MAP-ANTURI / LATAUSPAINEANTURI

Mikä on imuilman paineanturin tehtävä?

Moottorin imupuolen paineen mittaamiseen käytettävät anturit ovat usein osa auton sytytys- ja polttoaineen ruiskutuksen säätöä, sekä mahdollisen ahtopaineen säätelemistä. Näitä antureita kutsutaan usein MAP-antureiksi ja imuilman paineantureiksi / ahtopaineantureiksi. Ero MAP-anturin ja ahtopaineen mittaamiseen käytettävän anturin välillä on niiden sijainti ja mittausalue. Antureiden tekniikka ja rakenne ovat kuitenkin samat.

Anturi on tavallisesti analoginen, mutta harvinaisissa tapauksissa digitaalinen. Riippumatta tyypistä anturissa on kolme johtoa: Referenssijännite (5V), signaalijännite ja maadoitus. Anturi koostuu kahdesta erillisestä tilasta (kammioista), jotka on erotettu joustavalla kalvolla. Toisessa kammiossa on ilmakehän paine tai tyhjiö (riippuen siitä, mitä mallissa käytetään vertailuarvona), kun taas toinen kammio on kytketty imuputkeen. Anturin piiri rekisteröi kalvon liikkeet ja tuottaa sen jälkeen jännitteen, joka on käänteisesti verrannollinen alipaineeseen. Koska ilmakehän paine vaihtelee ilmaston ja merenpinnan korkeuden mukaan, tämä mitataan ja tallennetaan, kun virta kytketään päälle ennen moottorin käynnistymistä. Useimmissa tapauksissa tämä toiminto on integroitu anturiin, mutta joissakin autoissa on myös erillinen anturi ilmakehän paineen mittaamiseksi (engl. barometric sensor).

MAP-anturi ja MAF-anturi – mitä eroa niillä on?

MAP tulee sanoista Manifold Absolute Pressure, eli imusarjan absoluuttinen paine. MAP-anturia ei pidä sekoittaa MAF-anturiin (ilmamassamittariin), vaikka molempien tarkoitus on sama: mitata tai laskea moottoriin tulevan ilman virtaus, jotta sytytys ja polttoaineen ruiskutus voidaan säätää sen mukaisesti. MAP-anturi mittaa imusarjan alipaineen, jota voidaan käyttää yhdessä imuilman lämpötilan, moottorin kierrosluvun ja iskutilavuuden kanssa laskemaan moottoriin virtaavan ilman määrä. Joissakin autoissa imuilman lämpötila-anturi on integroitu MAP-anturiin, kun taas toisissa se on erillinen komponentti.

Useimmat modernit autot käyttävät ilmamassamittaria, koska tämä on tarkempi menetelmä moottoriin virtaavan ilman määrän mittaamiseen. Harvinaisissa tapauksissa käytetään sekä MAP-anturia että ilmamassamittaria, jolloin MAP-anturin dataa voidaan hyödyntää ilmamassamittarin toiminnan varmistamiseen ja tukeen sekä sytytyksen ja polttoaineen ruiskutuksen hienosäätöön.
Ilmamassamittari mittaa ilmavirran ennen kaasuläppää ja MAP-anturi mittaa imusarjan absoluuttipainetta eli kaasuläpän jälkeen. MAP-anturin etuna ilmamassamittariin verrattuna on sen sijoituspaikka: jos ilmavuoto tapahtuu jossain imusarjassa tai sen liitännöissä kaasuläpän jälkeen, ilmamassamittari ei havaitse tätä. Tässä tapauksessa MAP-anturi mittaa odotettua pienemmän alipaineen, minkä auton ohjausyksikkö havaitsee.

MAP-anturi vai ahtopaineanturi?

Ylipaineistetussa moottorissa (turboahdin/kompressori) on usein vastaava anturi asennettuna ahtoilmanjäähdyttimen (intercoolerin) jälkeen mutta ennen kaasuläppää, ja sitä kutsutaan ahtopaineanturiksi MAP-anturin sijaan. Ahtopaineanturin ensisijainen tehtävä on mitata ylipainetta imusarjassa ennen kaasuläppää. Turbomoottoreissa syntyy suuri ylipaine imusarjaan silloin, kun kaasuläppä sulkeutuu ennen kuin turbon tuottama ahtopaine säädetään wastegaten avulla. Koska anturi on sijoitettu ennen kaasuläppäkoteloa, ajoneuvon ohjausyksikkö voi käyttää ahtopaineanturin lähtösignaalia säätääkseen ahtopainetta imusarjassa ohjaamalla enemmän pakokaasuja hukkaportin kautta.

