المواضيع:
- مقدمة
- مقياس درجة حرارة سائل التبريد الكلاسيكي
- جهاز استشعار درجة الحرارة NTC
- التشخيص على جهاز استشعار درجة الحرارة
مقدمة:
يوجد عدد كبير من أجهزة استشعار درجة الحرارة في السيارة:
- حرارة المبرد؛
- درجة حرارة الزيت؛
- الهواء الداخلي/الخارجي ودرجة حرارة الهواء الممتص (ربما تكون مدمجة في مقياس كتلة الهواء);
- درجة حرارة غاز العادم
- درجة حرارة البطارية في المركبات ذات المحرك الهجين أو الكهربائي بالكامل.
تزود أجهزة استشعار درجة الحرارة المذكورة أعلاه وحدة التحكم في النظام ذي الصلة بالمعلومات. على سبيل المثال: تستخدم وحدة التحكم في المحرك الإشارة الصادرة من مستشعر درجة حرارة سائل التبريد، من بين أمور أخرى، للتحكم في حقنة, التهاب، التحكم الخمول، عملية EGR (إن أمكن) و التحكم بمروحة التبريد ليتم تعديلها على أساس درجة الحرارة. عند درجة حرارة منخفضة، يتم إثراء الحقن ويتم التحكم في EGR لجعل المحرك يصل إلى درجة حرارة التشغيل بسرعة أكبر. عند درجة حرارة أعلى، تقوم وحدة التحكم بتشغيل مرحل مروحة التبريد. أجهزة استشعار درجة الحرارة الأكثر استخدامًا هي وفقًا لـ مبدأ المجلس الوطني الانتقالي.
بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار التي ترسل المعلومات إلى وحدة التحكم، هناك أيضًا أجهزة استشعار أمنية تعمل بدون إلكترونيات إضافية. مع مثل هذا مستشعر بي تي سي تزداد المقاومة الأومية مع زيادة درجة الحرارة. تم تجهيز المحرك الكهربائي (مثل ممسحة الزجاج الأمامي أو محرك النافذة) وزجاج المرآة بمستشعر PTC. في بعض الحالات يتم استخدام مستشعر PTC كمستشعر لدرجة الحرارة، ولكن في أغلب الأحيان نواجه NTC.
مقياس درجة حرارة سائل التبريد الكلاسيكي:
في السيارات القديمة التي لا تحتوي على وحدات تحكم وأجهزة استشعار لدرجة حرارة سائل التبريد NTC، يعمل مرسل درجة حرارة سائل التبريد باستخدام نظام ثنائي المعدن. الصورة توضح مكونات جهاز القياس ثنائي المعدن. يتم توصيل مصدر جهد ثابت يبلغ حوالي 10 فولت بالمقياس. يلتوي المعدن الثنائي الموجود في جهاز القياس بمجرد تدفق تيار (أكبر). وهذا سوف يأخذ المؤشر على طول.
تحتوي كتلة المحرك على مستشعر درجة الحرارة ثنائي المعدن.
يتلامس مقياس درجة الحرارة مع سائل التبريد في المحرك.
تعتمد درجة الحرارة التي تفتح عندها النقاط على درجة حرارة سائل التبريد والتيار. ثم يصبح متوسط التيار معتمداً على درجة حرارة المحرك. في بعض الحالات، يكون المؤشر في أقصى موضع عند إيقاف تشغيل الإشعال. ثم يصبح المعدن الثنائي مستقيمًا.
مستشعر درجة الحرارة NTC:
يوضح الشكل التالي مخططًا مبسطًا لوحدة التحكم الإلكترونية ومستشعر درجة الحرارة. يحتوي المستشعر (RNTC) على سلكين. يتم توصيل السلك الموجب بوحدة التحكم الإلكترونية والسلك السالب بالأرض. يوجد مقاوم متحيز في وحدة التحكم الإلكترونية. يتم توصيل مقاومات التحيز ومقاومات NTC على التوالي. تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بتزويد الدائرة المتسلسلة بجهد 5 فولت.
في الدائرة المتوالية، يتم توزيع الجهد عبر المقاومات. يتم امتصاص جزء من 5 فولت بواسطة المقاوم المتحيز. الجزء الآخر يتضمن مستشعر NTC.
المقاوم المتحيز له قيمة مقاومة ثابتة؛ عادة حوالي 2500 أوم (2,5 كيلو أوم). تعتمد مقاومة NTC على درجة الحرارة. وبالتالي فإن الجهد الذي يمتصه المقاوم NTC يعتمد على درجة الحرارة.
تقيس وحدة التحكم الإلكترونية انخفاض الجهد عبر مقاومة التحيز. مع تغير درجة الحرارة، يتغير الجهد عبر RNTC وبالتالي يتغير أيضًا الجهد عبر مقاومة التحيز. بعد كل شيء، يتم توزيع الجهد في دائرة متتالية على المقاومات؛ إذا امتص RNTC 0,3 فولت أكثر، فإن الجهد عبر Rbias ينخفض بمقدار 0,3 فولت.
تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بترجمة الجهد المقاس عبر مقاومة التحيز إلى درجة حرارة. في الواقع، نحن الآن نطبق خاصية NTC، مع الجهد بدلاً من درجة الحرارة على المحور السيني.
عند درجة حرارة عالية يحدث أقل تغيير في المقاومة. ينخفض \u0b\u20bالخط الموجود في الخاصية بشكل أكثر حدة عند درجة حرارة تتراوح من 40 إلى 60 درجة مئوية مقارنة بـ XNUMX إلى XNUMX درجة مئوية. لهذا السبب، غالبًا ما يستخدم المصنعون مقاومًا متحيزًا ثانيًا لجهاز استشعار درجة حرارة سائل التبريد. ترتبط المقاومات المتحيزة على التوازي ولكل منها قيمة مقاومة مختلفة.
