Следить за состоянием системы смазки в процессе эксплуатации двигателя чрезвычайно важно, поскольку при нарушениях её работы мотор быстро придёт в полную негодность. Контролю подлежит количество масла в системе, давление, развиваемое масляным насосом, самое главное – наличие у него запаса по производительности, а в последнее время стремятся учитывать даже состояние масла. Полученная информация должна немедленно доводиться до водителя через приборный щиток срабатыванием стрелочных и световых индикаторов с применением цветовой кодировки. Опасные ситуации выделяются красным свечением индикаторов и табло, что требует немедленной остановки двигателя для проведения диагностики. Иначе велика вероятность, что она ему больше не потребуется, двигатель заклинит и разрушится.
Датчики давления в масляных магистралях
Контролировать давление лучше всего двумя способами – включать индикацию аварии, если оно упало ниже допустимого уровня, и указывать в аналоговой или цифровой форме значение текущей его величины. Соответственно и датчики могут быть двух типов, аналоговый, показания которого по определённому закону зависят от величины абсолютного давления в контролируемой точке, и сигнализирующий, срабатывающий на пониженное его значение. Указывать на превышение диапазона особого смысла не имеет, с одной стороны система снабжена достаточно надёжным предохранительным клапаном, а с другой – это не приводит к катастрофическим последствиям.
В бюджетных автомобилях аналоговый контроль за давлением отсутствует, имеется лишь индикаторная лампа красного цвета. Её свечение проверяется на исправность при включении зажигания, а в дальнейшем она гаснет до возникновения аномально низкого значения.
Читайте также: Датчики двигателей ЯМЗ-5340, ЯМЗ-536.
Устройство датчика низкого давления
Данный прибор применяется на всех автомобилях, независимо от наличия стрелочного указателя. Устроен он достаточно просто, представляя из себя герметизированный прочной, но гибкой мембраной, набор из двух подпружиненных контактов.
Когда система находится под предусмотренным давлением, контакты разомкнуты. Это достигается расчётом гибкости мембраны и возвратной пружины на пороговое значение измеряемой величины. По мере снижения давления масла на мембрану, контакты замыкаются, что вызывает прохождение через них тока, зажигающего индикаторную лампочку.
Из описания прибора понятно, что при включении зажигания лампа загорается и горит до тех пор, пока двигатель не запустится, маслонасос не выберет все воздушные пробки в системе, то есть заполнит её маслом, и не создаст определённого давления выше порога срабатывания. Мембрана надавит на контакты, они разомкнутся, и лампа погаснет. Так будет до тех пор, пока двигатель не остановится, или давление в системе не упадёт до недопустимого уровня. Например, по причине загрязнённости фильтра или нештатного роста зазоров в системе. То же произойдёт и из-за чрезмерной потери маслом рабочей вязкости при перегреве или старении. Лампа укажет на необходимость решения проблемы.
Аналоговый датчик давления
Всегда интересно знать конкретную величину давления в системе. Знающему водителю это о многом может сказать:
- состояние масла в картере двигателя, его физико-химические свойства на данный момент;
- степень загрязнённости масляного фильтра;
- приблизительная динамика износа трущихся пар в двигателе;
- скорость прогрева масла, наличие или отсутствие перегревов;
- появление воздушных пробок в системе из-за падения уровня, иных причин оголения маслоприёмника;
- нарастание проблем с масляным насосом;
- состояние антидренажного клапана масляного фильтра по динамике изменения давления после пуска двигателя.
Способов реализации датчиков давления множество, существует целая наука на этот счёт. В простейшем случае можно получить электрический сигнал преобразованием силы в сопротивление. Например, расположив в масляном канале герметичную подпружиненную мембрану со штоком, который связан с проволочным или угольным сопротивлением. Чем больше сила воздействия на шток, а при постоянстве площади мембраны это пропорционально давлению, тем больше смещается движок потенциометра, изменяя выходное сопротивление датчика. Если включить данный переменный резистор в цепь миллиамперметра и подать питание, то отклонение стрелки будет связано с давлением.
Многие датчики реализуют более сложные способы преобразования, в том числе и с усложнением индикаторного прибора. Но в любом случае водитель сможет считать по его шкале текущее значение давления в системе смазки и сделать правильные выводы.
