Mūsdienās automašīnas ir piekrautas ar sensoriem, kas palīdz taupīt degvielu, vienlaikus nodrošinot motoru gludu darbību. Šie mazie ierīces uzrauga, kas notiek motorā, un ļauj datoram (ko sauc par ECU) katru sekundi veikt simtiem sīku korekciju. Galvenie no tiem ir skābekļa sensori, ierīces, kas mēra gaisa plūsmu, kas nonāk motorā, kā arī cits sensors, kas seko līdzi parasti aukstumsvira stāvoklim jebkurā brīdī. Visas šīs ierīces nosūta tiešraides informāciju atpakaļ datoram, lai tas varētu regulēt degvielas un gaisa maisījuma daudzumu, noteikt, kad jāuzliesmo dzirkstele, un galvenokārt nodrošināt efektīvu sadegšanu. Kad kāds spēcīgi nospiež gāzes pedāli, speciālie sensori aktivizējas, lai precīzi pielāgotu degvielas ievadi atbilstoši motoram apgriezienu skaitam. Tas nozīmē mazāk izšķiestas degvielas, kas izplūst caur izplūdes cauruli, kā arī labāku vispārējo veiktspēju vadītājiem, kuri vēlas, lai viņu automašīna ātri reaģētu, neiztērējot pārāk daudz degvielas.
Mūsdienu dzinēju vadības sistēmas tagad iekļauj aptuveni 15 līdz 20 dažādus sensorus gan hibrīda, gan turbolādētos dzinējos, visi tie strādā kopā, lai sasniegtu ideālo līdzsvaru starp jaudu un degvielas patēriņu. Dzirksteļaizdedzes sensori ir īpaši svarīgi, lai noteiktu bīstamās priekšlaicīgās aizdegšanās situācijas dzinējos ar augstāku kompresijas attiecību. Kad šie sensori fiksē kaut ko nepareizu, tie nekavējoties nosūta signālu ECU, lai pielāgotu dzirksteles momentu. Saskaņā ar dažiem jaunākajiem 2024. gada dzinēju vadības pārskata datiem, visa šī sensoru tīkla konfigurācija faktiski var palielināt degvielas efektivitāti līdz pat 12 procentiem salīdzinājumā ar vecā tipa sistēmām, kas nevarēja adaptēties reāllaikā. Diezgan iespaidīgi sasniegumi par kaut ko, ko lielākā daļa vadītāju pat nepamanās zem motora pārsega.
Autoražotāji izmanto adaptīvas stratēģijas, izmantojot sensoru vadītas atgriezeniskās saites cilkus, lai nepārtraukti uzlabotu dzinēju darbību:
| Sensora tips | Optimizācijas ietekme |
|---|---|
| Degvielas temperatūra | Samazina degvielas izšķiešanu aukstā palaišanā par 18% |
| Izplūdes spiediens | Uzlabo turbokompresora reakciju par 22% |
| Kolēna pozīcija | Palielina ievada precizitāti |
Šie slēgtās tipa sistēmas palīdz samazināt gada degvielas izmaksas par 200–450 ASV dolāriem tipiskiem vadītājiem, saglabājot dzinēja kalpošanas laiku, pamatojoties uz Encon Industries (2023) analīzi.
Ogļskābes sensori, ko sauc arī par O2 sensoriem, būtībā mēra atlikušo skābekli izplūdes gāzēs pēc degšanas procesa. Šie sensori darbojas kā īstlaika ķīmiskie monitori, kas palīdz kontrolēt, cik efektīvi dzinējs sadedzina degvielu. Attiecībā uz benzīna dzinējiem tie ļauj dzinēja vadības blokam nepārtraukti uzturēt ideālo gaisa un degvielas attiecību apmēram 14,7 pret 1. Mūsdienu automobiļi ar slēgtā cikla sistēmām patiesībā var veikt šādas korekcijas līdz desmit reizēm katru sekundi! Saskaņā ar ASV Inženieru automobiļu biedrības (SAE) 2023. gada pētījumu, tik bieža uzraudzība samazina izšķērdēto degvielu par 12 līdz 18 procentiem salīdzinājumā ar vecākajām atvērtā cikla sistēmām.
