معرفی انواع سنسور های خودرو و عملگر ها

خودروها سنسورهای مختلفی دارند. هر کدام از این سنسورها وظایف خاصی به عهده دارند. سنسور های خودرو رانندگان را نسبت به وضعیت خودرو آگاه می‌کنند. خودروهای قدیمی و خودروهای مدرن هرکدام سنسورهای خاص خودشان را دارند. در دنیای مدرن سنسورها را می‌توان در جاهای مختلف دید چرا که سنسورها نقش پررنگی در خودروها دارند. در ادامه سنسورهای مختلف را در خودروها بررسی می‌کنیم.

کار سنسورهای خودرو چیست؟

سنسورها علاوه بر اطلاع رسانی به راننده (با روشن کردن یک چراغ در کیلومترشمار خودرو)، ممکن است مستقیما به بعضی از عملگرها متصل باشند و برای آن عملگر، دستور صادر کنند، در خودروهای کاربراتوری و بعضی از خودروهای انژکتوری (مخصوصا خودروهای انژکتوری قدیمی) این سنسورها دیده می شوند.

برای مثال دستور روشن شدن فن خنک کننده موتور، مستقیما از سنسور دمای آب خودرو گرفته می شود یعنی با گرم شدن خودرو، سنسور دمای آب فعال شده و با ایجاد جریان الکتریکی، فن خنک کننده موتور را روشن می کند.

حسگر های ماشین انژکتوری

خودروهای جدید به دلیل استفاده از سیستم های الکترونیکی و قطعات برقی جدید نسبت به خودروهای قدیمی از تکنولوژی پیچیده تری برخوردار هستند. قطعات و سیستم های جدید مورد استفاده در این خودروها که اصطلاحا خودروهای انژکتوری نامیده می شوند به سه قسمت عمده تقسیم بندی می شوند که سنسورها، عملگرها و واحد کنترل الکترونیکی (ECU) است که در زیر به شرح آن می پردازیم.

در یک خودروی انژکتوری انواع مختلفی از سنسورها به کار رفته است. که هر سنسور ماشین وظیفه خاصی را بر عهده دارد داده های این سنسور های خودرو لحظه به لحظه برای ECU ارسال میشود تا این واحد کنترل الکترونیکی شرایط خودرو دریافته و عملکرد را تنظیم نماید.

به طور مثال در خودروها انژکتوری جدید، ابتدا سنسور دمای خودرو، دمای آب رادیاتور را به کامپیوتر گزارش می کند و اگر کامپیوتر تشخیص داد که این دما برای موتور ضرر دارد و زیاد از حد می باشد، با ایجاد پالس الکتریکی، فن خنک کننده را روشن می کند. در شکل زیر یک مدل سنسور دمای آب موتور را مشاهده می کنید.

تمام سنسور های ماشین

فیلم زیر مهمترین سنسور های خودرو را معرفی کرده است حتما آن را تماشا نمایید:

انواع سنسور های خودرو

همانطور که گفتیم سنسورها در بخش‌های مختلف خودرو تعبیه شده‌اند و هر کدام نقش خاص و مهمی را به عهده دارند. شناسایی سنسورها به رانندگان کمک می‌کند که اطمینان خاطر بیشتری درباره خودرو خود داشته باشند. آیا می‌دانید خودرو شما چند سنسور دارد و هرکدام چه وظیفه‌ای دارند؟

در سال‌های اخیر تعداد انواع مختلف سنسورهای خودرو افزایش چشمگیری داشه است. بسیاری از انواع جدید سنسور به ویژه در حوزه ایمنی و تسهیلات الکترونیک بوده است. مهمترین سنسور های خودرو عبارتند از:

1. سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP
2. سنسور دور موتور یا RPM
3. سنسور دریچه گاز یا TPS
4. سنسور دمای آب یا خنک کننده موتور یا CTS
5. سنسور دمای هوای ورود یا ATS
6. سنسور اکسیژن
7. سنسور ضربه
8. استپر موتور
9. سنسور سرعت
10. سنسور جریان هوا یا ECU
11. سنسور موقعیت میل سوپاپ
12. سنسور ناک

1- سنسور مف (MAF)

این سنسور میزان چگالی هوای دریافتی موتور خودرو را اندازه‌گیری می‌کند. این سنسور اطمینان لازم از هوای کافی در موتور خودرو را به شما می‌دهد. اگر این سنسور معیوب باشد، عملکرد خودرو با اختلال مواجه شده و ممکن است خودرو متوقف شود و میزان مصرف سوخت بالاتر از حد لازم برود.