Датчик, дублирующий масляный щуп
Уровень масла в картере принято контролировать всем известным щупом. На нём нанесены метки, соответствующие максимально и минимально допустимым уровням, то есть задающие диапазон, внутри которого количество смазывающего продукта соответствует норме. Но для проведения контроля нужно выполнить ряд не всегда удобных операций. Остановиться, заглушить двигатель, дать маслу стечь, извлечь щуп, протереть его и снова, погрузив в масло, наконец считать показания. Всего этого можно избежать, применив электронную систему контроля.
Физических эффектов, на основании которых реализуются датчики уровня, также несколько, в том числе и довольно экзотических:
- самый простой датчик с реостатом (потенциометром), когда движок переменного резистора через тягу связан с поплавком на поверхности масляной ванны;
- тепловые, связанные с охлаждением проводника с током при помещении его в жидкостную среду, то есть масло, при постоянстве напряжения на таком датчике ток, через него протекающий, будет меняться из-за изменения сопротивления в зависимости от температуры;
- оценка положения зеркала жидкости в поддоне методом локации, когда от излучателя в поддон направляется ультразвуковая импульсная волна, отражается от поверхности и возвращается в приёмник колебаний, разница во времени между переданным и принятым импульсом с помощью электроники может быть преобразована в расстояние.
Применение подобных измерителей создаёт удобство водителю, а значит повышает вероятность, что расход масла в опасных пределах на угар или при утечке будет вовремя замечен, и уровень восполнен доливом до нормы по щупу.
Индикация температуры масла
Охлаждение двигателя изнутри является важнейшей функцией системы смазки, второй после борьбы с трением. При этом масло может перегреться и потерять свои свойства, в том числе и необратимо. Вместо спасения двигателя оно само станет причиной его разрушения. Следовательно, температуру надо оперативно контролировать. Особенно это касается высокофорсированных двигателей, а также редких сейчас моторов комбинированного охлаждения, например, масляно-воздушного.
Чаще всего температурные датчики изготавливаются на основе термочувствительного полупроводникового элемента с яркой зависимостью сопротивления от температуры. Кристаллу обеспечивается хороший тепловой контакт с маслом в картере, а показания считываются электронным блоком управления двигателем или, в простых случаях, стрелочным индикаторным прибором. Измеритель полностью аналогичен тому, что используется для контроля температуры охлаждающей жидкости, который, в отличие от масляного термометра, имеется на каждом двигателе. Простые бюджетные моторы гражданского назначения в отдельном контроле температуры масла не нуждаются.
Слежение за физическими и химическими свойствами масла
Самыми экзотическими и редко применяемыми датчиками являются измерители текущего качества смазывающего продукта. Иногда производители автомобиля считают это уместным, видимо в тех случаях, когда учесть деградацию масла традиционными методами, то есть по пробегу или счётчику моточасов, затруднительно в силу каких-то особенностей двигателя.
При старении масла изменяются его физические и химические свойства. В частности, оптическая плотность, удельное сопротивление и диэлектрическая проницаемость. Соответственно и датчики качества будут работать на основе измерения прохождения света через жидкость, ёмкости конденсатора, образованного калиброванными пластинами, между которыми диэлектриком является масло, а также обычного мегаомметра с электродами в масляной среде.
Отклонения, которые могут быть зафиксированы, достаточно критичны:
- оптическая плотность меняется при работе моющих присадок и появлении в масле металлических продуктов износа;
- изменение диэлектрической проницаемости будет свидетельствовать об износе основы масла;
- удельное сопротивление отреагирует как на срабатывание противоокислительных присадок, так и на повышение концентрации металлов.
Работа измерителя станет максимально полезной, когда будет учтена вся полнота изменения свойств среды по измеряемым показателям. Компьютер блока обработки сможет по программе проанализировать изменения в комплексе и принять решение как по немедленной замене масла, так и спрогнозировать дальнейшую судьбу двигателя. Иметь такую мобильную лабораторию исследования масла под капотом чрезвычайно полезно, но подобные технологии большого развития пока не получили. Проще сократить сроки замены масла против рекомендуемых и получить тот же гарантированный результат без усложнения и удорожания автомобиля.
Максимальная автоматизация наблюдения за состоянием масляной системы помогает сохранить двигатель и предотвратить крупные ремонты из-за незначительных отказов отдельных узлов и деталей. Эксплуатация автомобиля становится более комфортной и надёжной, а водителю реже придётся отвлекаться на функции, которые техника способна выполнить самостоятельно.
