آشنایی با سنسور دمای منیفولد هوا

[بهداد]

آشنایی با سنسور دمای منیفولد هوا
سنسور IAT چیست؟
سنسور دمای هوای ورودی یا IAT که مخفف Intake Air Temperature Sensor می باشد دمای هوای ورودی به موتور را بررسی می کند. کامپیوتر موتور یا ECU به این اطلاعات نیاز دارد تا بر اساس آن چگالی هوا را تخمین بزنید و بتواند نسبت بنزین و هوا را متعادل کند. از آنجایی هوای سرد چگالی بیشتری نسبت به هوای گرم دارد نیاز به بنزین بیشتری دارد تا نسبت آنها (بنزین و هوا) یکسان باقی بماند. کامپیوتر موتور با تغییر مدت زمان (پالس) پاشش انژکتورها نسبت بنزین و هوا را تغییر می دهد. این سنسور در خودروهای قبل از سال 1995 که مجهز به سیستم OBD-II نبودند ممکن است اسم هایی مانند ACT، VAT، MCT، MAT یا CTS داشته باشد.

این سنسور چگونه کار می کند؟
سنسور IAT معمولا در منیفولد هوا یا دریچه گاز نصب می شود بنابراین نوک سنسور با هوای ورودی به منیفولد در تماس است. در موتورهایی که از سنسور MAF (سنجش حجم هوای ورودی) استفاده می کنند در سنسور MAP (سنجش فشار منیفولد) نیز یک سنسور دمای هوا جاسازی شده است. بعضی از موتورها ممکن است بیش از یک سنسور IAT داشته باشند. (مثلا در موتورهای V6 و V8 که دو عدد منیفولد هوا دارند).

سنسور IAT یک نوع دستگاه ترمیستور (حرارت سنج) است به این معنا که مقاومت الکتریکی آن در واکنش با نوسانات دمایی تغییر می کند. از این نظر سنسور IAT مانند سنسور دمای آب عمل می کند. کامپیوتر موتور یک ولتاژ مرجع (معمولا 5 ولت) به سنسور IAT میفرستد و سپس به سیگنال ولتاژی که از طرف این سنسور دریافت می کند توجه کرده و بر اساس آن دمای هوا را محاسبه می کند. این سیگنال ولتاژ برگشتی به ECU نسبت به تغییرات دمای هوا تغییر می کند. بیشتر سنسورهای IAT از نوع حرارت سنج های ضریب دمایی منفی NTC هستند که هنگام سرد بودن مقاومت الکتریکی آنها بالاست و بالا رفتن دما مقاومت آنها کاهش می یابد. ولی بعضی از این سنسورها بر عکس عمل می کنند و حرارت سنج های ضریب دمایی مثبت PTC هستند که هنگام سرد بودن مقاومت کمی دارند و هنگامی که گرم می شوند مقاومت آنها افزایش می یابد. این نوسانات مقاومت در سنسور در ولتاژ برگشتی به ECU تغییر ایجاد می کند. در خودروهای قبل از سال 1995 ممکن است سیگنال حاصل از سنسور دمای هوا برای فعال کردن انژکتور مخصوص استارت هوای سرد نیز استفاده شود. (در صورتی که هوای محیط سرد باشد).

عوامل خرابی سنسور IAT
گاهی اوقات نفوذ احتراق ناقص به منیفولد هوا، کربن گرفتگی یا روغنی شدن منیفولد هوا می تواند باعث آغشته شدن نوک سنسور IAT شود که باعث می شود واکنش آن نسبت به تغییرات ناگهانی دما کند شود. حرارت و عمر زیاد از عوامل دیگری هستند که باعث تاخیر واکنش این سنسور یا حتی از کار افتادن کامل آن می شوند. اتصال الکتریکی ضعیف در سنسور نیز خود عامل دیگری در ایجاد مشکل برای سنسور IAT است. خورده شدن یا شل شدن سوکت سنسور یا آسیب دیدن سیمکشی از سنسور تا ECU در ولتاژ خروجی سنسور IAT تاثیر می گذارد.

علائم خرابی سنسور IAT
اگر سنسور IAT اطلاعات را درست و دقیق نخواند ممکن است ECU اینطور فکر کند که دمای هوا گرمتر یا سردتر از آنچه واقعا هست باشد و بنابراین در محاسبات نسبت بنزین و هوا دچار اشتباه شود. نتیجه آن پیدایش سوخت غنی یا فقیر در موتور است که مشکلاتی از قبیل کارکرد بد موتور هنگام سرد بودن هوا و دور آیدل، لگد زدن یا کله کردن موتور هنگام شتابگیری در حالتی که موتور سرد باشد و ریپ زدن موتور هنگام گرم بودن آن. در خودروهای مجهز به انژکتور مخصوص استارت سرد اگر ECU اطلاعات غلط از IAT بگیرد ممکن است این انژکتور را فعال نکند و باعث شود موتور به سختی روشن شود. همچنین سنسور IAT معیوب ممکن در عملکرد سنسور EGR (سنسور برگشت گازهای خروجی به موتور) نیز تاثیر بگذارد زیرا ECU با سنجش دمای هوا دستور باز شدن سوپاپ EGR را صادر می کند. (در اکثر خودروها ECU از سنسور دمای آب برای این منظور استفاده می کند.) اختلال در عملکرد سیستم کنترل گازهای آلاینده نیز از دیگر تاثیرات منفی معیوب بودن سنسور IAT است.

