سنسور دریچه گاز چیست؟ انواع و علائم و دلایل خرابی سنسور دریچه گاز
در موتورهای احتراق داخلی خودرو، نسبت درست هوا به سوخت نقشی تعیین‌کننده در عملکرد موتور دارد. دریچه گاز قطعه‌ای است که از طریق سنسور یا حسگر خود با سیستم ECU ارتباط برقرار کرده و وضعیت آن را به‌منظور مکش به اندازه هوا به سیلندرها گزارش می‌کند. مشخص است که در این سیستم نقش سنسور دریچه گاز تا چه اندازه حیاتی است. در این مقاله ضمن معرفی این قطعه، سازوکار و دلایل و علائم خرابی آن را نیز مرور می‌کنیم. با ما همراه شده و با این قطعه کوچک اما مهم آشنا شوید.
سنسور دریچه گاز خودرو چیست؟
سنسور دریچه گاز (Throttle Position Sensor) یا به‌اختصار TPS از اجزای مهم سیستم کنترل موتور خودرو است که وظیفه نظارت بر وضعیت دریچه گاز را بر عهده دارد. این سنسور اطلاعات مربوط به باز یا بسته بودن دریچه گاز را به سیگنال الکتریکی ترجمه کرده و برای واحد کنترل الکترونیکی موتور یا ECU ارسال می‌کند. ECU نیز بر اساس این اطلاعات، میزان سوخت و هوای لازم برای احتراق در موتور را تنظیم خواهد کرد.
سنسور دریچه گاز روی دریچه گاز و استپر نصب شده و به‌طور مستقیم با محور دریچه یا پولکی آن در ارتباط است. عملکرد صحیح این قطعه کوچک بهبود کارایی موتور، مصرف بهینه سوخت و کاهش آلاینده‌ها را در پی دارد.
نحوه عملکرد سنسور دریچه گاز
سنسور دریچه گاز معمولا شامل سه پایه یا Pin به شرح زیر با نقش‌های مشخص است:
۱- پایه ولتاژ مرجع؛ این پایه ولتاژ ثابت پنج ولت را به‌منظور عملکرد سنسور از ECU دریافت می‌کند.
۲- پایه زمین یا ارت یا اتصال منفی؛ این پایه به زمین متصل است و مدار الکتریکی سنسور را کامل می‌کند.
۳- پایه خروجی سیگنال؛ این پایه ولتاژی متناسب با موقعیت دریچه گاز تولید کرده و به ECU ارسال می‌کند.
در برخی انواع سنسور دریچه گاز یک پایه اضافه هم به‌منظور امنیت یا دقت بیشتر ارسال سیگنال تعبیه می‌شود. با در نظر گرفتن این ساختار، نحوه عملکرد TPS، شامل مراحل زیر است:
۱- تغییر زاویه دریچه گاز با فشار پدال گاز توسط راننده و باز شدن دریچه
۲- تولید ولتاژ خروجی متناسب با زاویه دریچه گاز از ۰٫۵ ولت برای دریچه بسته تا ۴٫۵ ولت برای دریچه باز
۳- ارسال سیگنال به ECU به‌منظور تشخیص نسبت درست هوای ورودی به موتور
۴- تنظیم سوخت و هوا توسط ECU با استفاده از اطلاعات سنسور دریچه گاز، تزریق سوخت، تعیین زمان جرقه‌زنی و باز یا بسته شدن سایر سیستم‌ها مانند دریچه کنترل هوای اضافی
همچنین در برخی خودروهای مدرن، سنسور دریچه گاز به همراه حسگرها و سیستم‌های دیگر مانند حسگر جرم هوای ورودی (MAF)، سنسور اکسیژن، سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز یا ETC و حسگر فشار منیفولد هوا یا مپ (MAP) کار می‌کند. هدف این همکاری، تشخیص شرایط رانندگی مانند شتاب و سرعت و واکنش سریع به آنها است.
انواع سنسور دریچه گاز
حسگرهای دریچه گاز بر اساس نوع فناوری و ساختار به چند دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه هریک را بررسی می‌کنیم.
سنسور دریچه گاز پتانسیومتری
در میان انواع سنسور دریچه گاز، سنسورهای پتانسیومتری معمول‌ترین‌ها هستند. این TPS یک مقاومت متغیر دارد که با تغییر زاویه دریچه گاز، مقدار آن تغییر می‌کند. حسگرهای پتانسیومتری معمولا در خودروهای قدیمی‌تر استفاده شده و قیمت ارزان‌تر و طراحی ساده‌تری هم دارند. با‌این‌حال آنها به دلیل سایش مکانیکی، دوام کمتری دارند.
