Mutlak Basınç Sensörü (MAP) Nedir Ne İşe Yarar ?
Mutlak basınç sensörü, motor yükünün algılanmasını sağlayan en önemli senörlerden biridir. Mutlak basınç sensörü, emme manifoldundaki vakum miktarını algılayarak, bu vakum miktarıyla orantılı olarak bir sinyal üretir. Motor kontrol ünitesi (ECU), bu bilgileri ateşleme avansını ve yakıt enjeksiyon miktarını ayarlamak için kullanır.
Bazı mutlak basınç sensörleri, emilen havanın sıcaklığını da ölçer, yani hem sıcaklık hem basınç sensörü bir arada gibi çalışır.
MAP’ın açılımı: Manifold Absolute Pressure (Manifold mutlak basıncı)’dır. Map sensörüne vakum sensörü de denir.
Motor
yönetimi için, emme manifolduna alınan havanın miktarı ve basıncı belirleyici
rol oynar. Motor kontrol ünitesi; ya emilen havanın basıncına göre, ya da
emilen havanın miktarına göre, motorun yükünü hesaplar. Bunun için; atmosferik
motorlarda emilen hava basınç sensörü
(MAP) veya hava kütle ölçer (debimetre – MAF sensörü) kullanılır. Eğer turbo
motorsa (aşırı şarj); emilen havanın miktarının yanı sıra, emilen havanın
basıcının da ölçülmesi gerekir, bu durumda hem MAP hem de MAF sensörü
bir arada bulunur. Turbolu motorlarda MAPsensörünün
ismi, Turbo Şarj Basınç Sensörü olarak
anılır.
Atmosferik
motor: MAP veya MAF
Turbo motor:
MAP (turbo basınç sensörü) + MAF
Motora
emilen havanın basıncı ve miktarına göre;
*Ateşleme
zamanlaması
*Enjeksiyon
süresi (püskürtme miktarı) ve zamanlaması
*EOBD sistem
denetimi
Vakum: ortamdaki basıncın 1 bar’dan (1 atm) daha düşük olduğu basınç değeridir. Atmosfer basıncı 1 bar’dır. Emme manifoldunda vakum, rölantideyken maksimum olur, basınç yaklaşık 0,3 bar’dır. Yani atmosfer basıncı olan 1 bar’dan 0,7 bar daha düşüktür.(Bkz: Basınç Nedir? Vakum Nedir?)
Motor yüksek devirde çalıştığında, gaz kelebeği tamamen açıktır ve emme vakum değeri düşüktür. , Motor daha fazla havayı içine çeker, hava-yakıt oranının (15/1) korunabilmesi için daha fazla yakıt enjeksiyonu yapılması gerekir. Motor kontrol ünitesi, mutlak basınç sensöründen tam yük bilgisini aldığında, yakıt miktarını arttırarak, hava yakıt karışımını zenginleştirir, böylece motor daha fazla güç üretebilir. Aynı zamanda, motor kontrol ünitesi avansı da ayarlayarak motorun vuruntu yapmasını önler.
Motor yükü azaldığında ve normal sürüş anında, motor daha az güce ihtiyaç duyar ve bu sırada gaz kelebeği çok az açık konumdadır. Bu durumda emme manifoldu vakum değeri değeri artacaktır. Mutlak basınç sensörü bu basınç değişimini algılar ve ECU’ye iletir. ECU, yakıt enjeksiyon miktarını azaltır ve ateşleme avansını düzenler.
Yakıt enjeksiyon miktarı ayarlanırken; Map sensörü sinyali, gaz kelebeği konum sensörü sinyal, motor devri sinyali, su sıcaklığı sinyali, emilen havanın sıcaklığı sinyali gibi diğer verilerle de kullanılır, gerekli düzeltmeler yapılır.
Mutlak Basınç Sensörünün Çalışma Prensibi Nedir?
Mutlak basınç sensrüne, manifold mutlak basınç sensörü de denmektedir. Bu sensöre “basınç sensörü” denmemesinin sebebi, sadece emme manifoldunun içindeki basıncı (vakumu) ölçmesi sebebiyledir. Motor çalışmıyorken, normal dış ortamdaki basıncı ölçen barometre gibidir. Motor çalıştırıldığında, pistonların emme zamanında oluşturdukları vakum sebebiyle, emme manifoldunda vakum oluşur. Motor çalışırken tam gaz yapıldığında yani gaz kelebeği sonuna kadar açıldığında, emme manifoldundaki vakum azalır ve hatta sıfıra iner, böylece emme manifoldundaki basınçla dış ortamdaki basınç eşit hale gelir. (Dış ortamdaki atmosfer basıncı 1 bar’dır).
