ما هو مستشعر TPS؟

خنق موقف الاستشعارهي مكونات مهمة في محركات السيارات الحديثة، حيث توفر معلومات مهمة حول موضع الخانق لوحدة التحكم في المحرك (ECU).حساسات موضع الخانق وظائفها وأنواعها ومبادئ التشغيل والتطبيقات والتحديات.يلعب TPS دورًا حيويًا في الحفاظ على أداء المحرك وتحسين كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات.مع استمرار تقدم تكنولوجيا السيارات، يظل TPS عاملاً رئيسياً في السعي لتحسين أداء السيارات والاستدامة البيئية.

تعد مستشعرات موضع الخانق (TPS) جزءًا أساسيًا من أنظمة حقن الوقود الإلكترونية المستخدمة في معظم محركات الاحتراق الداخلي الحديثة.فهو يراقب موضع لوحة الخانق وينقل هذه المعلومات إلى وحدة التحكم في المحرك (ECU).تستخدم وحدة التحكم الإلكترونية بيانات TPS لحساب خليط الهواء والوقود المناسب وتوقيت الإشعال وحمل المحرك، مما يضمن أفضل أداء للمحرك في ظل ظروف القيادة المختلفة.هناك نوعان رئيسيان من أجهزة استشعار موضع الخانق: قياس الجهد وعدم الاتصال.

يتكون TPS المحتمل من عنصر مقاوم وذراع ممسحة متصل بعمود الخانق، عند فتح أو إغلاق لوحة الخانق، يتحرك ذراع الممسحة على طول العنصر المقاوم، مما يغير المقاومة ويولد إشارة جهد متناسبة مع موضع الخانق.ثم يتم إرسال هذا الجهد التناظري إلى وحدة التحكم الإلكترونية للمعالجة.يستخدم TPS غير المتصل، والمعروف أيضًا باسم Hall Effect TPS، مبدأ Hall Effect لقياس موضع الخانق.يتكون من مغناطيس متصل بعمود الخانق ومستشعر تأثير هول.

عندما يدور المغناطيس مع عمود الخانق، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا، والذي يتم اكتشافه بواسطة مستشعر تأثير هول، مما ينتج إشارة جهد الخرج.بالمقارنة مع TPS قياس الجهد، يوفر TPS غير الملامس موثوقية ومتانة أعلى لأنه لا توجد أجزاء ميكانيكية على اتصال مباشر مع عمود الخانق.مبدأ عمل TPS هو تحويل الحركة الميكانيكية لصمام الخانق إلى إشارة كهربائية يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية التعرف عليها.

عندما تدور لوحة الخانق، يتحرك ذراع الماسحة الموجود على مقياس الجهد TPS على طول مسار المقاومة، مما يغير خرج الجهد، وعندما يتم إغلاق الخانق، تكون المقاومة عند الحد الأقصى، مما يؤدي إلى إشارة جهد منخفضة.عندما يفتح الخانق، تقل المقاومة، مما يؤدي إلى ارتفاع إشارة الجهد بشكل متناسب.تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بتفسير إشارة الجهد هذه لتحديد موضع الخانق وضبط معلمات المحرك وفقًا لذلك.في حالة عدم الاتصال TPS، يقوم المغناطيس الدوار بتوليد مجال مغناطيسي متغير، والذي يتم اكتشافه بواسطة مستشعر تأثير هول.

ينتج عن ذلك إشارة جهد خرج تتوافق مع موضع صمام الخانق، وعندما يتم فتح لوحة الخانق، تتغير قوة المجال المغناطيسي التي اكتشفها مستشعر تأثير القاعة، وتعالج وحدة التحكم الإلكترونية هذه الإشارة للتحكم في وظيفة المحرك.توجد مستشعرات موضع الخانق في مجموعة متنوعة من محركات الاحتراق الداخلي، بما في ذلك السيارات والدراجات النارية والقوارب والمركبات الأخرى.وهي مكونات حيوية لأنظمة حقن الوقود الإلكترونية وأنظمة التحكم الإلكترونية في الخانق، مما يتيح التحكم الدقيق في أداء المحرك والانبعاثات.

إن الجمع بين أجهزة استشعار موضع الخانق يجلب العديد من الفوائد لأنظمة السيارات الحديثة.يمكّن مستشعر موضع الخانق وحدة التحكم الإلكترونية من تحسين خليط الهواء والوقود وتوقيت الإشعال لظروف القيادة المختلفة من خلال توفير بيانات دقيقة لموضع الخانق، وبالتالي المساعدة بشكل فعال في تحسين أداء المحرك.ومن خلال التحكم الدقيق في نسبة الهواء إلى الوقود، يساعد نظام TPS على تحسين كفاءة استهلاك الوقود، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الوقود والانبعاثات.

الوظيفة الرئيسية

في قلب وظيفته، يكتشف مستشعر موضع الخانق موضع لوحة الخانق، التي تفتح أو تغلق عندما يضغط السائق على دواسة الوقود، مما ينظم كمية الهواء التي تدخل إلى مشعب سحب المحرك.يقوم مستشعر موضع الخانق المثبت على جسم الخانق أو المتصل بعمود الخانق بتتبع حركة شفرة الخانق بدقة ويحولها إلى إشارة كهربائية، عادةً ما تكون قيمة جهد أو مقاومة.يتم بعد ذلك إرسال هذه الإشارة إلى وحدة التحكم الإلكترونية، والتي تستخدم البيانات لإجراء تعديلات في الوقت الفعلي على معلمات المحرك.

إحدى الوظائف الرئيسية لنظام TPS هي مساعدة وحدة التحكم الإلكترونية في تحديد حمل المحرك.من خلال ربط موضع الخانق مع معلمات المحرك الأخرى مثل سرعة المحرك (RPM) وضغط مشعب السحب (MAP)، يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية حساب الحمل على المحرك بدقة.تعد بيانات حمل المحرك أمرًا بالغ الأهمية لتحديد مدة حقن الوقود المطلوبة وتوقيت الإشعال والجوانب الأخرى المتعلقة بالأداء.تتيح هذه المعلومات لوحدة التحكم الإلكترونية تحسين خليط الهواء والوقود.

في السيارات الحديثة المجهزة بنظام التحكم الإلكتروني في الخانق (ETC)، يساعد نظام TPS على تسهيل الاتصال بين مدخلات دواسة الوقود للسائق وحركة دواسة الوقود في المحرك.في نظام الخانق التقليدي، يتم توصيل دواسة الوقود ميكانيكيًا بدواسة الغاز بواسطة كابل.ومع ذلك، في نظام ETC، يتم التحكم في صمام الخانق إلكترونيًا بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية وفقًا لبيانات TPS.توفر هذه التقنية قدرًا أكبر من الدقة والاستجابة، مما يعزز تجربة القيادة والسلامة بشكل عام.

جانب آخر مهم لنظام TPS هو دوره في تشخيص المحرك، حيث تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بمراقبة إشارة TPS بشكل مستمر ومقارنتها بقراءات مستشعرات المحرك الأخرى.يؤدي أي تناقض أو شذوذ في بيانات TPS إلى تشغيل رمز مشكلة تشخيصية (DTC) وإضاءة ضوء "فحص المحرك" على لوحة العدادات.يساعد هذا الميكانيكيين على تحديد المشكلات المحتملة المتعلقة بنظام الخانق أو مكونات المحرك الأخرى لإجراء الصيانة والإصلاحات في الوقت المناسب.