سنسور غیر تماسی یا اثر هال
این حسگر، بر اساس پدیده‌ای به نام اثر هال (Hall Effect) کار می‌کند. به این صورت که با استفاده از نیروی تولیدشده توسط یک میدان مغناطیسی، نیازی به تماس فیزیکی با دریچه به‌منظور اندازه‌گیری زاویه آن ندارد. در خودروسازی مدرن، عمدتا از سنسورهای اثر هال استفاده می‌شود. آنها گران‌تر هستند اما درعوض دقت و طول عمر بیشتری دارند.
سنسور دریچه گاز دیجیتال
بسیاری از انواع سنسور دریچه گاز، سیگنال را به‌صورت ولتاژ آنالوگ به ECU ارسال می‌کنند. اما در محصولات جدیدتر، سیگنال خروجی، دیجیتالی است. دقت بالا و پردازش اطلاعات سریع‌تر از مزایای این محصول هستند. قیمت آن نیز طبیعتا گران‌تر از سنسورهای آنالوگ است.
سنسور دریچه گاز تطبیقی
در خودروهای لوکس و مدرن گاهی از سنسور تطبیقی دریچه گاز استفاده می‌شود. آنها قادر به تنظیم خودکار بر اساس تغییرات شرایط محیطی و موتور هستند. به‌خصوص اگر اهل رانندگی پرشتاب و اصطلاحا اسپرت باشید، تاثیر عملکرد این قطعه را در تجربه رانندگی خود مشاهده خواهید کرد. تعمیر سنسور دریچه گاز تطبیقی دشوارتر بوده و هزینه آن هم بیشتر است.
حسگرهای چندگانه دریچه گاز
این محصول، خود از یک سری TPS دیگر تشکیل می‌شود که هم‌زمان اما مستقلا کار می‌کنند. روی آنها معمولا یک سیستم الکترونیکی پشتیبان نیز به‌منظور امنیت بیشتر نصب می‌شود. دقت بسیار بالاتر نیز دیگر مزیت این محصول است. در میان انواع سنسور دریچه گاز، شاید گران‌ترین محصول، حسگرهای چندگانه باشند.
علائم خرابی سنسور دریچه گاز چیست؟
خرابی قطعه TPS می‌تواند باعث اختلال در عملکرد موتور شود. در صورت مشاهده علائم زیر باید نسبت به عملکرد ناقص این قطعه مشکوک شوید:
- افزایش یا کاهش ناگهانی دور موتور در حالت خلاص یا بدون گاز دادن؛ این مشکل البته ممکن است به علت خرابی سنسور دور موتور هم باشد.
- کاهش شتاب خودرو به‌خصوص در دور موتور ۲۵۰۰ تا ۳۰۰۰
- کاهش همراه با تاخیر دور موتور
- روشن شدن چراغ چک موتور
- مصرف سوخت بیش از حد
- خاموش شدن ناگهانی موتور یا سخت روشن شدن آن به‌خصوص اگر موتور سرد باشد
- لرزش موتور در حالت خلاص
- دشوار شدن تعویض دنده در گیربکس‌های اتوماتیک
دلایل خرابی سنسور دریچه گاز چیست؟سنسور اکسیژن
خرابی حسگر دریچه گاز می‌تواند به دلایل متعددی رخ دهد. شایع‌ترین آنها خرابی خود سیستم کنترل ECU یا خرابی دریچه گاز و پولکی آن هستند. علاوه بر اینها از دیگر دلایل خرابی سنسور دریچه گاز را در ادامه بررسی می‌کنیم.
سایش مکان
یکی سنسور پتانسیومتری
تماس مداوم قطعات داخلی در سنسورهای پتانسیومتری می‌تواند منجر به سایش و خرابی شود. این نوع خرابی در خودروهای قدیمی بیشتر شایع است. خرابی ناشی از سایش مکانیکی معمولا با ارسال سیگنال‌های نادرست به ECU همراه است. درنتیجه، ECU نیز نمی‌تواند به‌درستی عملکرد موتور را تنظیم کند. به همین دلیل، توصیه می‌شود با خرابی این قطعه، آن را با دیگر انواع سنسور دریچه گاز با مکانیسم‌های مدرن‌تر تعویض کنید.
خرابی اتصالات الکتریکی سنسور
سیم‌کشی فرسوده، قطعی اتصالات یا زنگ‌زدگی پایه‌های الکتریکی از مهم‌ترین دلایل خرابی سنسور دریچه گاز هستند. این مشکلات، نیز باعث ارسال سیگنال‌های نادرست به ECU خواهند شد. رطوبت یا خوردگی بر اثر مجاورت با مواد شیمیایی از مهم‌ترین دلایل خرابی اتصالات الکتریکی TPS هستند.