Motor rölantide çalışırken, emme manifoldundaki vakum değeri
yüksektir. Emme manifoldundaki en yüksek vakum değeri, gaz kelebeği kapalıyken
(sürücü gaza basmazken) ve araç yavaşlıyorken oluşur.
Motor çalıştırılmadan önce, kontak anahtarı çevrilip açıldığında
“IGN” – “ON” pozisyonuna getirildiğinde, motor kontrol ünitesi mutlak basınç
sensöründeki basınç bilgisine bakarak, o anda aracın bulunduğu yerdeki
atmosferik (dış ortam) basıncını belirler.Böylece MAP sensörü motor
çalışmıyorken bir barometre gibi de çalışır. Dış ortamdaki atmosferik basıncın
bilinmesi, emme manifoldundaki mutlak basıncın (vakumun) hassas olarak
hesaplanabilmesinde ve ateşleme-enjeksiyon ayarlarının yapılmasında kullanılır.
Turbo şarjlı veya süperşarjlı motorlarda emme manifoldundaki
basınç değişimi biraz farklıdır, turbo beslemesi sebebiyle emme manifoldundaki
basınç pozitif değerde olacaktır (vakum olmayacak, basınç 1 barın üzerinde
olacaktır), fakat bu durum mutlak basınç sensörü açısından sorun değildir, bu
sensör emme manifoldundaki “mutlak” basıncı ölçüp elektronik kontrol ünitesine
iletir.
Elektronik yakıt enjeksiyon sisteminde, motor yönetilirken
bir çok sensörden alınan bilgiler kullanılır. Örneğin, motor devrine bağlı
olarak mutlak basınç sensöründen anlık olarak basınç değeri alınır, soğutma
suyu sıcaklık sensöründen motor sıcaklığı bilgisi ve emilen hava sıcaklık sensöründen
havanın sıcaklık bilgisi havanın alınarak, motora tam olarak ne kadar havanın
alındığı ölçülmüş olur. Aynı zaman motor kontrol ünitesi, egzoz hattındaki
oksijen (lambda) sensöründen gelen sinyallere ve EGR valfinin pozisyon
bilgisine de bakarak, yakıt-hava karışımını en ideal oranda ayarlamaya çalışır.
Mutlak Basınç Sensörü Çeşitleri Nelerdir?
* Analog mutlak basınç sensörü
* Dijital mutlak basınç sensörü
Analog Mutlak Basınç Sensörü
MAP sensörü esnek bir diyafram ile ayrılmış iki odadan oluşur. Bir odası; (kapalı ya da dış havaya açık) “referans hava” odası. Diğeri ise bir lastik hortum veya doğrudan bağlantı yoluyla motordaki emme manifolduna bağlı olan vakum odasıdır. MAP sensörü bir hortumla ya da direkt olarak emme manifolduna takılıdır.
MAP sensörüne içindeki basınca duyarlı elektronik devre diyaframın hareketini izler ve basınca orantılı olarak değişen bir voltaj sinyali üretir. Bu, tipik olarak 1 ila 5 volt arasında değişen bir analog voltaj sinyali üretir.
Analog mutlak basınç sensöründe 3 tane bağlantı ucu vardır.
*ECU’den 5 voltluk bir referans gerilimi
* Şasi (-) ucu
* Geri dönüş sinyal ucu
Gaz kelebeği açıldığunda ve vakum değeri düştüğünde, mutlak basınç sensörü gerilimi yükselecektir. Gaz kelebeği tam açıkken 4,5 – 5 voltluk gerilim oluşurken, rölanti devrinde 1-2 voltluk gerilim oluşur.
Dijital Mutlak Basınç Sensörü
Dijital mutlak basınç sensörü de motor yüklemesini (hava basınç farklı olarak) algılar fakat gönderdiği sinyal analog değil dijitaldir. Bu sensörde ilave bir devre vardır ve 5 voltluk kare (sayısal) dalga sinyaller üretir (açık- kapalı). Vakum değeri azaldığında voltaj frekansı artar.
Motor rölantideyken ya da yavaşlıyorken emme manifoldu vakum değeri artar, mutlak basınç sensör çıkışı 100 Hz’e (Hertz – saniyedeki tekrar sayısı) veya daha az değere düşer.
Tam gaz yapıldığında, yani gaz kelebeği tamamen açık olduğunda, emme manifoldu vakumu neredeyse yoktur. Bu durumda mutlak basınç sensör çıkışı 150 Hz’e çıkar.
(Bilgi: Vakum sıfır olduğunda, emme manifoldundaki basınç = atmofer basıncı = 1 bar’dır.)
