سنسور موقعیت دریچه گاز + بخش ها و شیوه عملکرد

در خودروهای انژکتوری، عملکرد صحیح موتور به دریافت اطلاعات دقیق از سنسورهای مختلف وابسته است. هر یک از این سنسورها وظیفه دارند شرایط لحظه‌ای موتور را به واحد کنترل الکترونیکی یا ECU گزارش دهند تا تصمیم‌گیری در مورد پاشش سوخت، زمان جرقه‌زنی و کنترل دور موتور به‌درستی انجام شود.
یکی از مهم‌ترین این سنسورها، سنسور موقعیت دریچه گاز است که نقش مستقیمی در تشخیص میزان فشردن پدال گاز توسط راننده دارد. اختلال در عملکرد این سنسور می‌تواند باعث کاهش شتاب، افزایش مصرف سوخت، ریپ زدن موتور و حتی خاموش شدن ناگهانی خودرو شود.
به همین دلیل شناخت دقیق این قطعه برای رانندگان و تعمیرکاران اهمیت زیادی دارد که در ادامه این مطلب از مجله اینترنتی خودروآموز مورد بررسی کامل قرار می‌گیرد.

سنسور موقعیت دریچه گاز چیست؟

سنسور موقعیت دریچه گاز ( TPS – Throttle Position Sensor ) قطعه‌ای الکترونیکی است که روی بدنه دریچه گاز نصب می‌شود و وظیفه آن تشخیص میزان باز یا بسته بودن پروانه دریچه گاز است. این سنسور با تبدیل موقعیت مکانیکی دریچه گاز به سیگنال الکتریکی، اطلاعات لازم را به ECU ارسال می‌کند.
کامپیوتر خودرو ( ECU ) با تحلیل این سیگنال متوجه می‌شود که راننده چه مقدار گاز داده و بر اساس آن میزان پاشش سوخت و زمان جرقه‌زنی را تنظیم می‌کند. به بیان ساده، TPS واسطه‌ای بین پای راننده و واکنش موتور است.

محل قرارگیری سنسور TPS در خودرو

سنسور موقعیت دریچه گاز معمولاً در کنار یا انتهای بدنه دریچه گاز نصب می‌شود و مستقیماً به محور چرخش پروانه گاز متصل است. در خودروهایی که دارای سیم گاز هستند، این سنسور در نقطه‌ای قرار دارد که همزمان با حرکت سیم گاز، محور دریچه نیز حرکت می‌کند.
در خودروهای جدیدتر با دریچه گاز برقی، TPS به‌صورت یکپارچه داخل مجموعه دریچه گاز قرار دارد. در خودروهایی مانند پژو ۴۰۵، پژو پارس، سمند و پراید انژکتوری، محل نصب این سنسور دسترسی نسبتاً آسانی دارد.

بخش های سنسور موقعیت دریچه گاز

۱. بدنه سنسور

بدنه سنسور موقعیت دریچه گاز معمولاً از پلاستیک فشرده مقاوم در برابر حرارت و لرزش ساخته می‌شود و وظیفه اصلی آن محافظت از اجزای داخلی سنسور است. این بدنه به‌گونه‌ای طراحی شده که در برابر گرمای موتور، رطوبت و آلودگی‌های محیطی مقاومت کافی داشته باشد.
بدنه TPS به‌صورت دقیق روی دریچه گاز نصب می‌شود تا هم‌راستایی کاملی با محور پروانه گاز ایجاد شود، زیرا هرگونه لقی یا ناهماهنگی می‌تواند باعث ارسال سیگنال نادرست به ECU شود.

۲. محور یا شفت متصل به دریچه گاز

محور داخلی سنسور موقعیت دریچه گاز قطعه‌ای است که مستقیماً با محور دریچه گاز در ارتباط است و با باز و بسته شدن دریچه، حرکت می‌کند. این محور نقش واسطه مکانیکی را دارد و تغییر موقعیت دریچه گاز را به بخش الکترونیکی سنسور منتقل می‌کند.
دقت و سلامت این محور اهمیت زیادی دارد، زیرا گیر کردن، سایش یا لقی آن باعث اختلال در عملکرد سنسور و ایجاد نوسان در سیگنال خروجی می‌شود.