Anturin lähtösignaali

Sekä MAP-anturi että ahtopaineanturi tuottavat signaalin (jännitteen), joka on käänteisesti verrannollinen imupuolen alipaineeseen (suurempi alipaine = alhaisempi jännite). Suurin alipaine (lähes tyhjiö) syntyy moottorijarrutuksessa, kun kaasuläppä on suljettuna ja moottorin puristus luo imusarjaan alipainetta. Kun moottori kuormitetaan maksimaalisesti eli kaasuläppä on täysin auki, alipaine vähenee. Ylipaineellisissa moottoreissa syntyy ylipainetta, ja moottoreissa ilman ylipainetta imusarjan paine lähestyy ilmanpaineen tasoa.

Analogisessa alipainemittaukseen tarkoitetussa MAP-anturissa tyypilliset lähtöjännitteen arvot ovat noin 0,5 V tyhjäkäynnillä ja 4,5 V kaasun ollessa täysin auki. Harvinaisempi digitaalinen anturi tuottaa 5 V jännitesignaalin, jonka taajuus vaihtelee paineen mukaan: taajuus kasvaa paineen noustessa, eli matalin taajuus saavutetaan täydellisessä tyhjiössä.



Jos anturi on tarkoitettu sekä ali- että ylipaineen mittaamiseen (ahtopaineanturi), suurin jännite tuotetaan korkeimmalla ylipaineella sen sijaan, että se tuotettaisiin ilmanpaineessa, kuten MAP-anturissa. Ahtopaineanturin mittausalue voi vaihdella mallikohtaisesti, mutta lähtösignaali (jännite) on periaatteessa samanlainen. Alla esitetään kahden eri mittausalueen ahtopaineanturin lähtösignaalit. Sininen käyrä esittää anturin lähtösignaalia mittausalueella 10–300 kPa absoluuttipaine (2 barin ylipaine) ja punainen käyrä mittausalueella 30–400 kPa absoluuttipaine (3 barin ylipaine).



Jos ahtopainetta nostetaan moottorin tehon lisäämiseksi, voi olla tarpeen vaihtaa ahtopaineanturi malliin, jolla on suurempi mittausalue. Tällöin myös auton ohjelmisto on päivitettävä, jotta ohjausyksikkö tulkitsee anturin signaalin oikein. Jos ahtopaineanturi vaihdetaan edellä olevan esimerkin mukaisesti (sinisestä käyrästä punaiseen), ohjausyksikkö tulkitsee ahtopaineen todellista matalammaksi jännitearvon perusteella, ellei ohjelmistoa mukauteta uuden anturin mukaiseksi.

Mitä tapahtuu, kun imuilman paineanturi menee rikki?

Viallinen MAP-anturi aiheuttaa yleensä vikakoodeja kuten P0105 - P0109 sekä oireita kuten epätasainen tyhjäkäynti, alentunut moottoriteho ja kohonnut polttoaineenkulutus. Kohonnut polttoaineenkulutus voi myös johtua imusarjan vuodosta. Mikäli imusarjassa on vuoto, MAP-anturi mittaa korkeampaa painetta kuin normaalisti syntyvä alipaine moottorin kuormittamattomassa tilassa. Tällöin anturin signaali ohjausyksikölle tulkitsee tilanteen siten, että kaasuläppä on auki, ja moottoriin ruiskutetaan enemmän polttoainetta.

Viallinen ahtopaineanturi aiheuttaa usein vikakoodeja kuten P0235 - P0238. Suojatakseen komponentteja liian korkealta paineelta, ahtopainetta rajoitetaan usein, mikä johtaa huomattavasti alentuneeseen moottoritehoon. Turbomoottoreissa ahtopaine vähennetään ohjausyksikön toimesta johtamalla enemmän pakokaasuja wastegaten kautta, koska ahtopaineanturin signaali ei ole enää luotettava.

Missä on onko paineanturi asennettu?

MAP-anturi on asennettu kaasuläpän jälkeen, joko suoraan imusarjaan tai erillisen kumi-/silikoniletkun kautta. Ahtopaineanturi on asennettu turbon jälkeen ennen kaasuläppää, usein lähelle kaasuläppää, ahtoilmanjäähdyttimen (intercoolerin) jälkeen. Alla on esimerkki moottorista, jossa käytetään sekä MAP-anturia että ahtopaineanturia.