2- سنسور باتری خودرو

سنسور باتری الکترونیکی بخش مهمی در مدیریت انرژی خودرو است. سنسور وضعیت دقیق باتری را به خودرو اطلاع می دهد، دما را اندازه گیری می کند و ولتاژ شارژ و جریان شارژ را بر این اساس کنترل می کند.

 یک سنسور باتری روی ترمینال منفی باتری ماشین یا روی کابل نصب می شود. در بعضی از اتومبیل ها ، ممکن است روی ترمینال مثبت نصب شود. بعضی از اتومبیل ها دارای دو سنسور هستند که یکی در هر ترمینال قرار دارد.

3-  سنسور دور موتور خودرو

این سنسور یکی از مهمترین قطعات سیستم انژکتوری می باشد در صورت خرابی خودرو استارت می خورد ولی روشن نمی شود.

کاربرد سنسور دور موتور خودرو :

1. تنظیم دور آرام
2. اعلام نقطه مرگ بالا در زمان قرار گیری در مقابل دو دندانه حذف شده فلایویل
3. تشخیص دور موتور
4. اعلام اوانس استاتیکی (جرقه)

4- سنسور سرعت خودرو

سنسور سرعت موتور به میل لنگ متصل شده است و سرعت چرخش میل لنگ را کنترل می‌کند. این سنسور وظیفه دارد تا میزان تزریق سوخت موتور و زمان آن را کنترل نماید. در حالی که ممکن است به طرق مختلفی ناگهان موتور خودرو از حرکت بازایستد، این سنسور از این رخداد جلوگیری کرده و اطلاعات لازم را با ECU رد و بدل می‌کند.

5- سنسور اکسیژن خودرو

سنسور اکسیژن میزان اکسیژن غیرمجاز موجود در لوله اگزوز را اندازه گیری می‌کند و نشان می‌دهد که سوخت در حال سوختن غنی است یا ضعیف. یک سنسور اکسیژن معیوب سبب عملکرد ضعیف خودرو خواهد شد و از طرفی موجب افزایش مصرف سوخت می‌شود.

6- حسگر فشار مطلق مانیفولد

سنسوری به نام MAP سنسور وجود دارد که یکی از قطعات کلیدی موتور های انژکتور بوده و مخفف عبارت Manifold Absolute Pressure sensor است. MAP سنسور بعضی از خودروها علاوه بر MAP، سنسور دما هم دارند و دمای هوای ورودی به موتور را می سنجد این سنسور نقش کلیدی و مهمی دارد.

همان طور که از نام آن پیداست، کاربرد این قطعه گزارش فشار منیفولد ورودی هوا به ECU هست و به این این صورت که وقتی گاز میدهیم یا گاز رو رها میکنیم، وقتی از شهری به شهر دیگه میرویم و… همه این ها باعث تغییرات فشار میشوند که به وسیله این سنسور و مدیریت ECU، همیشه بهترین شرایط کاری برای موتور فراهم میشود.

7- سنسور ضربه ناک

یک سنسور ضربه ناک اطمینان می‌دهد که سوخت به آرامی می‌سوزد و منفجر نمی‌شود (به طور نامنظم منفجر می‌شود). انفجار می‌تواند باعث خرابی واشر سر سیلندر، شکستن پیستون و شکستن حلقه‌ها و همچنین آسیب‌های احتمالی به میل لنگ شود. این سنسور روی بلوک سیلندر جای می‌گیرد و اطلاعات دریافتی از هرگونه ضربات غیرعادی را به کامپیوتر خودرو ارسال می‌کند.

8- سنسور دمای سوخت

سنسور دمای سوخت یکی دیگر از انواع سنسورهای خودرو است که از راندمان مصرف سوخت در خودروی شما اطمینان حاصل می‌کند. هرچه سوخت سردتر باشد، متراکم تر و کندتر می‌سوزد در حالی که سوخت گرم، سریع‌تر خواهد سوخت.