Mutlak Basınç Sensörü Arızaları Nelerdir ? Map Sensörü Arıza Belirtileri ve Kontrolleri
Mutlak basınç sensörü bozulursa, motor çalışır fakat çekiş düşer, ilk harekete geçişte zorlanır, rölanti düzensizdir – dalgalanır, yakıt sarfiyatı artar, egzozdan fazla duman atar. Fazla yakıt enjeksiyonu (zengin karışım) sebebiyle katalitik konvertörü bozabilir.
Map Sensörü arızası-kontrolleri ve çözümü için:
(Bkz: Map Sensörü OBD Arıza Kodları P0105 P0106 P0107 P0108 P0109)
(Bkz: Map Sensörü Arızasının Kontrol Edilmesi ve Arızanın Çözümü)
Map sensörü arıza kontrolü nasıl yapılır.
Map sensörleri genede emilen havanın sıcaklığını da ölçerler, yani bir emme havası sıcaklık sensörü (IAT sensörü) gibi de çalışırlar.
Eğer sensör soketi 4 pinliyse (uçluysa), havanın sıcaklığını da ölçüyor demektir.
1. pin: Şasi (eksi)
2. pin: Sıcaklık sensörü
3. pin: Besleme ucu 5 volt
4. pin: Sensör voltaj çıkış ucu (sinyal çıkışı ucu)
Eğer sensör soketi 3 pinliyse sadece basınç ölçer
1. pin: Sensör voltaj çıkış ucu (sinyal çıkışı ucu)
2. pin: Şasi (eksi)
3. pin: Besleme ucu 5 volt
ECU’den besleme gerilimi 5 volttur. Sensörün arızalı olup olmadığını anlayabilmek için, “Çıkış sinyali-voltajı” ölçülmelidir. Voltmetrenin + ucu çıkış pinine, – ucu ise şasi pinine tutulur.
Çıkış voltaj değerleri, motorun çalışma şartlarına göre değişecektir, çünkü basınç da buna göre değişir. Kablo soketi takılı durumda olmalıdır.
Kontak açık ve motor çalışmıyor: çıkış voltajı 4 – 4,5 volt (yaklaşık 4,5 volt) olmalı. Eğer voltaj 0-0,3 volt kadar çok az veya 5 volt gibi çok fazlaysa, sensör bozuktur.
Motor rölantide çalışıyor: Çıkış voltajı 0,5 volt ila 2 volt arasında olmalı.
Motor çalışıyor, tam gaz yapılmış halde (gaz kelebeği sonuna kadar açık): Çıkış voltajı 4 ila 4,7 volt arasında olmalıdır. (NOT: Sensörün referans katalog değerlerini baz alınız)
Demek ki gaza basıldıkça, emme manifoldundaki basınç artıyor, basınç arttıkça çıkış voltajı artıyor. Zaten atmosferik bir motorda emme manifoldu basıncı en fazla 1 bar olabilir, bu durumda en fazla voltaj çıkışı yaklaşık 4,7 volt.
Rölantide basınç azalıyor, vakum artıyor, çıkış voltajı azalıyor.
Mutlak basınç sensörünün çalışmasında bir sorun olduğunda, hava-yakıt karışımında ve ateşleme zamanlamasının (avansının) ayarlanmasında olumsuzluklar yaşanır.
*Mutlak basınç sensörü soket ve bağlantı kablosunda gevşeklik-kopukluk-kısa devre gibi arızalar olabilir. Kontrol edilmeli, varsa sorun giderilmelidir.
*Emme manifoldunda çatlak veya kırık-delik olabilir, varsa bağlantı hortumlarında delik olabilir. Vakum kaçağı meydana gelebilir. Bu durumda manifoldun vakum-basınç değerlerinin hesaplanması yanlış olacaktır. Bu ihtimaller kontrol edilmeli.
Mutlak basınç sensörü değişimi yapılırken, doğru yedek parçanın takıldığından emin olmak gerekir. Aracın yılı, modeli ve motor tipine uygun mutlak basınç sensörü takılmalıdır. Sensörler arasındaki kalibrasyon farkları, motor yönetim sistemini ve motor performansını etkiler.Eğer mutlak basınç sensörü bir hortumla emme manifolduna bağlanmış ise, 5 yılda bir değiştirilmelidir.
Map Sensörü arızası-kontrolleri ve çözümü için:
(Bkz: Map Sensörü OBD Arıza Kodları P0105 P0106 P0107 P0108 P0109)
(Bkz: Map Sensörü Arızasının Kontrol Edilmesi ve Arızanın Çözümü)
Mutlak Basınç Sensörü Nerededir ? Motordaki Konumu ?
