دليل شامل حول حساس الجسيمات PM/PN: الوظيفة، الأعطال، والفحص

جدول المحتويات

في ظل تشديد معايير الانبعاثات عالمياً، أصبح حساس الجسيمات PM/PN أحد المكونات الإلكترونية الحاسمة في سيارات الديزل والبنزين المباشر الحديثة.

يعمل هذا الحساس كـ شرطي مراقبة دائم على كفاءة نظام العادم، وتحديداً مرشح الجسيمات (DPF). من خلال هذا الدليل الشامل، ستتعرف بالتفصيل على وظيفة هذا الحساس المعقد، مكانه، أعراض تعطله، وكيفية الحفاظ عليه لضمان أداء سيارتك وامتثالها للقوانين البيئية.

ما هو حساس الجسيمات PM/PN؟

حساس الجسيمات، والذي يعرف أيضاً باسم PM Sensor (Particulate Matter) أو PN Sensor (Particle Number)، هو جهاز إلكتروني متطور يتم تركيبه في نظام عادم السيارة.

وظيفته الأساسية هي مراقبة وقياس كمية الجسيمات الدقيقة (السخام) التي تنبعث من المحرك بعد مرورها عبر مرشح الجسيمات. فهو لا يكتفي بمعرفة ما إذا كان المرشح يعمل أم لا، بل يقدم بيانات دقيقة عن أدائه وكفاءته في حجز الجسيمات الضارة، مما يجعله عنصراً أساسياً في أنظمة الرقابة الذاتية على الانبعاثات (OBD).

مكان تركيب حساس الجسيمات PM/PN في السيارة

يوجد حساس الجسيمات في نظام عادم السيارة، ويتم تركيبه بشكل استراتيجي بعد مرشح الجسيمات DPF مباشرةً في سيارات الديزل. أما في سيارات البنزين المباشر الحقن (GDI/TFSI) الحديثة جداً والمطابقة للمعايير المتقدمة مثل يورو 6d، فيمكن تركيبه بعد المحول الحفاز.

هذا الموقع يتيح له أخذ عينة من غازات العادم النهائية قبل خروجها إلى الهواء الطلق، ليتأكد من أن الـ DPF قام بوظيفته على أكمل وجه.

وظيفة حساس الجسيمات والفرق بين PM و PN Sensor

الوظيفة الرئيسية للحساس هي مراقبة أداء الـ DPF. لكن هناك تطوراً تقنياً مهماً:

• حساس PM (قياس الكتلة): يقيس الكتلة الإجمالية للجسيمات العالقة في حجم معين من غاز العادم. وهو النوع الأقدم والأكثر شيوعاً.
• حساس PN (عد الجسيمات): وهو أكثر تطوراً ودقة، حيث يقوم بعدّ عدد الجسيمات الفردية فائقة الصغر (أصغر من 100 نانومتر) في كل سنتيمتر مكعب. هذا النوع مطلوب للامتثال لأحدث معايير الانبعاثات مثل يورو 6d.

بغض النظر عن النوع، يرسل الحساس هذه البيانات إلى وحدة تحكم المحرك ECM أو وحدة تحكم منفصلة للانبعاثات، لتقييم حالة الـ DBF.

مبدأ عمل وقياس حساس الجسيمات

يعتمد مبدأ القياس على نوع الحساس:

1. مبدأ قياس التوصيلية الكهربائية (لحساس PM):
   • يحتوي على قطبين كهربائيين مفصولين بمادة عازلة.
   • عند مرور جسيمات السخام، تلتصق على السطح العازل مكونة جسراً موصلاً بين القطبين.
   • يقيس الحساس مقدار التوصيلية الكهربائية التي تتناسب طردياً مع كمية الجسيمات المتراكمة.
   • بعد كل قياس، يتم تفعيل سخان مدمج لحرق الجسيمات العالقة وتنظيف الحساس تلقائياً.
2. مبدأ العد البصري بالليزر (لحساس PN المتطور):
   • يخلط غاز العادم بهواء نظيف ويمرره في قناة ضيقة جداً.
   • تُسلط أشعة ليزر عالية الدقة على الجسيمات المارة.
   • يكشف مستشعر ضوئي وميض الضوء المنعكس من كل جسيمة، مما يسمح بعدها وحساب حجمها.

