szívócsőhöz. A csillapítás egy fojtószelepből (mely lehet szintén egy, a csatlakozóvezetéken elhelyezett kalibrált furat), valamint a csatlakozótömlő térfogatából áll. Ha a csillapítás megváltozik, a vezérlőegység hibás középértéket számít a szívócső nyomásához. Ellenőrizze a fojtószelep funkcióját, és használjon egy azonos hosszúságú és belső átmérőjű tömlőt a csatlakozótömlő cseréjekor.
A MAP szenzor helye az autó szívócsövében van, közvetlenül a motor közelében. Ez a helyzet lehetővé teszi a pontos nyomásértékek mérését, amelyek alapvető fontosságúak a motorvezérlés szempontjából. Diesel járműveknél a helyzet bonyolultabb lehet a motor szerkezeti sajátosságai miatt. Az olajsár a visszavezetett kipufogógáz és a befújt olajpárás levegő (a turbó ill. a kartergáz miatt olajos) keveredése miatt alakul ki. Ez mindenkinél megvan, de időnként érdemes kitakarítani az EGR szelepet (ez az ahol találkozik a két légáram) illetve a beömlőt.
A MAP szenzor javítása általában a szenzor cseréjét jelenti, mivel a hibás érzékelőt ritkán lehet gazdaságosan helyreállítani. A csere során fontos a gyári specifikációknak megfelelő alkatrészt használni, hogy a rendszer hibátlanul működjön. Az optimális értékek fenntartása érdekében rendszeres karbantartásra van szükség. A MAP szenzor által mért értékek alapvetően befolyásolják az autó működését. Az optimális értékek fenntartása érdekében rendszeres karbantartásra van szükség. A szenzor értékei nemcsak a motor teljesítményét, hanem az üzemanyag-fogyasztást is jelentősen befolyásolják. A MAP szenzor hiba jelei időben történő felismerésével elkerülhetők a motor hosszú távú károsodásai. Ez különösen fontos a modern autók esetében, ahol az érzékelők központi szerepet játszanak a motor működésének optimalizálásában.