Snímač plniaceho tlaku

Snímač plniaceho tlaku (iné názvy pozri nižšie; angl. manifold absolute pressure sensor alebo MAP sensor) je jeden zo snímačov používaných v elektronickom riadiacom systéme spaľovacieho motora. Tento snímač poskytuje riadiacej jednotky motora informáciu o tlaku vzduchu v nasávacom potrubí motora so vstrekovanim paliva.

Názvy

Snímač plniaceho tlaku sa nazýva aj: MAP snímač, MAP senzor, snímač (alebo senzor) tlaku (alebo absolútneho tlaku alebo tlaku vzduchu) v nasávacom potrubí (alebo: nasávacieho potrubia, [nevhodne] sacieho potrubia, [nevhodne] v sacom potrubí, v zbernom potrubí, zberného potrubia, v nasávacom zbernom potrubí, nasávacieho zberného potrubia, v rozdeľovači, rozdeľovača, v rozdeľovacom potrubí, rozdeľovacieho potrubia), snímač vstupného tlaku, snímač (alebo senzor) tlaku nasávaného vzduchu.

Charakteristika

Informácie sa používajú na výpočet hustoty vzduchu a na stanovenie hmotnostného prietoku vzduchu v motore, ktorý zase určuje požadované dávkovanie paliva pre optimálne spaľovanie (pozri stechiometrický pomer) a ovplyvňuje zvýšenie alebo zníženie uhla predstihu zapaľovania. Motor s vstrekovaním paliva môže na detekciu prietoku nasávaného vzduchu alternatívne, alebo ako doplnok použiť snímač hmotnostného prietoku vzduchu. Typická konfigurácia nepreplňovaného motora používa jeden alebo druhý, zatiaľ čo prepĺované motory zvyčajne používajú obidva; snímač hmotnostného prietoku vzduchu na nasávacom potrubí vedúcom k telu škrtiacej klapky a Snímač absolútneho tlaku pred vstupom do turbodúchadla.

Radiaca jednotka motora používa metódu hustota-rýchlosť aby vedela v riadicej tabuľke nájsť informáciu, koľko paliva treba vstreknúť v závislosti od hustoty vzduchu a otáčok motora. Informácie zo snímača absolútneho tlaku sa prevádzajú na informácie o hmotnosti vzduchu pomocou druhej premennej pochádzajúcej zo snímača teploty nasávaného vzduchu. Informácia o otáčkach motora sa zabezpečuje zo snímača polohy kľukového hriadeľa.

Príklad

Nasledujúci príklad predpokladá rovnaké otáčky motora a teplotu vzduchu v nepreplňovanom motore.

Situácia 1:

Motor, ktorý pracuje s úplne otvorenou škrtiacou klapkou (na plný plyn – plné zaťaženie) na vrchole veľmi vysokej hory, má tlak v zberači nasávacieho potrubia približne 50 kPa (v podstate sa rovná barometru v tejto vysokej nadmorskej výške).

Situácia 2:

Rovnaký motor na úrovni mora dosiahne tých istých 50 kPa (7,25 psi, 14,7 inHG) tlaku v zberači nasávacieho potrubia pri privretej škrtiacej klapke (čiastočné zaťaženie) v dôsledku vyššieho barometrického tlaku.

Motor vyžaduje rovnakú hmotnosť paliva v oboch situáciach, pretože hmotnosť vzduchu vstupujúceho do valcov je rovnaká. Ak je škrtiaca klapka otvorená úplne v situácii 2, absolútny tlak v zberači nasávacieho potrubia sa zvýši z 50 kPa na takmer 100 kPa (14,5 psi, 29,53 inHG), približne rovný atmosférickému tlaku na hladine mora. Vyšší absolútny tlak v nasácom potrubí zvyšuje hustotu vzduchu a následne sa môže spáliť viac paliva, čo vedie k vyššiemu výkonu.

Ďalším príkladom sú rôzne otáčky a zaťaženie motora:

Tam, kde motor môže mať 60 kPa tlaku v nasávacom potrubí pri 1800 ot./min. v nezaťaženom stave, zavedenie zaťaženia s ďalším otvorením škrtiacej klapky zmení konečný tlak v zberači nasávacieho potrubia na 100 kPa, motor bude stále na 1800 ot./min. ale jeho zaťaženie bude vyžadovať iný predstih zapaľovania a vyššiu dávku paliva.

Podtlak vs. absolútny tlak

Podtlak v nasávacom potrubí motora je rozdiel medzi absolútnym tlakom v nasávacom potrubí a okolitým atmosférickým tlakom. Podtlak v nasávacom potrubí je „prístrojový“ tlak, pretože meradlá prirodzene merajú tlakový rozdiel, nie absolútny tlak. Motor však reaguje na hmotnosť vzduchu, nie na úroveň podtlaku, a na výpočet hmotnosti je potrebný absolútny tlak. Hmotnosť vzduchu vstupujúceho do motora je priamo úmerná hustote vzduchu, ktorá je úmerná absolútnemu tlaku, a nepriamo úmerná absolútnej teplote.

Časté zámeny s meradlami pretlaku

Snímače absolútneho tlaku merajú absolútny tlak. Snímače alebo merače pretlaku merajú veľkosť tlaku nad nastaveným absolútnym tlakom. Tento nastavený absolútny tlak je obvykle 100 kPa. Rozdiel sa bežne označuje ako pretlak. Plniaci tlak je relatívny k absolútnemu tlaku – pri zvyšovaní alebo znižovaní tlaku sa zvyšuje aj ten druhý s posunom -100 kPa pre plniaci tlak. Snímač absolútneho tlaku teda bude vždy odčítavať o 100 kPa viac ako merač pretlaku merajúci rovnaké podmienky. Snímač absolútneho tlaku nikdy nebude zobrazovať záporné hodnoty, pretože meria absolútny tlak, kde nula je celková absencia tlaku. Vákuum sa meria ako podtlak vo vzťahu k normálnemu atmosférickému tlaku. Snímače podtlaku môžu zobrazovať záporné hodnoty, čo naznačuje vákuum alebo nasávanie (stav nižšieho tlaku ako okolitá atmosféra). V preplňovaných motoroch. Záporný údaj pretlaku znamená že motor nasáva vzduch rýchlejšie ako je dodávaný. Sanie je zapríčinené škrtením v zážihových motoroch a nie je prítomné vo vznetových motoroch.

Stručne povedané, v štandardnej atmosfére bude väčšina snímačov tlaku merať o jednu atmosféru menej, ako meria snímač absolútneho tlaku. Na úrovni mora je možné previesť snímač relatívneho tlaku na snímač absolútneho tlaku pridaním približne 100 kPa. Odpočítaním 100kPa sa dá konvertovať snímač absolútneho tlaku na snímač relatívneho tlaku.

Testovanie EGR ventilu

Podľa noriem OBD II sa od výrobcov vozidiel vyžadovalo, aby počas jazdy otestovali funkčnosť recirkulácie výfukových plynov (angl. exhaust gas recirculation – EGR). Niektorí výrobcovia na tento účel používajú snímač absolútneho tlaku. V týchto vozidlách majú pre svoj primárny snímač zaťaženia snímač hmotnostného prietoku vzduchu. Snímač absolútneho tlaku sa používa na kontrolu a na testovanie ventilu EGR. Počas spomalenia vozidla (privretím škrtiacej klapky), keď je v nasávacom potrubí nízky absolútny tlak (tj. vysoký podtlak) riadiaca jednotka motora otvorí ventil EGR a potom monitoruje hodnoty snímača MAP. Ak EGR funguje správne, pri vstupe výfukových plynov do nasávacieho potrubia sa v ňom zvyšuje absolútny tlak.

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku MAP sensor na anglickej Wikipédii.