الدائرة الكهربائية وقيم الإشارة لحساس الجسيمات PM/PN

يتصل حساس الجسيمات عادةً عبر موصل مكون من 4 أطراف:

• طرف التغذية الرئيسي: 12 فولت من وحدة التحكم.
• طرف التأريض: اتصال بكتلة السيارة.
• طرف إشارة الخرج: يرسل إشارة (PWM أو جهد متغير) تتناسب مع قراءة الجسيمات.
• طرف تغذية السخان: مصدر طاقة منفصل للدائرة المسؤولة عن تنظيف الحساس ذاتياً.

Info!
يعمل الحساس بشكل دوري متقطع وليس مستمراً. تقوم وحدة التحكم بتشغيله لفترات قصيرة (ثوانٍ) لأخذ العينات، ثم تمنحه وقتاً للتنظيف الذاتي قبل الدورة التالية، مما يطيل عمره التشغيلي.

تفسير إشارة الحساس ودلالاتها

• إشارة منخفضة / تيار منخفض: تشير إلى انخفاض مستوى الجسيمات، مما يعني أن مرشح DPF يعمل بكفاءة عالية ويحتجز معظم الملوثات.
• إشارة عالية / تيار عالي: تشير إلى ارتفاع مستوى أو عدد الجسيمات بشكل ملحوظ. هذه إشارة خطيرة تعني أن الـ DPF إما مسدود ولا يقوم بعملية الإحراق الذاتي (Regeneration)، أو أنه متصدع/تالف مما يسمح للجسيمات بالتسرب، أو أنه مفكوك أو مفقود تماماً.

جدول مقارنة حساس الجسيمات PM/PN مع حساسات نظام العادم الأخرى

يخلط الكثيرون بين حساس الجسيمات وغيره من حساسات نظام العادم. يوضح الجدول التالي الوظائف المميزة والاختلافات الرئيسية بين حساس الجسيمات وأهم حساسين آخرين في نظام العادم، مما يساعد في الفهم الدقيق لدور كل مكون وتشخيص الأعطال بدقة.

اسم الحساس	الوظيفة الرئيسية	مكان التركيب	ما الذي يقيسه؟	دلالة القراءة العالية	الأكواد الشائعة المرتبطة
حساس الجسيمات (PM/PN)	مراقبة كفاءة DPF	بعد الـ DPF مباشرة	كمية/عدد الجسيمات الخارجة من الـ DPF	DPF تالف، مسدود، أو غير فعال	P2463, P246B, P246C
حساس الضغط التفاضلي للـ DPF	مراقبة انسداد الـ DPF	بأنابيب متصلة بمدخل ومخرج الـ DPF	فرق الضغط عبر جدران الـ DPF	DPF مسدود بالسخام أو الرماد	P2002, P226D, P244A
حساس الأكسجين (اللامبدا)	مراقبة خليط الوقود/الهواء وكفاءة المحول الحفاز	قبل وبعد المحول الحفاز	نسبة الأكسجين المتبقية في غاز العادم	خليط فقير، تسريب هواء، محول حفاز تالف	P0130-P0167, P0420, P0430
حساس درجة حرارة العادم (EGT)	مراقبة حرارة العادم لحماية المكونات	قبل/بعد الـ DPF والمحول الحفاز	درجة حرارة غازات العادم	حرارة زائدة، خطر تلف مكونات	P0544, P0546, P2471

Info! يختلف حساس الجسيمات جذرياً عن حساس الضغط التفاضلي. حساس الضغط يخبرك بمدى انسداد المرشح، بينما حساس الجسيمات يخبرك بماذا يخرج منه، وهو مقياس مباشر للانبعاثات الفعلية.

