يعتبر حساس وضعية الخانق (Throttle Position Sensor - TPS) بمثابة العيون الإلكترونية لوحدة التحكم في محرك سيارتك تجاه نوايا السائق. يعمل كمقياس للجهد (بوتانشيومتر) تتغير مقاومته، وبالتالي جهد خرج إشارته، تبعاً لتغير زاوية فتح صمام الخانق.
هذه الإشارة الحيوية هي ما يسمح للكمبيوتر (ECU) بفهم كمية الضغط التي يطبقها السائق على دواسة الوقود وترجمتها إلى أوامر دقيقة لأنظمة الوقود، الإشعال، وحتى ناقل الحركة. في هذا الدليل الشامل، سنستعرض كل ما تحتاج معرفته عن وظيفة هذا الحساس الحرج، أعراض تلفه بالتفصيل، وطرق فحصه واستبداله خطوة بخطوة.
جدول المحتويات
ما هو حساس وضعية الخانق (TPS) وأين يوجد؟
يُعد حساس TPS أحد المكونات الإلكترونية الأساسية في أنظمة حقن الوقود الإلكتروني (EFI) في جميع السيارات الحديثة. غالباً ما يكون على شكل مستطيل بلاستيكي صغير يحتوي على دائرة إلكترونية ودبابيس توصيل، وهو مثبت مباشرة على جسم الخانق (Throttle Body) بواسطة برغيين صغيرين.
يتصل ميكانيكياً بمحور صمام الخانق (الفراشة)، لذا فإن أي حركة للصمام (نتيجة ضغط دواسة البنزين) تسبب حركة مماثلة داخل الحساس.
مهمته باختصار: تحويل الحركة الميكانيكية لصمام الخانق إلى إشارة كهربائية قابلة للقراءة من قبل كمبيوتر المحرك (ECU/PCM)، مما يمكنه من معرفة ما إذا كان السائق يريد التسارع، الحفاظ على سرعة، أو التباطؤ.
حساس TPS في السيارات الحديثة مع الخانق الكهربائي
في السيارات الحديثة المزودة بخانق كهربائي (Electronic Throttle)، يختلف عمل حساس TPS قليلاً عن السيارات التقليدية. هذا الخانق لا يتحكم فيه ميكانيكياً بواسطة كابل دواسة البنزين، بل بمحرك كهربائي يتحكم بفتح وغلق الفراشة. يحتوي حساس TPS في هذه الأنظمة عادةً على فيشة مكونة من 6 كابلات كهربائية:
- كابلان للمحرك الكهربائي المسؤول عن فتح وغلق صمام الخانق.
- أربعة كابلات أخرى مخصصة لإرسال وضعية الخانق إلى كمبيوتر السيارة (ECU):
- اثنان منهما يرسل نسبة الفتح بصيغة مئوية (Open %) لصمام الخانق.
- اثنان يرسل نسبة الإغلاق بصيغة مئوية (Closed %) لصمام الخانق.
كل هذه الإشارات تمكن كمبيوتر السيارة من معرفة بالضبط مدى فتح صمام الخانق لحظة بلحظة، مما يساعد على ضبط كمية الهواء الداخلة إلى المحرك بدقة، وتحسين الأداء، واستهلاك الوقود، والانبعاثات.
وظيفة حساس TPS: عقل السيارة يفهم رغبة السائق
يقوم حساس الـ TPS بدور المترجم الفوري بين السائق وكمبيوتر السيارة. عند ضغطك على دواسة الوقود، تفتح صمام الخانق (الفراشة) لتسمح بدخول المزيد من الهواء إلى المحرك. في نفس اللحظة، يكتشف حساس TPS مقدار هذه الزاوية ويرسل إشارة كهربائية (جهد) متناسبة معها إلى الـ ECU. يعالج الكمبيوتر هذه الإشارة، ويقارنها مع بيانات حساس تدفق الهواء (MAF) وحساس الأكسجين وغيرها، ليقرر على الفور:
- كمية الوقود التي يجب حقنها عبر البخاخات.
- توقيت شرارة الإشعال الأمثل.
- في السيارات الأوتوماتيك: توقيت تغيير ناقل الحركة وضغط ناقل الحركة.
- تشغيل أو إيقاف أنظمة مساعدة مثل مكبس التكييف (لتحسين الأداء عند التسارع الكامل).
بدون إشارة صحيحة من الـ TPS، يصبح الكمبيوتر أعمى عن نوايا السائق، مما يؤدي إلى خلل في كل هذه الوظائف.