دمای بیش از حد موتور
حرارت بیش از حد موتور می‌تواند به مدار داخلی سنسور دریچه گاز آسیب بزند. در موارد شدیدتر شاهد ذوب شدن عایق‌های سیم‌کشی هستیم. یکی از دلایل این مشکل می‌تواند کارکرد بهینه سیستم خنک‌کننده از رادیاتور و پمپ آب گرفته تا ضد یخ نامرغوب و غیره باشد. به‌ویژه اگر عمر مفید قطعه کاهش پیدا کرده باید در مورد تولید گرمای بیش از حد توسط موتور کنجکاو باشید.
نوسانات برق خودرو
نوسانات یا افت ولتاژ در سیستم الکتریکی خودرو هم یکی از دلایل خرابی سنسور دریچه گاز است. این مشکل معمولا به ضعف باتری یا خرابی دینام مربوط می‌شود. به‌ویژه اگر موتور نمی‌تواند خود را با سرعت مناسب با شتاب و سرعت مورد نیاز شما هماهنگ کند، احتمال نقص در سیستم الکتریکی و تاثیرگذاری آن بر حسگر دریچه گاز زیاد است. بررسی مداوم باتری و دینام می‌تواند از بروز این مشکل پیشگیری کند.
دیگر دلایل خرابی سنسور دریچه گاز خودرو
از دیگر دلایل فرعی‌تر خرابی حسگر دریچه گاز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- رانندگی بسیار پرشتاب و خارج از توان موتور
- نصب نادرست و همراه با فشار یا ضربه سنسور دریچه گاز
- تجمع گرد و غبار، روغن یا رسوبات کربنی روی TPS
- آب‌خوردگی TPS
نکاتی مهم در نگهداری سنسور دریچه گاز خودرو
با انجام اقدامات زیر می‌توانید عمر سنسور دریچه گاز خودروی خود را افزایش دهید:
- تمیز کردن دورهای دریچه گاز و حسگر از کثیفی و آلودگی
- بررسی دورهای سلامت اتصالات الکتریکی و اطمینان از عدم وجود خوردگی یا قطعی در کابل‌ها
- حفظ دمای مناسب موتور و مراقبت از سیستم خنک‌کننده
- نصب صحیح حسگر و اطمینان از عدم وارد آمدن فشار به آن
- استفاده از سنسور باکیفیت و تهیه آن از منابع خرید لوازم یدکی معتبر با برندهای شناخته‌شده
- پرهیز از رانندگی بسیار پرشتاب
نحوه تست سنسور دریچه گاز
اگر به عملکرد ناقص سنسور دریچه گاز خود مشکوک شده‌اید، علاوه بر بررسی علائم، با طی کردن مراحل زیر می‌توانید سلامت آن را تست کنید:
- ولتاژ خروجی را با استفاده از مولتی‌متر در حالت‌های مختلف دریچه یعنی باز، نیمه‌باز و بسته چک کنید. همانطورکه گفتیم این ولتاژ بین ۰٫۵ تا ۴٫۵ ولت یا ۵۰۰ تا حداکثر ۴۵۰۰ میلی‌ولت باشد.
- سیم‌کشی و اتصالات TPS و نیز سیم گاز را از نظر قطعی یا اتصالی بررسی کنید.
- با استفاده از دستگاه دیاگ ECU را اسکن کرده و کدهای خطای مرتبط با سنسور دریچه گاز را بررسی کنید.
- اگر دستگاه دیاگ خطایی نشان نداد، ابتدا درصد باز بودن دریچه گاز را چک کنید. این عدد در حالت بسته باید صفر و در حالت کاملا باز باید حداکثر ۹۴ درصد باشد.
- در ادامه به سراغ پارامترهای حسگر بروید. دریچه باید در حالت‌های خلاص، نیمه‌باز و باز به‌ترتیب دورهای آرام، متوسط و حداکثر را نشان دهد.
سخن آخر درباره حسگر دریچه گاز
سنسور دریچه گاز یکی از اجزای حیاتی در سیستم کنترل موتور است که نقش کلیدی در بهبود کارایی و کاهش مصرف سوخت ایفا می‌کند. توجه به علائم خرابی، انجام سرویس‌های دورهای و تست منظم این قطعه از بروز مشکلات جدی در سیستم موتور خودرو جلوگیری می‌کند. درنهایت توصیه می‌کنیم در صورت مشاهده هریک از علائم خرابی سنسور دریچه گاز حتما آن چک کرده و در صورت نیاز به خرید قطعات یدکی ماشین و یا تعویض، تنها برندهای اصلی و باکیفیت و فروشنده‌های معتبر را انتخاب کنید.