در برخی از خودروها، با اتمام سوخت، تعدادی از قطعات آسیب می‌بینند. بنابراین این سنسور اطمینان می‌دهد که مقدار مناسب سوخت تزریق‌می شود تا در حین کارکردن هرچه بیشتر کارآمد، وسیله نقلیه را روان نگه دارد.

9- سنسور ولتاژ

قطعه مهم دیگر در لیست سنسور های خودرو، سنسور ولتاژ است. این سنسور سرعت موتور بیکار اتومبیل را کنترل می‌کند و اطمینان می‌دهد که در صورت لزوم سرعت افزایش یافته یا کاهش می‌یابد.

10- سنسور زاویه سنج پدال

یکی دیگر از انواع سنسورهایی که اغلب درون خودروهای جدید قرار می‌گیرد، سنسور زاویه سنج پدال است. این سنسور به منظور اندازه گیری تغییر زاویه پدال گاز توسط راننده در خودرو تعبیه می‌شود تا اطلاعات دریافتی را به کامپیوتر خودرو ارسال نماید. سپس ECU اطلاعات دریافتی را به دریچه گاز فرستاده تا هوای ورودی به موتور را کم یا زیاد کند.

11- سنسور سوئیچ الکتریکی کولر

این سنسور در راه شیلنگ‌های کمپرسور کولر در اتومبیل قرار می‌گیرد و باید فشار گاز کولر را به منظور روشن شدن کولر اندازه گیری نماید. همچنین این سنوسر اطلاعات لازم را به کنترل یونیت فن برای روشن شدن فن‌های رادیاتور ارسال می‌نماید و از طرف دیگر، برای درگیر شدن کمپرسور کولر، به ECU اطلاع رسانی می‌کند.

12- سنسور فشار روغن هیدرولیک فرمان

این سنسور روی شیلنگ فشار قوی روغن هیدرولیک خودرو قرار می‌گیرد و کار آن راحت‌تر کردن حرکت فرمان است. لذا این سنسور اطلاعات لازم را برای فرمان از پمپ هیدرولیک دریافت کرده و ارسال می‌نماید.

13- سنسور زاویه دریچه گاز

این سنسور یکی از سنسورهای مهم خودرو است که وظیفه کنترل دریچه گاز را برعهده دارد. این سنسور با اطلاعاتی که از ECU خودرو دریافت می‌کند، با فشرده شدن پدال گاز توسط راننده، زاویه دریچه گاز را تغییر می‌دهد تا بهترین ترکیب سوخت و هوا وارد سیلندر و محفظه احتراق شده و موتور خودرو را به حرکت درآورد.

14- سنسور شتاب سنج

در جاده های ناهموار و دارای پستی و بلندی که خودرو دچار لرزش می شود، ناک سنسور، لرزش های به وجود آمده از ناهمواری های جاده را به اشتباه، ناک داخل سیلندر تشخیص می دهد و به ECU اطلاعات غلط می دهد، ارسال اطلاعات غلط به ECU باعث بد کار کردن موتور خودرو می شود، برای جلوگیری از این اتفاق، سنسوری تحت عنوان سنسور شتاب در شاسی خودرو نصب می شود تا ناهمواری های جاده را گزارش دهد، با این سنسور ECU می تواند بین لرزش های موتور و شاسی تفکیک قائل شود و بین آنها تمایز قائل شود. در شکل زیر سنسور شتاب متصل به شاسی خودرو را مشاهده می کنید.

15- سنسور اینرسی

این سنسور نوعی سوئیچ می‌باشد که با دریافت ضربه در زمان تصادف خودرو و قطع جریان بنزین از احتمال آتش‌ سوزی و انفجار می‌کاهد و در خودروهای انژکتوری با قطع جریان برق ECU سبب خاموش شدن سریع خودرو می‌شود.

16- سنسور باران

این سنسور روی شیشه جلو خودرو نصب می‌شود و بر اساس امواج فرا‌صوت یا امواج فرو‌سرخ کار می‌کند. به این صورت که موج را بر روی شیشه می‌فرستد و بر اساس میزان امواج برگشتی رطوبت و خیس بودن شیشه را اندازه‌گیری می‌کند.