Nepilnīgi skābekļa sensori ir vieni no galvenajiem vaininiekiem, kad tiek veltīgi izšķērdēts degvielas daudzums. Saskaņā ar ASV Vides aizsardzības aģentūras 2022. gada pētījumu, aptuveni katrās ceturtās no 10 automašīnām ar nodilušiem sensoriem degvielas patēriņš pieauga par 10 līdz 15 procentiem. Vidējam amerikāņu autovadītājam tas nozīmē papildus aptuveni 220 ASV dolāru izdevumus degvielai katru gadu. Notiekošais ir diezgan vienkāršs. Kad uz šiem sensoriem uzkrājas netīrumi, tie sāk nosūtīt nepareizus signālus automašīnas datoram. Dators tad domā, ka dzinējam nepieciešams vairāk degvielas, nekā tas patiesībā prasa, tāpēc pārpilda sistēmu. Tas ne tikai liek dzinējam darboties bagatīgāk, nekā nepieciešams, bet var arī palielināt kaitīgo emisiju līmeni līdz trīs reizēm virs normas. Turklāt visas šīs papildu degvielas sadedzināšanas sekas ātrāk nodilst dārgie katalītiskie neitralizatori, nekā tam būtu jānotiek.
| Iezīme | Tradicionālie cirkonija oksīda | Platjoslu |
|---|---|---|
| Mērījumu diapazons | Šaurs (λ 0,7–1,3) | Plats (λ 0,5–4,0) |
| Atbildes laiks | 50–200 ms | <50 ms |
| Degvielas efektivitātes pieaugums | Bāzes līnija | +2–5% |
Platjoslu sensori tagad tiek izmantoti 78 % 2024. gada turbo modelos, nodrošinot labāku gaisa un degvielas attiecības regulēšanu mainīgos uzplūdes un slodzes apstākļos — šīs spējas tradicionālajiem cirkonija sensoriem trūkst.
Masas gaisa plūsmas (MAF) sensori būtībā uzrauga, cik daudz gaiss nonāk dzinējā un kāds ir tā svars, lai dators precīzi zinātu, cik daudz degvielas jāiepumpē. Šie sensori palīdz uzturēt gaisa un degvielas attiecību apmēram 14,7 pret 1, kas padara dzinējus tīrākus un efektīvākus, vai nu braucot pa pilsētas satiksmi vai braucot pa šoseju. Labs ir arī tas, ka šie sensori ir diezgan precīzi, lielākoto tiesu paliekot ietvaros plus mīnus 2 procenti. Un, tā kā tie var pielāgot degvielas piegādi līdz piecdesmit reizēm sekundē, tie ļoti labi reaģē uz mainīgiem apstākļiem. Pētījums, ko veikuši speciālisti no Automotive Airflow Technology, parādīja, ka automašīnas ar MAF sensoriem patiešām patērē par sešiem līdz deviņiem procentiem mazāk degvielas salīdzinājumā ar vecākiem modeļiem, kuri izmantoja ātruma blīvuma aprēķinus. Tas ir saprotams, jo pareiza degvielas daudzuma nodrošināšana pareizā laikā vienkārši darbojas labāk visiem iesaistītajiem.
Piesārņojums no eļļas tvaikiem, putekļiem vai oglekļa nogulsnēm var izkropļot MAF rādījumus līdz pat 10 %, traucējot gaisa un degvielas līdzsvaru. SAE International pētījums (2021) parādīja, ka piesārņoti MAF sensori samazināja efektivitāti par 12 % turboiekārtoto dzinēju gadījumā, palielinot degvielas patēriņu pilsētas režīmā par 0,8 L/100km. Biežākie simptomi ietver:
| Iezīme | Karstās spirāles | Karstās plēves |
|---|---|---|
| Atbildes laiks | 15 ms | 8 ms |
| Piesārņojuma izturība | Mērens | Augsts |
| Ilgtspējīga aizkustināšanās | ±3% pēc 50 tūkstoš jūdžu | ±1,2% pēc 50 tūkstoš jūdžu |
Karstās plēves sensori tagad tiek izmantoti 74% jaunāko transportlīdzekļu, jo tiem ir lielāka izturība un 0,5% augstāka AFR precizitāte reālos apstākļos. To slāņveida konstrukcija samazina termisko ietekmi, padarot tos īpaši efektīvus hibrīdos ar biežām starta-stop funkcijām.