سنسور معیوبی که دمای هوا را گرمتر از نرمال گزارش کند باعث ایجاد سوخت Lean یا فقیر می شود که احتمال ناک زدن و احتراق ناقص را افزایش داده و باعث افزایش مصرف سوخت و آلایندگی می شود.

سنسور معیوبی که دما را سردتر از نرمال گزارش کند باعث ایجاد سوخت Rich یا غنی شده که در این مورد هم مصرف سوخت و آلایندگی بالا می رود.

البته توجه داشته باشید که بعضی مواقع اینطور به نظر می رسد که عدم تعادل در نسبت بنزین و هوا به خاطر معیوب بودن سنسور IAT به وجود آمده باشد ولی در واقع علت دیگری باعث پدید آمدن این اشکال شده باشد مثلا نشتی خلا در موتور یا حتی گرفتگی کاتالیزور! زیرا مسدود شدن شدید مسیر اگزوز، خلا و جریان هوای منیفولد ورودی را کاهش می دهد و باعث می شود سنسور IAT دما را گرمتر از نرمال گزارش کند (زیرا داغ بودن موتور بر اثر گرفتگی کاتالیزور باعث داغ شدن سنسور IAT می شود.)

تشخیص معیوب بودن سنسور IAT
سنسور دمای معیوب ممکن است ممکن است باعث ثبت کد خطا یا روشن شدن چراغ چک موتور بشود یا در بعضی مواقع احتمال دارد این اتفاق نیفتد. معمولا هنگامی که مدار باز یا اتصالی در مدار سنسور ایجاد شود کد خطا ثبت می شود. اما اگر مشکل سنسور فقط بالاتر و پایینتر گزارش کردن دما یا واکنش کند به خاطر کثیف شدن یا سن بالا باشد معمولا کد خطایی ثبت نمی کند.

روش سریع برای چک کردن وضعیت سنسور IAT استفاده از دستگاه دیاگ برای مقایسه کردن اعداد خروجی آن با اعداد خروجی سنسور دمای آب (هنگام گرم بودن موتور) است. دمایی که یک سنسور IAT سالم گزارش می کند معمولا چند درجه خنک تر از خروجی سنسور دمای آب است.

همچنین می توان مقاومت سنسور IAT را با استفاده از اهم متر تست کرد. کافیست سنسور را از جای خود در بیاورید و دو سر اهم متر را به پین های سنسور یا به سوکت آن متصل کنید تا مقاومت آن را بسنجید. توجه داشته باشید موقع سرد بودن سنسور باید این کار را انجام دهید. سپس با استفاده از سشوار هوای گرم را به نوک سنسور بفرستید (هرگز از مشعل پروپان استفاده نکنید!) و مجددا مقاومت آن را چک کنید. توجه کنید که با بالا رفتن دما باید مقاومت سنسور تغییر کند. اگر با بالا رفتن دما تغییری در مقاومت سنسور ایجاد نشود به معیوب بودن سنسور بوده و باید آن را تعویض کنید. با بالا رفتن دما، اگر سنسور از نوع حرارت سنج منفی باشد باید به تدریج مقاومت آن کاهش یابد و اگر از نوع حرارت سنج مثبت باشد باید به تدریج مقاومت آن بالا رود. اگر ناگهان سنسور مقاومت را بی نهایت نشان دهد یا مقاومت ناچیز و صفر باشد یعنی سنسور خراب است.

برای اینکه واقعا دقیق باشید باید مشخصات مقاومت سنسور دمای هوای خودرو خود را پیدا کنید و سپس مقاومت آن را در رنج پایین، رنج وسط و رنج بالا بسنجید و با مشخصات مقاومت سنسور مطبقت دهید. سنسوری که در هنگام سرد بودن در محدوده مقاومت معین شده عمل کند ممکن است در دماهای بالاتر خارج از محدوده تعریف شده خود دما را گزارش کند (یا بر عکس). چنین سنسوری دقیق نیست و نیاز به تعویض دارد.

مشخصات تست ولتاژ یا تست مقاومت سنسور IAT را می توان در سرویس منوال (دفترچه سرویس و نگهداری) خودرو پیدا کرد.

تعویض یا تعمیر یا تنظیم سنسور:
ساختار سنسوری IAT طوری است که امکان تنظیم آن وجود ندارد ولی اگر کثیف شده باشد ( به شرط سالم بودن) می توان آن را تمیز کرد تا مجددا درست کار کند. رسوبات روی نوک سنسور را می توان با اسپری کنتاک شور یا Electronics Cleaner پاک کرد. از پاک کننده دیگر استفاده نکنید زیرا ممکن است به محفظه پلاستیکی سنسور آسیب برساند یا رسوبات شیمیایی از خود به جای بگذارد که مشکلاتی هنگام رانندگی ایجاد کند.
اگر سنسوری در محدوده مشخصات تعریف شده خود کار نکرد آن را تعویض کنید. عوض کردن سنسور دمای هوا معمولا کار سختی نیست مگر اینکه زیر قطعات بسیاری مدفون باشد و برای رسیدن به سنسور باید اول آنها را باز کنید. هنگام تعویض سنسور دقت کنید که بیش از حد آن را سفت نکنید زیرا باعث آسیب رسیدن به محفظه سنسور یا رزوه ها در منیفولد هوای پلاستیکی می شود.

در شکل زیر می توانید تغییرات ولتاژ و مقاومت سنسور IAT را بر اساس تغییرات دما (بر حسب سانتی گراد و فارنهایت) را برای یکی از خودروهای فورد مشاهده کنید: