فشارهوای ورودی مانیفولد

حسگر فشار هوای ورودی مانیفولد (Manifold Absolute Pressure Sensor یا MAP) یکی از اجزای مهم در سیستم مدیریت موتور خودروها است. این حسگر فشار مطلق هوای ورودی به مانیفولد را اندازه‌گیری می‌کند و اطلاعات را به واحد کنترل موتور (ECU) ارسال می‌کند. ECU از این داده‌ها برای تنظیم مخلوط هوا و سوخت و زمان‌بندی احتراق استفاده می‌کند تا عملکرد موتور بهینه شود.

عملکرد حسگر MAP:

محل نصب: معمولاً روی مانیفولد ورودی یا نزدیک آن قرار دارد.
وظیفه: اندازه‌گیری فشار یا خلأ داخل مانیفولد که با توجه به شرایط کاری موتور (مثل دور آرام یا شتاب‌گیری) تغییر می‌کند.
خروجی: سیگنال الکتریکی (معمولاً ولتاژ) که متناسب با فشار اندازه‌گیری‌شده است.

جزئیات کامل عملکرد حسگر MAP

عملکرد اصلی حسگر MAP:

1. اندازه‌گیری فشار مطلق:
– فشار مطلق داخل مانیفولد (ترکیبی از فشار اتمسفری و خلأ) را در واحدهایی مثل کیلوپاسکال (kPa)، بار (Bar) یا اینچ جیوه (inHg) اندازه‌گیری می‌کند.
– این فشار بسته به شرایط کاری موتور تغییر می‌کند:
– دور آرام (Idle): خلأ بالا (فشار کم، مثلاً 30-50 kPa)
– شتاب‌گیری (Throttle Open): فشار نزدیک به اتمسفری (حدود 100 kPa) یا بیشتر در موتورهای توربو/سوپرشارژ

2. ارسال سیگنال به ECU:
– حسگر فشار را به سیگنال الکتریکی (معمولاً ولتاژ 0.5-4.5V) تبدیل می‌کند:
– فشار کم = ولتاژ پایین (مثلاً 1V)
– فشار زیاد = ولتاژ بالا (مثلاً 4.5V)
– این سیگنال به ECU منتقل می‌شود.

3. کمک به محاسبه جرم هوا:
– ECU با استفاده از داده‌های MAP، دمای هوای ورودی (از حسگر IAT) و دور موتور (RPM) ، جرم هوای ورودی را با روش Speed Density محاسبه می‌کند:
– فرمول گاز ایده‌آل: \( PV = nRT \)
– \(P\): فشار (از MAP)
– \(V\): حجم مانیفولد (ثابت)
– \(T\): دما (از IAT).
– \(n\): مقدار جرم هوا (محاسبه‌شده)

4. تنظیم احتراق و سوخت‌رسانی:
– نسبت هوا به سوخت (AFR): ECU مقدار پاشش سوخت را تنظیم می‌کند تا نسبت ایده‌آل (معمولاً 14.7:1 برای بنزین) حفظ شود.
– زمان‌بندی جرقه (Ignition Timing): فشار کمتر (خلأ بیشتر) ممکن است جرقه را به تأخیر بیندازد.

ساختار و اجزای حسگر MAP:

عنصر حسگر (Sensor Element):
معمولاً از نوع پیزورزیستیو (Piezoresistive) است که از یک دیافراگم سیلیکونی ساخته شده و با تغییر فشار تغییر شکل می‌دهد.
این تغییر شکل مقاومت الکتریکی را تغییر می‌دهد و سیگنال تولید می‌کند.در مدل‌های پیشرفته‌تر ممکن است از فناوری خازنی (Capacitive) استفاده شود.
مدار الکترونیکی:
شامل یک تقویت‌کننده سیگنال (Amplifier) برای تبدیل تغییرات کوچک مقاومت به ولتاژ قابل استفاده.یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) در برخی مدل‌ها برای ارسال سیگنال دیجیتال به ECU
اتصالات:
معمولاً دارای 3 پایه است:تغذیه (5 ولت از ECU)،زمین (Ground)،سیگنال خروجی (Signal)

عملکرد در شرایط مختلف:

حسگر فشار هوای ورودی مانیفولد (MAP Sensor) در شرایط مختلف کاری موتور عملکرد متفاوتی دارد، زیرا فشار داخل مانیفولد بسته به وضعیت موتور (مثل دور آرام، شتاب‌گیری، یا شرایط محیطی) تغییر می‌کند.

1. موتور خاموش (سوئیچ ON):
وضعیت:
موتور کار نمی‌کند، دریچه گاز بسته است، و هیچ خلأیی در مانیفولد وجود ندارد.
فشار:
برابر با فشار اتمسفری محیط (تقریباً 100 kPa در سطح دریا، کمتر در ارتفاعات)
ولتاژ خروجی:
4-4.5 ولت (نزدیک به حداکثر، چون فشار بالاست)
عملکرد ECU:
 از این داده به‌عنوان مرجع اولیه استفاده می‌کند.
 اگر فشار غیرعادی باشد (مثلاً به دلیل ارتفاع یا خرابی حسگر)، ECU تنظیمات پایه را اصلاح می‌کند.
کاربرد:
بررسی سلامت حسگر قبل از استارت (ولتاژ باید با فشار اتمسفری منطبق باشد)
2. دور آرام (Idle):
وضعیت:
موتور روشن، دریچه گاز بسته یا کمی باز، دور موتور پایین (مثلاً 700-1000 RPM)
فشار:
خلأ بالا در مانیفولد (30-50 kPa)، چون پمپاژ سیلندرها هوا را می‌کشد و ورودی محدود است.
ولتاژ خروجی: 1-2 ولت (فشار کم = ولتاژ کم)
عملکرد ECU:
جرم هوای ورودی کم محاسبه می‌شود.
 پاشش سوخت کاهش می‌ یابد تا مخلوط رقیق نشود.
 زمان‌بندی جرقه ممکن است به تأخیر بیفتد (به دلیل خلأ بالا)
 نکته: اگر ولتاژ غیرعادی باشد (مثلاً 4V در دور آرام)، نشان‌دهنده نشتی یا خرابی حسگر است.
3.شتاب‌گیری (Throttle Open):
وضعیت:
دریچه گاز باز، فشار نزدیک به اتمسفری یا بیشتر (در توربو تا 200-300 kPa)
فشار:
موتور تنفس طبیعی: نزدیک به فشار اتمسفری (90-100 kPa)
موتور توربو/سوپرشارژ: فشار بیشتر از اتمسفری (150-300 kPa، بسته به بوست)
ولتاژ خروجی:
3.5-4.5 ولت (فشار بالا = ولتاژ بالا)
عملکرد ECU:
جرم هوای ورودی زیاد محاسبه می‌شود.
پاشش سوخت افزایش می‌یابد تا مخلوط غنی‌تر شود (مثلاً AFR به 12:1 نزدیک شود)
زمان‌بندی جرقه جلوتر تنظیم می‌شود (برای قدرت بیشتر)
نکته:
در توربو، MAP فشار بوست را تشخیص می‌دهد و ECU از سوخت اضافی برای خنک کردن احتراق استفاده می‌کند.

4. کاهش سرعت (Deceleration):
وضعیت:
دریچه گاز بسته می‌شود (مثلاً هنگام ترمز یا تعویض دنده)، دور موتور بالا ولی بار کم
فشار:
خلأ بسیار بالا (20-30 kPa)، چون موتور هوا را می‌کشد اما ورودی بسته است.
ولتاژ خروجی:
0.5-1 ولت (کمترین مقدار)
 عملکرد ECU:
جرم هوا به حداقل می‌رسد.
پاشش سوخت قطع یا بسیار کم می‌شود (Fuel Cut-off در برخی خودروها)
 زمان‌بندی جرقه عقب‌تر می‌رود.
 کاربرد:
کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در این حالت
5. ارتفاع بالا:
وضعیت:
خودرو در مناطق مرتفع (مثلاً 2000 متر بالای سطح دریا)
فشار:
فشار اتمسفری کمتر است (مثلاً 80 kPa به جای 100 kPa)
ولتاژ خروجی:
موتور خاموش: 3.5-4 ولت (کمتر از سطح دریا)
دور آرام:
0.5-1.5 ولت (خلأ نسبی کمتر)
عملکرد ECU:
تشخیص کاهش چگالی هوا و تنظیم پاشش سوخت برای جبران
قدرت موتور ممکن است کمی کاهش یابد (به دلیل هوای کمتر)
نکته:
MAP این تغییر را به‌خوبی تشخیص می‌دهد، برعکس MAF که فقط جرم را می‌سنجد.
6. موتور توربو/سوپرشارژ (Boost Condition):
وضعیت:
توربو فعال، فشار مانیفولد از اتمسفری بیشتر می‌شود.
 فشار: 150-300 kPa یا بیشتر (بسته به سطح بوست)
ولتاژ خروجی:
4-4.5 ولت (حداکثر، گاهی حسگرهای خاص تا 5V یا بیشتر)
عملکرد ECU:
جرم هوای اضافی محاسبه می‌شود.
پاشش سوخت و زمان‌بندی جرقه برای جلوگیری از آسیب (مثل Knock) تنظیم می‌شود.
نکته:
حسگر MAP باید برای فشارهای بالا کالیبره شده باشد (MAPهای معمولی تا 115 kPa محدودند)
7. دمای پایین یا بالا (شرایط محیطی):
وضعیت:
دمای محیط روی چگالی هوا اثر می‌گذارد.
فشار:
مستقیماً تغییر نمی‌کند، اما ECU از MAP و IAT (حسگر دما) برای جبران استفاده می‌کند.
ولتاژ خروجی:
وابسته به فشار، نه دما
عملکرد ECU:
در سرما (هوای متراکم‌تر): پاشش سوخت بیشتر
در گرما (هوای رقیق‌تر): پاشش کمتر
نکته:
MAP به‌تنهایی دما را نمی‌سنجد، اما عملکردش با IAT تکمیل می‌شود.

مثال‌های عملی:
دور آرام (پراید): فشار 40 kPa، ولتاژ 1.5V → پاشش سوخت کم
شتاب (پژو 206 توربو): فشار 180 kPa، ولتاژ 4.5V → پاشش سوخت زیاد
ارتفاع 3000 متر (سمند): فشار اتمسفری 70 kPa، دور آرام 30 kPa، ولتاژ 1V → تنظیم مخلوط برای هوای رقیق

نکات کلیدی:
پاسخ سریع:
MAP در کمتر از 1 میلی‌ثانیه به تغییرات فشار واکنش نشان می‌دهد.
وابستگی:
عملکردش به سلامت شلنگ، مانیفولد و حسگرهای دیگر (مثل TPS و IAT) بستگی دارد.
خرابی:
اگر MAP درست کار نکند (مثلاً ولتاژ ثابت)، ECU ممکن است به حالت اضطراری (Limp Mode) برود.
نکته:
حسگر MAP با انعطاف‌پذیری در شرایط مختلف، به موتور اجازه می‌دهد در هر حالت (از آرام تا توربو) بهینه کار کند.

برای تست و عیب‌یابی حسگر فشار هوای ورودی مانیفولد:

این حسگر نقش مهمی در عملکرد موتور خودرو دارد، زیرا اطلاعاتی درباره فشار هوای ورودی به مانیفولد را به واحد کنترل موتور (ECU) ارسال می‌کند. اگر مشکلی در این حسگر وجود داشته باشد، ممکن است موتور عملکرد ضعیفی داشته باشد، مصرف سوخت افزایش یابد یا حتی چراغ چک موتور روشن شود.
مراحل تست و عیب‌یابی:
1. بررسی اولیه و علائم خرابی:
علائم رایج خرابی حسگر MAP شامل شتاب‌گیری ضعیف، خاموش شدن ناگهانی موتور، افزایش مصرف سوخت، یا کدهای خطای مرتبط (مانند P0105، P0106، P0107، P0108 در دستگاه دیاگ) است.
 ابتدا مطمئن شوید که مشکل از حسگر است و نه از نشتی در مانیفولد یا شلنگ‌های متصل به آن
2. بازرسی فیزیکی:
حسگر MAP را پیدا کنید (معمولاً روی مانیفولد هوا یا نزدیک آن نصب شده و یک شلنگ خلأ به آن متصل است)
شلنگ خلأ را بررسی کنید که ترک، پارگی یا انسداد نداشته باشد.
کانکتور الکتریکی حسگر را چک کنید که محکم و بدون خوردگی باشد.
3. تست با مولتی‌متر:
ولتاژ تغذیه:
حسگر MAP معمولاً با ولتاژ 5 ولت کار می‌کند. مولتی‌متر را روی حالت ولتاژ DC تنظیم کنید. سوکت حسگر را جدا کرده و با روشن بودن سوئیچ (موتور خاموش)، ولتاژ بین پایه تغذیه (معمولاً 5 ولت) و زمین را اندازه بگیرید. اگر ولتاژ وجود نداشت، مشکل از سیم‌کشی یا ECU است.
سیگنال خروجی:
با اتصال مجدد کانکتور و روشن کردن موتور، پروب مولتی‌متر را به پایه سیگنال حسگر وصل کنید. در حالت درجا (Idle) ، ولتاژ باید بین 0.5 تا 1.5 ولت باشد (بسته به خودرو) با افزایش دور موتور، ولتاژ باید به تدریج افزایش یابد (تا حدود 4.5 ولت در حداکثر فشار)
4. تست خلأ:
یک پمپ خلأ دستی به شلنگ حسگر وصل کنید. با اعمال خلأ، ولتاژ خروجی حسگر باید کاهش یابد. اگر تغییر نکرد، حسگر معیوب است.
همچنین می‌توانید با دمیدن هوا (فشار مثبت) به حسگر، تغییر ولتاژ را بررسی کنید (البته این بستگی به نوع حسگر دارد)
5. استفاده از دستگاه دیاگ:
دستگاه دیاگ را به خودرو متصل کنید و داده‌های زنده (Live Data) حسگر MAP را بررسی کنید. فشار یا ولتاژ نمایش‌داده‌شده باید با شرایط موتور (درجا، دور بالا، یا خاموش) مطابقت داشته باشد.
اگر مقدار ثابت بماند یا خارج از محدوده باشد، حسگر یا اتصالات آن مشکل دارد.
6. بررسی نشتی یا انسداد:
مطمئن شوید که مانیفولد یا شلنگ‌ها نشتی ندارند. برای این کار می‌توانید از دودزا (Smoke Machine) استفاده کنید.
نکات مهم:

کدهای خطای مرتبط با حسگر فشار هوای ورودی مانیفولد (MAP Sensor) معمولاً در سیستم‌های تشخیص خطا (OBD-II) با پیشوند “P” شروع می‌شوند و به مشکلات حسگر، مدار آن یا عملکردش اشاره دارند.
کدهای خطا مرتبط با حسگر MAP 
1. P0105 – مشکل در مدار حسگر فشار هوای مانیفولد

توضیح:
این کد نشان‌دهنده مشکل کلی در مدار حسگر MAP است، بدون مشخص کردن دقیق علت.
علل احتمالی:
خرابی حسگر MAP
قطع یا اتصال کوتاه در سیم‌کشی یا کانکتور
مشکل در واحد کنترل موتور (ECU)
راه‌حل:
ابتدا کانکتور و سیم‌ها را بررسی کنید، سپس ولتاژ تغذیه (5 ولت) و زمین را با مولتی‌متر تست کنید.
2. P0106 – محدوده یا عملکرد نامناسب حسگر:
توضیح:
حسگر MAP مقادیری خارج از محدوده مورد انتظار ECU گزارش می‌دهد.
علل احتمالی:
نشتی خلأ در مانیفولد یا شلنگ‌ها
حسگر کثیف یا معیوب
انسداد در مسیر هوای ورودی
راه‌حل:
شلنگ‌ها و مانیفولد را برای نشتی تست کنید، حسگر را تمیز کرده و داده‌های زنده را با دیاگ بررسی کنید.
3. P0107 – ولتاژ پایین در مدار حسگر:
توضیح:
ولتاژ خروجی حسگر کمتر از حد انتظار (معمولاً زیر 0.5 ولت) است.
علل احتمالی:
اتصال کوتاه به زمین در مدار حسگر
خرابی حسگر MAP
قطع شدن پایه سیگنال یا تغذیه
راه‌حل:
با مولتی‌متر ولتاژ خروجی را در حالت درجا و دور بالا تست کنید. اگر ثابت و پایین بود، حسگر یا سیم‌کشی را تعویض کنید.
4. P0108 – ولتاژ بالا در مدار حسگر:
توضیح:
ولتاژ خروجی حسگر بیش از حد انتظار (معمولاً بالای 4.5 ولت) است.
علل احتمالی:
اتصال کوتاه به ولتاژ (5 ولت) در مدار
خرابی حسگر MAP
قطع ارتباط با خلأ (شلنگ جدا شده یا مسدود)
راه‌حل:
شلنگ خلأ را بررسی کنید و ولتاژ خروجی را با مولتی‌متر اندازه بگیرید. اگر ثابت و بالا بود، حسگر یا سیم‌کشی را چک کنید.
5. P0109 – مشکل متناوب در مدار حسگر:
توضیح:
سیگنال حسگر به صورت متناوب قطع و وصل می‌شود یا ناپایدار است.
علل احتمالی:
اتصال ضعیف در کانکتور حسگر
لرزش یا شل شدن شلنگ خلأ
حسگر در حال خراب شدن
راه‌حل:
کانکتور و شلنگ را محکم کنید، سپس با دیاگ داده‌های زنده را در حین رانندگی بررسی کنید تا نوسانات را ببینید.

نکات تکمیلی:
تشخیص دقیق:
برای هر کد خطا، استفاده از دستگاه دیاگ برای مشاهده داده‌های زنده (Live Data) و مقایسه فشار یا ولتاژ حسگر با مقادیر استاندارد خودرو ضروری است.
محدوده نرمال:
در حالت درجا، فشار حسگر MAP معمولاً بین 20-40 کیلوپاسکال (kPa) یا ولتاژ 0.5-1.5 ولت است (بسته به مدل خودرو). با افزایش دور موتور، این مقدار باید به طور پیوسته تغییر کند.
اقدامات پس از رفع خطا:
بعد از تعمیر، کدهای خطا را با دیاگ پاک کنید (Clear Codes) و خودرو را تست کنید تا مطمئن شوید مشکل برطرف شده است.
کد خطای P0110 :
در سیستم OBD-II به مشکل در حسگر دمای هوای ورودی (Intake Air Temperature Sensor – IAT) اشاره دارد، نه حسگر فشار هوای مانیفولد (MAP)
P0110 – مشکل در مدار حسگر دمای هوای ورودی:
توضیح:
این کد نشان‌دهنده وجود مشکل در حسگر IAT یا مدار آن است. حسگر IAT دمای هوای ورودی به موتور را اندازه‌گیری می‌کند و این اطلاعات برای تنظیم مخلوط سوخت و هوا توسط ECU استفاده می‌شود.

علائم احتمالی:
روشن شدن چراغ چک موتور
کاهش راندمان موتور (شتاب ضعیف)
افزایش مصرف سوخت
عملکرد ناپایدار موتور در دور آرام (Idle)
در موارد نادر، دود سیاه از اگزوز (به دلیل مخلوط بیش از حد غنی)
علل احتمالی:
1. خرابی حسگر IAT:
حسگر ممکن است به دلیل فرسودگی یا آسیب فیزیکی کار نکند.
2. مشکلات سیم‌کشی یا کانکتور:
اتصال کوتاه، قطع شدن سیم‌ها یا شل بودن کانکتور.
3. ولتاژ نامناسب:
تغذیه حسگر (معمولاً 5 ولت) از ECU به درستی تأمین نشود.
4. آلودگی یا کثیفی:
حسگر ممکن است با گرد و غبار یا روغن آلوده شده باشد.
5. مشکل در ECU:
به ندرت، خود واحد کنترل موتور معیوب است.

مراحل عیب‌یابی:

1. محل حسگر را پیدا کنید:
حسگر IAT معمولاً در مسیر ورودی هوا (نزدیک فیلتر هوا یا روی مانیفولد ورودی) قرار دارد. در برخی خودروها، این حسگر با حسگر MAP ترکیب شده است.

2. بازرسی ظاهری:
کانکتور حسگر را چک کنید که محکم و بدون خوردگی باشد.
مطمئن شوید حسگر یا سیم‌های آن آسیب ندیده‌اند.

3. تست با مولتی‌متر:
ولتاژ تغذیه:
سوئیچ را روشن کنید (موتور خاموش)، کانکتور را جدا کنید و ولتاژ بین پایه تغذیه (5 ولت) و زمین را اندازه بگیرید. اگر ولتاژ نبود، مشکل از سیم‌کشی یا ECU است.
مقاومت حسگر:
حسگر IAT معمولاً یک ترمیستور (NTC) است، یعنی با افزایش دما مقاومتش کاهش می‌یابد. مقاومت را با مولتی‌متر در دمای محیط (مثلاً 20 درجه سانتی‌گراد) اندازه بگیرید. مقدار نرمال معمولاً بین 2000 تا 3000 اهم است (بسته به دما و مشخصات خودرو)
ولتاژ سیگنال:
با اتصال مجدد کانکتور و روشن کردن سوئیچ، ولتاژ خروجی حسگر را اندازه بگیرید. در دمای معمولی (20-30 درجه)، ولتاژ باید بین 1.5 تا 3.5 ولت باشد.

4. بررسی داده‌های زنده با دیاگ:
دستگاه دیاگ را وصل کنید و دمای گزارش‌شده توسط حسگر IAT را ببینید. اگر دما غیرمنطقی باشد (مثلاً -40 درجه یا 150 درجه)، حسگر یا مدار آن مشکل دارد.

5. تست عملکرد:
با گرم کردن حسگر (مثلاً با سشوار) یا خنک کردن آن (با یخ)، تغییر مقاومت یا ولتاژ را بررسی کنید. اگر تغییری رخ نداد، حسگر خراب است.

راه‌حل:
تعویض حسگر:
اگر حسگر معیوب باشد، آن را با یک حسگر جدید و سازگار با خودرو تعویض کنید.
تعمیر سیم‌کشی:
در صورت وجود اتصال کوتاه یا قطعی، سیم‌ها را تعمیر یا تعویض کنید.
تمیز کردن:
اگر حسگر کثیف است، با اسپری تمیزکننده الکتریکی (Contact Cleaner) آن را تمیز کنید.
ریست ECU:
پس از رفع مشکل، کد خطا را با دیاگ پاک کنید و خودرو را تست کنید.
نکات مهم:
حسگر IAT معمولاً ارزان و تعویض آن ساده است، اما ابتدا مطمئن شوید مشکل از حسگر است نه سیم‌کشی
اگر حسگر IAT و MAP در یک واحد ترکیب شده باشند (در برخی خودروها)، خرابی یکی می‌تواند روی دیگری تأثیر بگذارد.
مقادیر دقیق ولتاژ و مقاومت به مدل خودرو بستگی دارد، بنابراین به دفترچه راهنمای خودرو یا دیتاشیت حسگر مراجعه کنید.