۳. مسیر مقاومتی ( در سنسورهای پتانسیومتری )

در سنسورهای TPS از نوع پتانسیومتری، یک مسیر مقاومتی داخلی وجود دارد که با حرکت محور، مقدار مقاومت الکتریکی تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت باعث تغییر ولتاژ خروجی سنسور می‌شود که به ECU ارسال می‌گردد.
به‌مرور زمان و در اثر کارکرد زیاد، این مسیر مقاومتی دچار سایش می‌شود و در نتیجه سیگنال خروجی به‌صورت ناپیوسته یا پرشی تغییر می‌کند که یکی از دلایل اصلی خرابی سنسور موقعیت دریچه گاز در خودروهای قدیمی محسوب می‌شود.

۴. بازوی تماس یا جاروبک الکتریکی

جاروبک یا بازوی تماس الکتریکی قطعه‌ای است که روی مسیر مقاومتی حرکت می‌کند و ارتباط الکتریکی بین محور متحرک و مدار الکترونیکی سنسور را برقرار می‌سازد. این بخش با حرکت دریچه گاز، روی مسیر مقاومتی می‌لغزد و تغییرات ولتاژ را ایجاد می‌کند.
تماس مداوم جاروبک با مسیر مقاومتی باعث استهلاک تدریجی آن می‌شود و در صورت کثیف شدن یا فرسودگی، سیگنال خروجی سنسور دچار نوسان خواهد شد.

۵. مدار الکترونیکی داخلی

مدار الکترونیکی داخلی سنسور TPS وظیفه پردازش و انتقال سیگنال ولتاژ را بر عهده دارد. این مدار شامل مقاومت‌ها، مسیرهای الکتریکی و در برخی مدل‌ها تراشه‌های کنترلی است که ولتاژ تولیدشده را پایدار و قابل‌استفاده برای ECU می‌کند.
هرگونه آسیب به این مدار، مانند نفوذ رطوبت یا نوسان برق، می‌تواند باعث ارسال اطلاعات اشتباه و بروز خطا در سیستم مدیریت موتور شود.

۶. کانکتور یا سوکت اتصال

کانکتور سنسور موقعیت دریچه گاز بخش ارتباطی بین سنسور و سیم‌کشی خودرو است و معمولاً دارای سه یا چهار پایه الکتریکی می‌باشد. این پایه‌ها شامل ولتاژ مرجع، سیم سیگنال و اتصال منفی هستند.
کیفیت اتصال در این بخش اهمیت زیادی دارد، زیرا شل شدن سوکت، سولفاته شدن پایه‌ها یا قطع شدن سیم‌ها می‌تواند علائمی مشابه خرابی خود سنسور ایجاد کند و تشخیص را دشوار سازد.

۷. واشر آب‌بندی و درزگیر

در بسیاری از سنسورهای TPS، یک واشر یا درزگیر لاستیکی در محل اتصال به دریچه گاز وجود دارد که از نفوذ گردوغبار، رطوبت و بخار روغن به داخل سنسور جلوگیری می‌کند.
این بخش ساده اما بسیار مهم است، زیرا ورود آلودگی به داخل سنسور می‌تواند باعث خرابی مدار داخلی و کاهش عمر مفید قطعه شود. خرابی یا خشکی این واشر معمولاً در خودروهای با کارکرد بالا دیده می‌شود.

۸. سنسور مغناطیسی یا عنصر هال ( در مدل‌های جدید )

در سنسورهای موقعیت دریچه گاز مدرن که بر پایه اثر هال کار می‌کنند، به‌جای مسیر مقاومتی و جاروبک، از یک عنصر مغناطیسی استفاده می‌شود. در این نوع سنسورها، تغییر موقعیت دریچه گاز باعث تغییر میدان مغناطیسی می‌شود و سنسور این تغییر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
نبود تماس فیزیکی در این سیستم باعث افزایش دقت، کاهش استهلاک و عمر طولانی‌تر سنسور می‌شود.

۹. پایه‌های نصب و تنظیم سنسور

پایه‌های نصب سنسور TPS به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که سنسور در موقعیت دقیق و صحیح روی دریچه گاز قرار گیرد. در برخی خودروها امکان تنظیم جزئی موقعیت سنسور وجود دارد که برای تنظیم ولتاژ اولیه یا دور آرام استفاده می‌شود. نصب نادرست یا سفت‌کردن بیش‌ازحد پیچ‌ها می‌تواند باعث تغییر زاویه سنسور و ایجاد خطا در ارسال سیگنال شود.

بنابراین سنسور موقعیت دریچه گاز از مجموعه‌ای از اجزای مکانیکی و الکترونیکی تشکیل شده است که هماهنگی دقیق آن‌ها برای ارسال اطلاعات صحیح به ECU ضروری است.
شناخت بخش‌های مختلف این سنسور کمک می‌کند تا هنگام عیب‌یابی، بتوان تفاوت بین خرابی خود سنسور، مشکل سیم‌کشی یا نصب نادرست را تشخیص داد و از تعویض بی‌مورد قطعه جلوگیری کرد.

وظیفه سنسور موقعیت دریچه گاز

وظیفه اصلی سنسور موقعیت دریچه گاز ارسال اطلاعات دقیق از وضعیت دریچه گاز به ECU است. این اطلاعات به کامپیوتر خودرو کمک می‌کند تا تشخیص دهد خودرو در حالت دور آرام، شتاب‌گیری، حرکت یکنواخت یا رها کردن گاز قرار دارد.
بر اساس این داده‌ها، ECU میزان سوخت تزریقی، زمان جرقه‌زنی شمع‌ها و حتی عملکرد سیستم‌هایی مانند کنترل آلایندگی را تنظیم می‌کند. در صورت ارسال اطلاعات نادرست، ECU تصمیم‌های اشتباهی می‌گیرد که مستقیماً روی عملکرد موتور تأثیر منفی می‌گذارد.

به طور خلاصه وظایف اصلی TPS عبارت‌اند از:

• تشخیص درصد باز بودن دریچه گاز
• ارسال سیگنال ولتاژ متغیر به ECU
• کمک به تنظیم دقیق نسبت هوا به سوخت
• تشخیص حالت‌های: دور آرام ( Idle )، شتاب‌گیری و رها کردن گاز
• کاهش مصرف سوخت
• جلوگیری از کپ کردن موتور

نحوه عملکرد سنسور موقعیت دریچه گاز

عملکرد TPS بر اساس تغییر ولتاژ است. زمانی که دریچه گاز بسته است، سنسور ولتاژ پایینی به ECU ارسال می‌کند و با باز شدن دریچه گاز، این ولتاژ به‌صورت پیوسته افزایش می‌یابد. سیستم کنترل الکترونیکی ( ECU ) این تغییر ولتاژ را به‌عنوان میزان فشار پدال گاز تفسیر می‌کند. نکته مهم این است که تغییر ولتاژ باید کاملاً نرم و بدون پرش باشد، زیرا هرگونه نوسان یا قطع و وصل شدن سیگنال می‌تواند باعث اختلال در عملکرد موتور شود.

به‌صورت ساده:
دریچه بسته: ولتاژ کم (  مثلاً ۰.۴ تا ۰.۷ ولت )
دریچه نیمه باز: ولتاژ متوسط
دریچه کاملاً باز: ولتاژ بالا ( حدود ۴.۵ ولت )

این تغییر ولتاژ به ECU ارسال می‌شود تا کامپیوتر متوجه شود راننده چقدر گاز داده است.

انواع سنسور موقعیت دریچه گاز

سنسورهای TPS از نظر ساختار به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند. در خودروهای قدیمی‌تر معمولاً از سنسورهای پتانسیومتری استفاده شده است که دارای مسیر مقاومتی و قطعات مکانیکی هستند. این نوع سنسورها به‌مرور زمان دچار سایش می‌شوند و دقت آن‌ها کاهش می‌یابد.
در خودروهای جدیدتر، سنسورهای مغناطیسی یا مبتنی بر اثر هال به‌کار می‌روند که بدون تماس فیزیکی کار می‌کنند و عمر و دقت بالاتری دارند. در سیستم‌های دریچه گاز برقی، سنسور موقعیت دریچه گاز به‌صورت یکپارچه و کاملاً الکترونیکی طراحی شده است.
سنسورهای TPS از نظر ساختار به چند نوع تقسیم می‌شوند:

۱. سنسور موقعیت دریچه گاز پتانسیومتری ( مکانیکی )

ویژگی‌ها:

• رایج در خودروهای قدیمی‌تر
• دارای مسیر مقاومتی
• با گذشت زمان دچار سایش می‌شود

مزایا: قیمت پایین و تعمیرپذیر ( در برخی موارد )
معایب: استهلاک بالا و دقت کمتر

۲. سنسور موقعیت دریچه گاز مغناطیسی ( Hall Effect )

ویژگی‌ها:

• بدون تماس فیزیکی
• دقت بالا
• عمر طولانی‌تر

مزایا: استهلاک بسیار کم و عملکرد پایدار
معایب: قیمت بالاتر و تعمیرپذیری کم

۳. سنسورالکترونیکی دریچه گاز برقی

در خودروهای جدید:

• بدون سیم گاز
• کاملاً وابسته به ECU
• بسیار دقیق و حساس

علائم خرابی سنسور موقعیت دریچه گاز

خرابی سنسور TPS می‌تواند با علائم مختلفی همراه باشد که شدت آن‌ها بسته به میزان خرابی متفاوت است. از شایع‌ترین نشانه‌ها می‌توان به گاز نخوردن خودرو، تأخیر در شتاب‌گیری، ریپ زدن موتور هنگام حرکت، نوسان دور موتور در حالت درجا و افزایش مصرف سوخت اشاره کرد.
در برخی موارد نیز چراغ چک موتور روشن می‌شود و خودرو وارد حالت اضطراری یا Limp Mode می‌شود. این علائم معمولاً به‌صورت تدریجی ظاهر می‌شوند و در صورت بی‌توجهی، شدیدتر خواهند شد.

به طور خلاصه رایج‌ترین علائم خرابی TPS می‌تواند موارد زیر باشد:

• گاز نخوردن خودرو
• تأخیر در شتاب‌گیری
• ریپ زدن در حرکت
• نوسان دور موتور
• خاموش شدن ناگهانی
• افزایش مصرف سوخت
• روشن شدن چراغ چک
• کپ کردن هنگام فشار ناگهانی پدال گاز

توجه! بسیاری از این علائم ممکن است با خرابی سنسورهای دیگر اشتباه گرفته شود.

تأثیر خرابی TPS بر مصرف سوخت

وقتی سنسور موقعیت دریچه گاز اطلاعات نادرستی به ECU ارسال کند، نسبت هوا به سوخت به‌درستی تنظیم نمی‌شود. در بسیاری از موارد ECU تصور می‌کند راننده گاز بیشتری داده و در نتیجه سوخت بیشتری تزریق می‌کند که این موضوع باعث افزایش مصرف سوخت می‌شود.
در حالت عکس، ممکن است سوخت کمتری تزریق شود و موتور دچار کم‌توانی و بدکار کردن شود. به همین دلیل خرابی سنسور موقعیت دریچه گاز یکی از دلایل پنهان افزایش مصرف سوخت در خودروهای انژکتوری است.
بنابراین وقتی TPS اطلاعات اشتباه ارسال کند:

• ECU فکر می‌کند راننده گاز بیشتری داده است.
• سوخت بیشتری تزریق می‌شود.
• مصرف سوخت افزایش می‌یابد.
  یا بالعکس:
• سوخت کم تزریق می‌شود.
• موتور ضعیف و بدکار می‌شود.

تأثیر خرابی سنسور موقعیت دریچه گاز بر شتاب خودرو

شتاب‌گیری خودرو به واکنش سریع ECU به تغییرات دریچه گاز وابسته است. اگر TPS نتواند این تغییرات را به‌درستی گزارش دهد، ECU با تأخیر واکنش نشان می‌دهد و شتاب خودرو کاهش می‌یابد. این مشکل به‌ویژه در شرایطی مانند سبقت گرفتن، حرکت در سربالایی یا شروع حرکت از حالت سکون بیشتر احساس می‌شود و می‌تواند برای راننده خطرآفرین باشد.
در نتیجه خرابی این سنسور باعث:

• تأخیر در واکنش موتور
• شتاب‌گیری نامنظم
• کاهش توان موتور

به‌خصوص در سبقت، سربالایی و حرکت اولیه کاملاً محسوس است.