كيف يعمل حساس TPS تقنياً؟ فهم الإشارة الكهربائية
معظم حساسات TPS التقليدية تعمل على مبدأ المقاومة المتغيرة (Potentiometer). داخلياً، يحتوي على مسار مقسم من مادة مقاومة وكاربون متحرك (Wiper) متصل بمحور الخانق. يتم تزويد الحساس بـ جهد مرجعي ثابت (عادة 5 فولت) من الكمبيوتر، ويقوم بإخراج جهد متغير بين 0 فولت و 5 فولت وفقاً لموضع الكاربون المتحرك على المسار المقاوم.
قيم الجهد النموذجية ودلالاتها:
- الخانق مغلق تماماً (دواسة مرفوعة): جهد الخرج ~ 0.5 إلى 1.2 فولت. هذه هي حالة الخمول (Idle).
- الخانق مفتوح جزئياً (دواسة مضغوطة قليلاً): الجهد يرتفع بشكل تناسبي وسلس مع فتح الخانق (مثلاً 2.5 فولت عند نصف الفتحة).
- الخانق مفتوح بالكامل (دواسة مضغوطة كلياً - WOT): جهد الخرج ~ 4.0 إلى 4.8 فولت. هذه إشارة للكمبيوتر بأن السائق يطلب الحد الأقصى من الطاقة.
Info!
في السيارات الحديثة جداً، قد تستخدم حساسات تأثير هول (Hall Effect) غير تلامسية بدلاً من البوتانشيومترات التقليدية. هذه أكثر دقة وموثوقية لأنها لا تحتوي على أجزاء متلامسة قد تتآكل.
أعراض تلف حساس وضعية الخانق: مؤشرات الخطر
عطل حساس TPS لا يعني عادة توقف السيارة عن العمل تماماً، بل يسبب مشاكل أداء مزعجة وخطيرة أحياناً. تظهر الأعراض لأن الكمبيوتر يتلقى معلومات خاطئة عن وضع الخانق وقد قسمت لكم هذه الأعراض إلى شائعه من الطبيعي والأخرى نادره وخطيره.
- الأعراض الأساسية الشائعة:
تذبذب سرعة الخمول (Idle Hunting): تزداد سرعة المحرك وتنخفض بشكل غير منتظم عند التوقف أو عند بدء التشغيل، وكأن أحداً يضغط ويترك دواسة الوقود.
تأخر الاستجابة أو "موت" التسارع: تضغط على دواسة الوقود ولا يستجيب المحرك فوراً، أو تشعر بثقل وتقطع قبل أن يبدأ التسارع. هذا يحدث لأن الكمبيوتر لا "يرى" فتح الخانق بسرعة.
ارتفاع استهلاك الوقود بشكل ملحوظ: بسبب خلل في نسبة الوقود إلى الهواء (Air/Fuel Ratio). قد يعتقد الكمبيوتر أن الخانق مفتوح أكثر من واقعه فيحقن وقوداً إضافياً لا لزوم له.
- أعراض متقدمة وخطيرة:
انطفاء المحرك المفاجئ: خاصة عند التباطؤ أو التوقف عند الإشارة. إذا أرسل الحساس إشارة "صفر فولت" (كأن الخانق مغلق) فجأة أثناء الحركة، قد يوقف الكمبيوتر حقن الوقود معتقداً أن السائق أزال قدمه عن الدواسة.
صعوبة تشغيل المحرك: يحتاج إلى محاولات عديدة أو يجب الضغط على دواسة الوقود أثناء التشغيل.
اهتزازات وصدمات في ناقل الحركة الأوتوماتيكي: لأن الـ TPS هو مدخل رئيسي لوحدة تحكم ناقل الحركة (TCU). إشارة خاطئة تؤدي إلى تغيير التروس في وقت غير مناسب أو بعنف.
إضاءة لمبة فحص المحرك (Check Engine): مع ظهور رموز أعطال محددة متعلقة بـ TPS.
أسباب تلف حساس TPS الشائعة
فهم سبب العطل قد يساعد في الوقاية منه في المستقبل:
- التآكل الطبيعي للمسار المقاوم والكاربون المتحرك: بعد مئات الآلاف من دورات الفتح والإغلاق، يتآلك المسار المعدني، مما يسبب مناطق ميتة (Dead Spots) أو قفزات في الإشارة.
- التلوث بالزيت والأوساخ: دخول أبخرة زيت المحرك أو غبار الطريق عبر محور الخانق إلى داخل الحساس. هذه الملوثات تعطل التلامس الكهربائي الداخلي.
- مشاكل في التوصيلات الكهربائية: تأكسد دبابيس الفيشة، أو قطع في الأسلاك، أو تلف في العزل بسبب الحرارة العالية في حجرة المحرك.
- عطل في دائرة الجهد المرجعي (5V) أو الأرضي (Ground) في الكمبيوتر: نادر، لكنه قد يعطي أعراضاً مشابهة لتلف الحساس نفسه.
Warning!