أعراض عطل حساس الجسيمات PM/PN Sensor

عندما يتعطل الحساس أو يعطي قراءات خاطئة، تظهر على السيارة عدة أعراض تحذيرية:

• إضاءة لمبة فحص المحرك (Check Engine) أو لمبة تحذير الـ DPF الخاصة على لوحة العدادات.
• تخزين أكواد أعطال في ذاكرة السيارة تبدأ عادةً بالسلسلة P24XX، مثل P2463 (كفاءة DPF منخفضة)، P246B (دائرة حساس الجسيمات)، P246C (دائرة سخان حساس الجسيمات).
• فشل متكرر أو عدم اكتمال عملية التنظيف الذاتي للـ DPF (الريجينريشن).
• زيادة ملحوظة في استهلاك الوقود بسبب محاولات النظام الفاشلة والمتكررة لتنظيف الـ DPF.
• دخول المحرك في وضع التقييد (Limp Mode) حيث تفقد السيارة القوة وتقتصر سرعتها على حدود منخفضة.
• ظهور دخان أسود كثيف من أنبوب العادم، خاصة عند التسريع، وهو دليل مرئي على انبعاث الجسيمات.

Warning! يجب التشخيص الدقيق قبل استبدال الحساس. استبدال حساس يعطي قراءة صحيحة (عالية) لمرشح DPF تالف هو إهدار للمال. يجب فحص حالة الـ DPF أولاً (بالضغط أو الفحص البصري إن أمكن) لأن الحساس غالباً ما يكون الضحية وليس السبب.

تشخيص أعطال حساس الجسيمات PM/PN وخطوات الفحص الأساسية

إليك منهجية منطقية لتشخيص المشكلة المتعلقة بحساس الجسيمات:

1. قراءة أكواد العطل: استخدم قارئ OBD2 موثوق لسحب الأكواد المخزنة. ركز على السلسلة P24XX.

Info!
ابحث عن الأكواد المساعدة. كود متعلق بدائرة السخان (مثل P246C) يشير لمشكلة كهربائية في الحساس نفسه، بينما كود متعلق بالكفاءة (مثل P2463) يشير لمشكلة في الـ DPF.

2. فحص البيانات الحية: باستخدام الماسح الضوئي المتقدم، قم بمراقبة قراءة الحساس أثناء تشغيل المحرك. لاحظ إذا كانت القراءة عالية باستمرار حتى بعد عملية ريجينريشن قسرية.
3. فحص الدائرة الكهربائية: افصل موصل الحساس وافحص باستخدام الملتيميتر:
   • التغذية (12V) والتأريض.
   • مقاومة دائرة السخان الداخلية (تختلف حسب الموديل، غالباً بين 1-10 أوم).
   • عدم وجود قصر أو قطع في الأسلاك.
4. فحص الحساس بصرياً: انزع الحساس (قد يتطلب ذلك برغي Torx خاص). افحص طرف الاستشعار بحثاً عن تلف فيزيائي أو تراكم سخام ثقيل وغير طبيعي لا يستطيع السخان التخلص منه.
5. اختبار الحساس خارجياً (إن أمكن): بعض الماسحات المتقدمة تتيح إجراء "اختبار وظيفي" تقوم فيه وحدة التحكم بتنشيط الحساس وفحص استجابته.
6. فحص الـ DPF نفسه: هذا هو الخطوة الأهم. استخدم بيانات حساس الضغط التفاضلي أو فني مختص لفحص مستوى انسداد الـ DPF. تأكد من عدم وجود تشققات أو أن الحجرة ليست فارغة!

Warning!
لا تقم بفك الحساس أو أي جزء من نظام العادم والمحرك أو أنابيب العادم ساخنة. انتظر حتى تبرد تماماً لتجنب الحروق الخطيرة.

Success! بعد استبدال حساس الجسيمات، غالباً ما تحتاج إلى مسح الأكواد وتشغيل المحرك وإجراء عملية تعلم أو معايرة عبر الماسح الضوئي لكي تقبل وحدة التحكم الحساس الجديد وتعيد ضبط قيمه القاعدية.

نصائح وقائية للحفاظ على حساس الجسيمات PM/PN ونظام DPF

• أكمل عمليات التنظيف الذاتي (الريجينريشن): لا توقف المحرك أثناء ظهور مؤشر الـ DPF أو عندما تلاحظ زيادة سرعة الخمول والمروحة تعمل. دع النظام يكمل دورته.
• استخدم زيت المحرك الصحيح: استخدم فقط الزيوت المصنفة Low-SAPS (منخفضة الرماد والكبريت والفوسفور). الزيت العادي ينتج رماداً يسد الـ DPF بسرعة.
• تجنب القيادة القصيرة المتكررة: أخرج السيارة لـ رحلات طويلة على الطرق السريعة أسبوعياً لرفع حرارة العادم والسماح للريجينريشن الطبيعية بالحدوث.
• فحص تسريبات نظام العادم: أي تسريب للهواء قبل الحساس (مثل عند وصلات الـ DPF) سيخفف عينة العادم ويجعل الحساس يعطي قراءات منخفضة خاطئة، مما يخفي مشكلة حقيقية.
• استخدم وقوداً عالي الجودة: الوقود الرديء ينتج سخاماً أكثر ويعيق عملية الاحتراق النظيف داخل المحرك.