روش‌های تست سنسور موقعیت دریچه گاز

برای بررسی سلامت TPS می‌توان از دستگاه دیاگ یا مولتی‌متر استفاده کرد. با دیاگ، مقدار ولتاژ یا درصد باز بودن دریچه گاز در حالت‌های مختلف بررسی می‌شود و اگر تغییرات به‌صورت نرم و پیوسته نباشد، احتمال خرابی وجود دارد.
در روش تست با مولتی‌متر، ولتاژ خروجی سنسور در حالت بسته و باز بودن دریچه اندازه‌گیری می‌شود. هرگونه پرش یا قطع شدن ولتاژ نشانه عملکرد نادرست سنسور است.
به طور خلاصه دو روش متداول وجود دارد:

روش اول: تست با دیاگ

• اتصال دستگاه دیاگ
• بررسی درصد باز شدن دریچه گاز
• بررسی ولتاژ TPS

عددها باید نرم و پیوسته تغییر کنند و پرش ناگهانی نداشته باشند.

روش دوم: تست با مولتی‌متر

مراحل:

• سوئیچ باز
• اندازه‌گیری ولتاژ خروجی
• باز و بسته کردن دستی دریچه گاز

نشانه خرابی:

• قطع و وصل ولتاژ
• پرش ناگهانی
• ثابت ماندن ولتاژ

تمیز کردن سنسور موقعیت دریچه گاز

در برخی موارد، عملکرد نادرست TPS به‌دلیل آلودگی، چربی یا دوده ایجاد می‌شود. در این شرایط، تمیز کردن دریچه گاز و سنسور می‌تواند مشکل را برطرف کند.
با این حال، باید توجه داشت که استفاده از اسپری‌ها و حلال‌های نامناسب ممکن است باعث آسیب دیدن سنسور شود. در سنسورهای الکترونیکی جدید، تمیزکاری غیر اصولی حتی می‌تواند منجر به خرابی کامل قطعه شود.

آیا سنسور TPS قابل تعمیر است؟

در بیشتر موارد، سنسور موقعیت دریچه گاز قطعه‌ای غیرقابل تعمیر محسوب می‌شود. اگرچه در برخی مدل‌های قدیمی‌تر امکان تنظیم یا تعمیر موقت وجود دارد، اما این روش‌ها معمولاً دوام بالایی ندارند. بهترین و مطمئن‌ترین راه‌حل در صورت خرابی، تعویض سنسور با نمونه باکیفیت و استاندارد است.

زمان مناسب تعویض سنسور موقعیت دریچه گاز

تعویض سنسور TPS زمانی توصیه می‌شود که علائم خرابی به‌طور واضح مشاهده شود و تست‌های انجام‌شده خرابی آن را تأیید کنند. اگر پس از تمیزکاری و بررسی سیم‌کشی همچنان مشکل پابرجا باشد، تعویض سنسور بهترین گزینه است. تأخیر در تعویض این قطعه می‌تواند باعث آسیب به سایر بخش‌های سیستم سوخت‌رسانی شود.

نکات مهم هنگام خرید سنسور TPS

در هنگام خرید سنسور موقعیت دریچه گاز باید به سازگاری آن با مدل خودرو، کیفیت ساخت، برند تولیدکننده و داشتن ضمانت توجه کرد. استفاده از قطعات ارزان و بی‌کیفیت ممکن است در کوتاه‌مدت هزینه کمتری داشته باشد، اما در بلندمدت باعث بروز مشکلات بیشتری خواهد شد.

نتیجه‌گیری

سنسور موقعیت دریچه گاز یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم انژکتوری خودرو است که نقش مستقیمی در شتاب، مصرف سوخت و نرمی عملکرد موتور دارد. خرابی این سنسور می‌تواند مشکلات متعددی ایجاد کند، اما با شناخت علائم، انجام تست‌های صحیح و تعویض به‌موقع می‌توان از هزینه‌های سنگین‌تر جلوگیری کرد. نگهداری مناسب و استفاده از قطعات باکیفیت، عمر مفید این سنسور و عملکرد بهینه موتور را تضمین می‌کند.