Mūsdienu transportlīdzekļi balstās uz sensoru tīklu atbalsta auto sensori kas darbojas kopā ar primārajiem degvielas padeves komponentiem, lai maksimāli palielinātu efektivitāti mainīgos mehāniskos un vides apstākļos.
Dzinēja apgriezienu sensors fiksē zobrata rotāciju, nodrošinot, ka degvielas ievadi izpilda sinhroni ar pistona stāvokli. Pat nelielas laika kļūdas – mērot milisekundēs – var izraisīt nepilnīgu sadegšanu un degvielas izšķiešanu. Pareiza sinhronizācija pilsētas braukšanā, kur bieži notiek apstāšanās un palaišana, var uzlabot degvielas ekonomiju līdz pat 5%.
Turbokompresoru dzinējos ieejas kolektora spiediena (MAP) un izplūdes spiediena sensori regulē uzspiedu gāzes padoti un pretspiedienu. Vairāk nekā 87 % no 2023. gada turbomodeliem izmanto divvirzienu spiediena atgriezenisko saiti, lai samazinātu turbogaitu par 15–20 %, vienlaikus nodrošinot stehiometrisku sadegšanu. Tas garantē jaudas pieaugumu, nekompromitējot degvielas efektivitāti.
NTC (negatīvās temperatūras koeficienta) sensori uzrauga dzesēšanas šķidruma un ieejas gaisa temperatūru, palīdzot ECU pārvaldīt bagātināto maisījumu aukstā palaišanā. Dzinēji patērē par 20–30 % vairāk degvielas sasilšanas laikā, jo eļļa ir biezāka un maisījums bagātāks. Ar precīziem termiskajiem datiem NTC sensori samazina emisijas aukstā palaišanā par 18 % un ļauj veikt degvielas korekcijas, ņemot vērā augstumu un gaisa blīvumu.
| Sensora tips | Efektivitātes ieguldījums | Ietekme uz degvielas ietaupījumiem |
|---|---|---|
| Motora ātrums | Ignīcijas momenta sinhronizācija | £ 5% |
| Spiediens (MAP) | Turbo uzspiedu optimizācija | 7–10% |
| NTC temperatūra | Aukstās palaišanas maisījuma korekcija | £ 12% |
Kopā šie sensori veido reaģējošu, adaptīvu sistēmu, kas samazina atšķirību starp laboratorijā noteikto un reālajos apstākļos sasniegto degvielas efektivitāti, nodrošinot optimālu veiktspēju visās braukšanas situācijās.
Auto sensori ir ierīces, kas uzstādītas transportlīdzekļos, lai uzraudzītu dažādus dzinēja parametrus. Tie nosūta informāciju Dzinēja vadības blokam (ECU), kas veic reāllaika pielāgojumus, lai optimizētu degvielas patēriņu un dzinēja veiktspēju.
Skābekļa sensors mēra izplūdes gāzēs esošo skābekļa daudzumu, palīdzot uzturēt optimālu gaisa un degvielas attiecību efektīvai sadegšanai, kas rada labāku degvielas efektivitāti.
Nederīgs skābekļa sensors var izraisīt nepareizus degvielas maisījuma rādījumus, kas noved pie palielināta degvielas patēriņa un sliktas dzinēja veiktspējas.
Masas gaisa (MAF) sensori mēra gaisa daudzumu, kas iekļūst dzinējā, ļaujot ECU ievadīt pareizo degvielas daudzumu, tādējādi optimizējot sadegšanu un degvielas efektivitāti.
Karstās stieples MAF sensoriem ir vidēja piesārņojuma izturība un reakcijas laiks 15 ms, savukārt karstās plēves MAF sensoriem ir augstāka piesārņojuma izturība, ātrāks reakcijas laiks — 8 ms — un labāka ilgtermiņa stabilitāte.
EN