الأسئلة الشائعة حول حساس الجسيمات PM/PN Sensor

الفرق الحقيقي بين حساس PM و PN Sensor

حساس PM يقيس الكتلة الكلية للجسيمات الدقيقة في غازات العادم، وكان كافياً للمعايير البيئية الأقدم. حساس PN يعد الجسيمات فردياً ويكشف حتى الجسيمات فائقة الصغر بحجم النانومتر. لهذا السبب أصبح حساس PN مطلباً إلزامياً للسيارات الجديدة المطابقة لمعايير يورو 6d وما بعدها بهدف تقليل الجسيمات الضارة بالصحة.

هل يمكن تعطيل أو غش حساس الجسيمات PM/PN؟

لا ينصح بذلك إطلاقاً وهو غير قانوني في معظم البلدان. تعطيل حساس الجسيمات يؤدي إلى إخفاء المشكلة الحقيقية ويسبب تلفاً خطيراً في فلتر الجسيمات وتلوثاً مرتفعاً. أنظمة التشخيص الحديثة تكتشف محاولات الغش بسهولة وقد تؤدي إلى فشل الفحص الفني ومنع ترخيص السيارة.

كم تكلفة استبدال حساس الجسيمات PM/PN؟

تختلف التكلفة حسب الشركة المصنعة وطراز السيارة. يتراوح سعر حساس الجسيمات عادة بين 1200 و3500 ريال سعودي تقريباً. يجب إضافة تكلفة العمالة، وفي بعض الحالات تكلفة البرمجة والمعايرة الإلكترونية بعد التركيب، مما قد يزيد التكلفة الإجمالية.

ماذا يحدث إذا قمت بقيادة السيارة مع حساس جسيمات تالف؟

يعتمد ذلك على نوع العطل. إذا كان الحساس يعطي قراءة منخفضة غير صحيحة لفلتر الجسيمات المسدود، فقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع مفرط في حرارة العادم وحدوث أضرار جسيمة في المحرك. أما في حالة العطل الكهربائي، فقد يدخل المحرك في وضع الحماية مع تقليل الأداء للحد من الانبعاثات وحماية المكونات.

هل يمكن تنظيف حساس الجسيمات PM/PN بدلاً من استبداله؟

في بعض الحالات، يمكن تنظيف حساس الجسيمات خارجياً باستخدام معدات متخصصة إذا كان سليماً كهربائياً لكنه متسخ بسبب التراكمات. هذا الحل قد يكون مؤقتاً أو فعالاً في حالات محدودة. أما إذا تعطلت دائرة التسخين الداخلية أو فشل الحساس إلكترونياً، فإن الاستبدال الكامل هو الحل الوحيد.

الخلاصة: حساس الجسيمات PM/PN حارس البيئة في سيارتك

حساس الجسيمات PM/PN لم يعد مجرد مكون تقني إضافي؛ بل أصبح حارساً أساسياً لصحة محرك سيارتك ونظافة بيئتك. فهم طريقة عمله وأعراض تعطله يساعدك على اتخاذ إجراءات صيانة وقائية مبكرة، ويجنبك تكاليف باهظة لإصلاح أو استبدال مرشح DPF كامل.

تذكر دائماً أن صحة هذا الحساس مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بأسلوب قيادتك ونوعية الوقود والزيت الذي تستخدمه. العناية به هي جزء من قيادة مسؤولة تحافظ على استثمارك وتحمي كوكبنا.

المصادر

• Bosch Mobility – تقنية وتطبيقات حساس الجسيمات
• DieselNet – المعايير التقنية وأدوات مراقبة أنظمة DPF (بما في ذلك حساسات PM/PN)

مواضيع ذات صلة