به این صورت که هر چه شیشه مرطوب‌تر باشد و شدت بارش بیشتر باشد میزان موج برگشتی کمتر می‌باشد. با این ساز‌ و‌ کار خیس بودن شیشه را به  ECU اطلاع داده و دستور فعال کردن برف پاک‌کن و همچنین سرعت برف پاک‌کن از طرف ECU صادر می‌شود.

سنسور عقب ماشین چیست؟

کسانی که خودروی گران قیمت دارند با این سنسور آشنا آشنایی دارند. اما اصولا این سنسور چگونه کار می کند. سنسور دنده عقب خودرو روی سپر عقب ماشین نصب می شود و استرس شما برای برخورد با اجسام در زمان دنده عقب را رفع می کند.

شما با کمک این سنسور می توانید راحت به سمت عقب حرکت کنید. تعداد سپر های دنده عقب نصب شده روی سپر عقب خودرو معمولا دو یا چهار تا می باشد. در حقیقت ماشین های ارزان تر 2 و خودروهای گران تر دارای 4 سنسور دنده عقب می باشند.

حتی برخی از خودروهای لوکس دارای شش سنسور نصب شده روی سپر خود می باشند. با استفاده از 6 سنسور دنده عقب خودرو، تمام جهت ها پوشش داده می شوند. نحوه هشدار دادن سنسور به راننده به این شکل است که هر چه خودرو به مانع نزدیکتر شود صدا و شدت چشمک لامپ LED بیشتر می شود.

در خودروهای گران تر و لوکس تر معمولا از این سنسورها روی سپر جلوی خودرو هم کار گذاشته می شوند. این سنسور ها در سرعت زیر 15 کیلومتر بر ساعت فعال می شوند. طبیعتا رانندگانی که خودرویشان سنسور جلو هم دارد رانندگی راحت تری خواهند داشت. در بعضی خودرو ها دکمه ای جداگانه برای فعال کردن این سنسور ها و جود دارد در صورتی که در بیشتر خودرو ها سنسور دنده عقب خودرو در زمانی که دنده را روی R می گذارند فعال می شوند.

کاربرد سنسورهای خودرو

دسته بندی انواع حسگرهای ماشین

می‌توانیم سنسورهای خودرو را به روش زیر طبقه بندی کنیم:

 تست سنسورهای خودرو

برای این مفهوم می توانید مقاله ی “نحوه دیاگ زدن ماشین” را مطالعه نمایید.

دیاگ خودرو چیست و نحوه دیاگ زدن ماشین

عملگر خودرو چیست؟

اکنون که با سنسور های موجود در اتومبیل آشنا شدیم به معرفی عملگرها میپردازیم. عمده وظیفه عملگرها تنظیم مقدار سوخت و هوا میباشد. بطور کلی هر قطعه ای که مطابق با دستور ECUتحریک شده یا عمل نماید عملگر مینامیم.

عملگر ها قطعاتی هستند که به دستور ECU وظایف مربوط به خود را انجام داده تا بهترین عملکرد برای خودرو حاصل شود. البته دستورات ECU با توجه به برنامه ریزی و اطلاعات دریافتی از سنسور ها داده می شود. در واقع در سیستم خودروهای انژکتوری سنسورها به عنوان خبر دهنده و ECU به عنوان فرمانده و عملگر ها به عنوان فرمانبر می باشند. در ادامه به بررسی برخی از عملگر های مربوط به موتور خودرو خواهیم پرداخت.

• رله دوبل main relay
• پمپ بنزین fuel pump
• پمپ هوا air pump
• کویل coil
• انژکتورها injectors
• موتور پله ای stepper motor
• شیر برقی کنیستر canister electro valve

 انواع عملگر های سیستم انژکتوری

1- عملگر رله دوبل خودرو

رله قطعه ای است که می توان به وسیله آن و با استفاده از یک دستور الکتریکی با شدت جریان کم، مدار برقی با شدت جریان زیاد را قطع و وصل نمود. بنابراین از رله ها بعنوان واسطه ای بین ECU و عملگر ها در خودرو استفاده های فراوانی شده است تا ECU بتواند بدون تحمل شدت جریان بیش از حد مدارات الکتریکی برخی از عملگر ها که با شدت جریان زیاد کار می کنند را قطع وصل نماید.