محاولة تنظيف حساس TPS من النوع البوتانشيومتر التقليدي قد تكون حل مؤقت إذا كان متسخاً، ولكنها قد تسرع من تلفه إذا أدت إلى إزالة الطبقة الكربونية الحساسة من المسار. اغسل الحساس بمحلول خاص لتنظيف الإلكترونيات فقط، ولا تحكه.
جدول تشخيصي: تمييز أعراض TPS عن أعراض حساسات أخرى
تتشابه أعراض تلف الـ TPS مع أعراض أعطال أخرى (مثل حساس MAF). الجدول التالي يساعدك على التفريق بينها:
| العَرَض | يشير غالباً إلى تلف حساس TPS إذا... | يشير غالباً إلى تلف حساس آخر (مثل MAF) إذا... | ملاحظات تفريق إضافية |
|---|---|---|---|
| تذبذب سرعة الخمول | الاهتزاز يحدث فجأة وبشكل غير منتظم، وقد يختفي عند فتح الخانق قليلاً (دوس خفيف على الوقود). | الاهتزاز مستمر ويصاحبه صوت احتراق خشن (نقص في الوقود) أو اختناق (زيادة في الوقود). | افصل فيشة الـ TPS (قد يدخل الكمبيوتر في وضع الطوارئ ويختفي التذبذب)، إذا تحسن الأداء، فالـ TPS هو المشتبه به. |
| ضعف التسارع والاستجابة | التسارع ميت عند البدء ثم يندفع فجأة ("يشبك") بعد ثوان، أو يوجد تقطع عند ضغط محدد على الدواسة. | ضعف التسارع مستمر في جميع نطاقات السرعة، والمحرك يشعر بأنه مخنوق باستمرار. | تسارع TPS التالف يكون غير خطي: جيد في بعض النقاط وسيء في أخرى حسب موضع الخانق المعطوب داخلياً. |
| ارتفاع استهلاك الوقود | يترافق مع أعراض أخرى في الجدول (تذبذب، تقطيع). قد يكون الاستهلاك مرتفعاً حتى في القيادة الهادئة. | يأتي غالباً مع فقدان عام للقوة وعدم سلاسة في أداء المحرك، وقد تظهر رائحة بنزين من العادم. | قياس بيانات الـ TPS الحية بالماسح الضوئي OBD2 هو الطريقة الأكيدة: ابحث عن قيمة غير مستقرة أو لا تصل لـ 4.5V عند الدواسة كاملة. |
| انطفاء المحرك عند التباطؤ | ينطفئ المحرك عند تحريك ناقل الحركة من D إلى N أو P، أو عند رفع القدم عن الدواسة فجأة عند وصول الإشارة. | نادراً ما يكون السبب الرئيسي للانطفاء المفاجئ، إلا إذا كان تلف حساس MAF شديداً جداً. | افحص جهد الخمول للـ TPS (دواسة مرفوعة). إذا كان خارج النطاق (أقل من 0.4V أو أكثر من 1.5V) أو يتذبذب، فهو السبب. |
رموز أعطال TPS الشائعة على ماسح OBD-II
عند إضاءة لمبة Check Engine، فإن قراءة الكود هي أول خطوة. الأكواد التالية مرتبطة مباشرة بـ TPS:
- P0120: خلل في دائرة/أداء حساس وضعية الخانق "A".
- P0121: إشارة حساس وضعية الخانق "A" خارج النطاق/أداء غير صحيح.
- P0122: إشارة حساس وضعية الخانق "A" منخفضة جداً. (ممكن سلك مقطوع أو اتصال ضعيف).
- P0123: إشارة حساس وضعية الخانق "A" مرتفعة جداً. (ممكن قصر في الدائرة).
- P0124: إشارة حساس وضعية الخانق "A" متقطعة.
- P0220-P0223: نفس الأكواد ولكن لحساس وضعية الخانق "B" (في بعض السيارات التي تحتوي على حساسين للدقة).
طريقة فحص حساس TPS خطوة بخطوة (باستخدام الملتيميتر)
يمكنك إجراء فحص أساسي ودقيق بنفسك إذا كنت تمتلك ملتيميتر رقمي (Multimeter).
- التأمين والتحضير: أوقف المحرك. افصل فيشة الحساس الكهربائية برفق.
- فحص الجهد المرجعي والإرجاع (بفيشة مفصولة): شغّل مفتاح الإشعال (ON) دون تشغيل المحرك. اضبط الملتيميتر على مقياس الجهد المستمر (DC Voltage 20V). أدخل رأس المسبار الموجب في دبوس الإشارة والسلبي في دبوس الأرضي (استخدم دليل الخدمة أو البحث عن مخطط الأسلاك). يجب أن تقرأ 0 فولت أو قيمة قريبة (لأن الحساس مفصول). الآن، اختبر دبوس الجهد المرجعي (Ref 5V) مع الأرضي: يجب أن يظهر 5 فولت ± 0.5V. إذا لم يكن هناك 5 فولت، فالمشكلة في الكمبيوتر أو الأسلاك، وليس في الحساس.