Günümüz araçlarında mutlak basınç sensörü emme manifolduna, sonda şeklinde takılmış ve vidalanmıştır. Kablo bağlıtısı için üzerinde soket bulunur.
Bazı motor tiplerindeyse emme manifoldunda bulunmaz, manifolda bir lastik hortumla bağlanmıştır durumdadır.
(Mutlak basınç (MAP) sensörünün arabadaki yeri: emme manifoldunda)
(Mutlak basınç (MAP) sensörünün arabadaki yeri: emme manifoldunda)
(Mutlak basınç (MAP) sensörünün arabadaki yeri: hortumla emme manifolduna bağlanmış)
Yükseklik Sensörü (ECU Üzerinde)
Yeni nesil otomobillerde, MAP sensörüyle beraber (veya dışında), artık aracın bulunduğu yüksekliğe göre değişen atmosfer basıncı ölçmek için, Elektronik kontrol ünitesinin üzerinde bir yükseklik sensörü bulunmaktadır. Böylece, ECU her an bulunulan ortamdaki atmosfer basıncı bilgisini algılamakta ve yakıt enjeksiyon – ateşleme sistemindeki ayarlamaları buna göre yapmaktadır. Yükseklik
arttıkça atmosfer basıncı azalır. Sensör, aracın bulunduğu konumdaki atmosfer basıncını
algılar. Böylece turbo şarj basıcının ayarlanması iyileştirilir. Sensör
arızalanırsa yüksek rakımlarda performans azabilir, egzozdan siyah duman atar.
Motora
emilen havanın basıncı, sıcaklığı ve miktarının ölçülmesiyle ilgili çeşitli
sensörler ve sensör kombinasyonları kullanılır, aşağıda bu yapılar genel olarak
açıklanmıştır.
*Barometrik Basınç Sensörü + Emilen
Hava Sıcaklık Sensörü + Hava Kütle Ölçer (MAF Sensörü): Sadece atmosferik basıncı ölçen
barometrik basınç sensörü. Bu sensör 0 ile 1 bar arasındaki barometrik basıncı
ölçer, yani kullanılma amacı motorun
bulunduğu ortamdaki atmosfer basıncını ölçmektir. Barometrik basınç sensörü
bulunan araçta, hava kütle ölçer (MAF) sensörü de bulunmaktadır, bu sayede
motora emilen havanın kütlesi ölçülerek yakıt enjeksiyonu ve ateşleme
zamanlaması ayarlanır. Buna ilave olarak, motorda bir de emilen hava sıcaklık
sensörü (IAT) de bulunur, bu sensör de emilen havanın sıcaklığını ölçerek
ECU’ye bildirir.
*MAP Sensörü (Manifold Mutlak Basınç
Sensörü) + Emilen Hava Sıcaklık Sensörü: Daha eski motor sistemlerinde, manifold mutlak basıncını
ölçmek için bir MAP sensörü kullanılır, bu sensör sadece basınç ölçer (3
pinlidir: şasi, +5V besleme ve ECU’ye sinyal çıkış ucu). MAP sensörü sadece
basınç ölçtüğü için, emilen havanın sıcaklığının ölçülmesi için bir de ilave
olarak “Emilen hava sıcaklık sensörü (IAT)” bulunur, bu sensör iki pinlidir. Bu
konsepte sahip atmosferik motorlarda genelde MAF sensörü bulunmaz.
*MAP Sensörü (Manifold Mutlak Basınç
Sensörü): Daha yeni
nesil motorlarda kullanılan MAP sensörleri hem emilen havanın basıncı hem de
sıcaklığını ölçerler, bu sensörler 4 pinlidir: 5V volt besleme, eksi (şasi)
hattı, Basınç sinyal çıkış hattı ve Sıcaklık sinyal çıkış hattı. MAP sensöründe
dahili bir emilen hava sıcaklık sensörü (IAT) bulunduğu için, ayrıca bir IAT
sensörü konulmasına gerek yoktur.
*Sadece Hava Kütle Ölçer (MAF
Sensörü): Motora emilen
havanın kütlesi ve sıcaklığı MAF sensörüyle ölçülür ve buna göre yakıt
enjeksiyon miktarı ve ateşleme zamanlaması ayarlanır. Bu motorlarda MAP sensörü
bulunmaz.
*MAF Sensörü + Turbo Basınç Sensörü: Genelde turbo beslemeli motorlarda
kullanılan sistemdir. Emilen havanın kütlesi MAF sensörüyle ölçülürken, emilen
havanın basıncı (turbo basıncı) ise Turbo basınç sensörüyle ölçülür.