رله دوبل تشکیل شده است از دو رله که معمولا در کنار هم قرار گرفته اند و به دستور ECU پس از باز کردن سوییچ وظیفه برق رسانی به اجزاء موتور مانند پمپ بنزین و انژکتورها و کوئل ها و ECU و … را به عهده دارد و بدین ترتیب موتور آماده روشن شدن خواهد شد.

در صورت خرابی این قطعه و یا عدم عملکرد آن چراغ چک در بعضی از خودرو ها در حالت سوییج باز روشن نمی شود و روی سوکت انژکتورها و کوئل ها برق نداریم و در نتیجه پاشش انژکتورها و جرقه سرشمع ها و همچنین عملکرد پمپ بنزین صورت نمی گیرد و موتور روشن نخواهد شد.

2- پمپ بنزین

این عملگر وظیفه ارسال بنزین با فشار مناسب از باک بنزین به موتور را به عهده دارد این عملیات به دستور ECU و توسط رله دوبل انجام می پذیرد با باز کردن سوییج پمپ بنزین شروع به فعالیت نموده ولی اگر پس از باز کردن سوییج استارت زده نشود پس از حدود ۳ تا ۵ ثانیه برق پمپ بنزین به دستور ECU قطع می شود تا در صورت باز ماندن سوییج پمپ بنزین بی دلیل کار نکند و به محض استارت زدن دوباره برق پمپ بنزین ارسال خواهد شد.

در صورت خرابی پمپ بنزین موتور خاموش کرده و با فشار بنزین کم شده و موتور بد کار می کند و یا گاز نمی خورد.

3- کوئل جرقه

کوئل برق 12 ولت را در زمان مناسب از ECU دریافت می کند و با افزایش ولتاژ آن، جرقه را در محفظه احتراق ایجاد می کند. (توضیحات بیشتر در مقاله سیستم جرقه زنی موتور و خرابی آن ).

علائم خرابی کوئل جرقه:

در صورت خرابی کوئل و نرساندن برق برای جرقه، به هر یک از سیلندرها، آن سیلندر از کار افتاده و موتور تک کار می کند (ریپ زدن موتور)، معمولا در این شرایط چراغ چک نیز روشن می شود.

4- سوزن انژکتور

این قطعه دستورات لازم برای پاشش سوخت به مقدار لازم و در زمان مناسب را از ECU دریافت می کند. در این حالت، موتور خودرو با کمترین مصرف سوخت، بیشترین بازدهی را خواهد داشت.

علائم خرابی سوزن انژکتور:

در صورت خراب شدن سوزن انژکتور مربوط به هر یک از سیلندرها، آن سیلندر از کار می افتد و معمولا چراغ چک بصورت “چشمک زن” روشن و خاموش می شود.

5- شیر برقی کنیستر

این قطعه در مسیر کنیستر قرار دارد. کنیستر بخارات بنزین را از مخزن سوخت جمع آوری می کند. وقتی که مقدار بخارات جمع آوری شده در کنیستر از حدی بیشتر شود، ECU شیربرقی کنیستر را فعال می کند تا:

1. بخارات بنزین وارد مانیفولد ورودی هوا شوند و آلایندگی محیط زیست توسط بخارات بنزین کاهش یابد.
2. بازدهی موتور افزایش و مصرف سوخت کاهش یابد.

علائم خرابی شیربرقی کنیستر:

در برخی موتورها، خراب شدن شیر برقی کنیستر، فقط باعث روشن شدن چراغ چک می شود و نشانه دیگری ندارد.

ولی اگر پارگی شیلنک کنیستر، یا شکستگی کنیستر اتفاق افتاده باشد، در برخی خودروها بوی شدید بنزین در اتاق احساس می شود. در این حالت، گاهی صدای “چِق چِق” یا “تِق تِق” از موتور شنیده می شود، که مربوط به بکار افتادن شیربرقی کنیستر است.

6- دریچه گاز برقی

“دریچه گاز برقی” و “سنسور زاویه پدال گاز”، در موتورهای مدرنتر، جایگزین “استپ موتور” و “سنسور دریچه گاز” شده اند.

در این خودروها، اطلاعات تغییر “زاویه پدال گاز” به ECU منتقل می شود، ECU با توجه به این اطلاعات فرمان لازم را به “دریچه گاز برقی” ارسال می کند تا مقدار هوای ورودی، و در نتیجه دور موتور، متناسب با مقدار گاز دادن افزایش یابد.