- فحص الحساس نفسه (مقاومة - اختياري): اضبط الملتيميتر على الأوم (Ω) في نطاق 10-20 كيلو أوم. وصّل بين دبوس الإشارة ودبوس الأرضي للحساس. حرّك ذراع الخانق يدوياً ببطء. يجب أن تتغير المقاومة بسلاسة ودون قفزات. أي قفزة أو "منطقة ميتة" تعني تلفاً داخلياً.
- فحص الجهد الحي أثناء التشغيل (الفحص الأهم): أعد توصيل فيشة الحساس. أدخل دبوس الملتيميتر الموجب من الخلف في سلك الإخراج (Signal) بحذر (يمكن استخدام دبوس معدني رفيع). المسبار السالب على جسم معدني نظيف (تأريض). شغّل المحرك ودعه يعمل على الخمول. يجب أن يقرأ الجهد قيمة ثابتة بين 0.5V و 1.2V (القيمة الدقيقة في دليل الخدمة). الآن، اطلب من مساعد الضغط على دواسة الوقود ببطء وثبات حتى النهاية. راقب قراءة الملتيميتر: يجب أن ترتفع بسلاسة وبدون أي توقف أو قفزات مفاجئة من قيمة الخمول حتى تصل إلى حوالي 4.5 فولت عند الفتح الكامل. ثم تعود بنفس السلاسة عند رفع الدواسة.
Warning!
القفزات أو الفراغات (Gaps) في قراءة الجهد أثناء فتح الخانق هي العلامة الأكيدة على تلف الحساس. حتى لو بدت القيم النهائية صحيحة، هذه القفزات تفسر كل أعراض التقطع والتذبذب التي يشعر بها السائق.
طريقة استبدال حساس TPS
إذا تأكدت من تلفه، اتبع هذه الخطوات للاستبدال:
- فصل البطارية: افصل القطب السالب (-) للبطارية أولاً لتجنب أي قصر كهربائي.
- تحديد موقع الحساس وفكه: ابحث عن جسم الخانق (على مجمع السحب). ستجد الحساس الصغير مثبتاً عليه. افصل الفيشة الكهربائية برفق. فك البرغيين المثبتين للحساس (غالباً براغي ذات رأس Torx صغير).
- تركيب الحساس الجديد (انتبه للتعديل): بعض الحساسات قابلة للضبط، وبعضها مثبت بمسمار أمان (خالٍ من الضبط). إذا كان قابلاً للضبط:
- ركّب الحساس الجديد بشكل مبدئي دون شد البراغي كلياً.
- وصّل الملتيميتر كما في خطوة الفحص.
- شغّل الإشعال (ON) ودوّار الحساس ببطء حتى تحصل على جهد الخمول المحدد في دليل الخدمة (مثلاً 0.55 فولت).
- أمسك الحساس في هذا الموضع وشدد البراغي بعناية دون أن يتحرك.
- إعادة التوصيل والاختبار: وصّل الفيشة الكهربائية. أعد توصيل البطارية. شغّل المحرك ودعه يعمل على الخمول لعدة دقائق. خذ السيارة في جولة تجريبية قصيرة للتحقق من اختفاء الأعراض. قد يحتاج الكمبيوتر إلى مسح أكواد الأعطال القديمة.
الأسئلة الشائعة حول حساس وضعية الخانق TPS
هل يمكنني قيادة السيارة لفترة طويلة مع حساس TPS تالف؟
كم متوسط عمر حساس TPS، وما سعره التقريبي؟
ما الفرق بين TPS في السيارات الأوروبية واليابانية؟
بعد استبدال TPS، ظلت لمبة Check Engine مضاءة. لماذا؟
خاتمة: حساس صغير بتأثير كبير
حساس وضعية الخانق TPS هو مثال رائع على كيف أن مكوناً صغيراً وبسيطاً يمكن أن يكون له تأثير هائل على أداء وسلاسة واقتصادية سيارتك. أعراضه واضحة نسبياً، وفحصه بسيط باستخدام الأدوات المناسبة.
الصيانة الوقائية الأفضل له هي الالتزام بجدول خدمة المحرك، حيث يتم فحص منظومة الخانق وتنظيفها عند الحاجة، واستخدام وقود عالي الجودة لتقليل الترسبات. تذكر: عندما تبدأ سيارتك في "التصرف بغرابة" عند ضغط دواسة الوقود، فكر في الـ TPS كأحد أول المشتبه بهم.
المصادر