علائم خرابی دریچه گاز برقی:

در صورت خرابی این قطعه چراغ چک روشن می شود و دیگر با فشار دادن پدال گاز، دور موتور افزایش نمی یابد، یا بسیار ناچیز بالا می رود.

قابل ذکر است که چون این قطعه در معرض هوا قرار دارد، معمولا کثیف شدن و جرم گرفتن آن باعث نوسان دور موتور آرام خودرو می شود، که در این حالت با استفاده از “اسپری گانک”، می توان آنرا شستشو داد و مشکل را حل کرد.

7- کامپیوتر مرکزی موتور، ECU – کنترل یونیت

این قطعه تمامی اطلاعات را از سنسورها دریافت و تحلیل می کند و به تناسب آن فرامین لازم را به عملگرها می فرستد. در صورت خرابی ECU، یک یا ترکیبی از علائم خرابی تمام سنسورها و عملگرها مشاهده می شود و در بهترین حالت با دستگاه دیاگ قابل تشخیص است.

مزایای افزایش سنسورها در خودرو

بدیهیست با پیشرفت صنعت خودروسازی، سنسورهای دیگری برای عملکرد بهتر موتورهای انژکتوری به خودرو اضافه می شود تا کامپیوتر ماشین درک بهتری از شرایط خودرو داشته باشد چون درک بهتر شرایط خودرو و اطراف خودرو باعث می شود تا کامپیوتر خودرو اطلاعات دقیق تری به دست آورده و دستورات بهتری در زمان مناسب به عملگرهای خودرو بدهد و در نهایت نتیجه این اتفاق، عملکرد بهینه موتور خودرو در تمامی شرایط می باشد.

سنسورها می‌توانند مزایای زیادی برای خودرو داشته باشند. واضح است که هرچه تعداد سنسورها افزایش یابد، دقت عملکرد اجزای مختلف خودرو افزایش می‌یابد. دو نمونه از فواید سنسورها را در زیر بررسی می‌کنیم:

1- افزایش ایمنی خودرو

اطلاعات سنسورها اساس عملکرد سیستم‌های ایمنی بی شمار فعال و غیر فعال خودرو را تأمین می‌کنند. در سال‌های اخیر، به دلیل پیشرفت قابل توجه در توسعه سنسورهای جدید، ظرفیت‌های ایمنی و سیستم‌های کمکی راننده به صورت روزافزونی افزایش یافته است. بنابراین باید به این واقعیت اشاره کرد که سنسورها نقشی کلیدی در افزایش ایمنی در جاده‌ها دارند.

2- محافظت از محیط زیست

تنها کارکرد سنسورها افزایش ایمنی خودروهای مدرن نیست، بلکه آنها خودرو را تمیزتر هم می‌کنند. سنسورها اطلاعات پایه‌ای مصرف سوخت تمیز و مؤثر در موتور خودرو را ذخیره می‌کنند، به همین دلیل نرخ‌های انتشار گاز از طریق اگزوز و مصرف سوخت را به طرز قابل توجهی کاهش می‌دهند.

سرانجام، سنسورها از کارکرد قابل اتکای سیستم‌های بازتعمیر اگزوز با تأثیر بالا پشتیبانی می‌کنند. برای مثال می‌توان به مبدل کاتالیزور 3 روشی کنترل شده، فیلتر ویژه دیزل یا مبدل کاتالیزور DeNOx را نام برد.

نکته پایانی سنسور عملگرهای خودرو

در تمامی خودروها، چه کاربراتوری و چه انژکتوری، سنسورهایی وجود دارند و برای آگاه سازی راننده و یا کامپیوتر خودرو از وضعیت قسمت های مختلف خودرو به کار می روند.

همان‌طور که خواندید، سنسورها و عملگرهای خودرو به تعداد مختلفی در خودرو وجود دارند که هر کدام از آن‌ها، وظیفه‌ای را در اتومبیل بر عهده دارند. نکته‌ای که در رابطه با انواع سنسورهای خودرو باید مد نظر قرار دهید، این است که در صورت بروز هرگونه اختلال در این سنسورها، باید نسبت به رفع آن‌ها اقدام نمایید تا از بروز هزینه‌های گزاف جلوگیری کنید.