مع ارتفاع درجة الحرارة، تتحول وحدة التحكم الإلكترونية إلى المقاوم المتحيز الآخر. وهذا يعطينا خاصية NTC ثانية. الخاصية الثانية سيكون لها تغير كبير في المقاومة عند درجة حرارة عالية. وهذا يسمح لنا بالقياس على نطاق أكبر وتحديد درجة الحرارة بدقة أثناء مرحلة التسخين ودرجة حرارة التشغيل.
يوضح الشكل التالي الدائرة الفعلية في وحدة التحكم الإلكترونية التي تحتوي على مثبت الجهد 5 فولت (78L05)، ومقاوم التحيز (R)، ومقاوم التحيز (R)، محول تناظري رقمي (محول A/D) والمعالج الدقيق. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول إرسال الإشارات التناظرية، مثل مستشعر درجة الحرارة، على الصفحة: أنواع أجهزة الاستشعار والإشارات.
التشخيص على جهاز استشعار درجة الحرارة:
في حالة حدوث أعطال تتعلق بمستشعر درجة حرارة سائل التبريد، قد تنشأ الشكاوى التالية:
- سوء بدء تشغيل المحرك بسبب، على سبيل المثال، الحقن الإضافي لمحرك بارد، بينما في الواقع يكون دافئًا بالفعل؛
- ارتفاع درجة الحرارة: بسبب القيمة المنخفضة جدًا، يتم تشغيل مروحة التبريد التي يتم التحكم فيها بواسطة PWM بعد فوات الأوان أو لا تعمل على الإطلاق؛
- المحرك لا يعمل بشكل صحيح بعد بداية باردة؛
- مع استمرار المحرك في الاحماء، تزداد سرعة الخمول؛
- لم تعد انبعاثات العادم سليمة؛
- دخان أسود بسبب خليط غني جدًا؛
- التراجع والتأتأة عندما يكون المحرك باردا؛
- لا يمكن تشغيل تكييف الهواء.
غالبًا ما تكون الشكاوى المذكورة أعلاه مصحوبة بمصباح مشكلة في المحرك، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا. في حالة حدوث خطأ حيث تكون إشارة مستشعر درجة حرارة سائل التبريد ضمن التفاوتات المسموح بها، فلن يتم إنشاء رمز خطأ.
في الواقع، يقوم البرنامج الموجود في وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك بالتحقق باستمرار مما إذا كانت الإشارة معقولة: في حالة وجود انحرافات قوية مقارنة بأجهزة استشعار درجة الحرارة الأخرى، أو زيادة أو انخفاض قوي (جدًا) في درجة الحرارة، تعتبر الإشارة "غير معقولة". . سيؤدي هذا إلى رمز خطأ.
يمكن قراءة درجة حرارة سائل التبريد باستخدام معدات التشخيص (غالبًا ما يكون قارئ OBD رخيص الثمن أو واجهة مع برنامج للهاتف كافيًا لهذا الغرض).
في الصورة نرى درجة الحرارة -48 °C.
غالبًا ما يحدد برنامج التشخيص (في هذه الحالة كتل القيمة المقاسة في VCDS) أيضًا القيمة المستهدفة التي يجب أن تلبيها درجة الحرارة. في ظروف التشغيل الحالية يجب أن تتراوح درجة الحرارة بين 80 و115 درجة مئوية.
إذا شككنا في أن قيمة المستشعر غير صحيحة، فيمكننا التحقق من الفولتية باستخدام مقياس متعدد. أولاً نقوم بقياس الفولتية عبر المستشعر عند ثلاث درجات حرارة مختلفة. في الصور الثلاث التالية، نرى كمبيوتر قراءات متصل بالبوابة عبر DLC (موصل Dat Link) عبر ناقل CAN. تتواصل البوابة أيضًا مع وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك عبر ناقل CAN.
يصف قسم "مستشعر درجة الحرارة NTC" أعلاه أن مستشعر درجة الحرارة متسلسل مع مقاومة متحيزة في وحدة التحكم الإلكترونية. يتم تقسيم الجهد 5 فولت بين المقاوم المتحيز والمقاوم NTC في غلاف المستشعر. عندما نقيس جهدًا قدره 2,3 فولت عبر المستشعر، يكون الجهد عبر مقاومة الانحياز 2,7 فولت (2,3 + 2,7 = 5 فولت). يتم تطبيق الجهد 2,7 فولت في محول أ/د تُترجم إلى درجة حرارة في واجهة الإلكترونيات الخاصة بوحدة التحكم الإلكترونية. عندما يكون المحرك دافئًا، يزداد الجهد عبر مقاومة الانحياز؛ وهذا يمكن رؤيته في القياس الأخير. في هذه الحالة يكون هذا الجهد 4,58 فولت.
توضح الصور أدناه البيانات الحية والقيم المقاسة بسلك أرضي متقطع بين المستشعر ووحدة التحكم الإلكترونية. يُظهر كمبيوتر القراءات درجة حرارة -42 درجة مئوية: تقيس وحدة التحكم الإلكترونية جهدًا قدره 5 فولت عبر المقاوم المتحيز. تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بإنشاء رمز خطأ واحد أو أكثر مع أوصاف حول المستشعر؛
- إشارة غير قابلة للتصديق؛
- إشارة أقل من قيمة الحد الأدنى؛
- ماس كهربائى مع إيجابية.
نظرًا لعدم تدفق التيار بسبب الانقطاع، لم يعد NTC يمتص الجهد. فرق الجهد بين المنفذ 1 للمستشعر والمنفذ 36 لوحدة التحكم الإلكترونية هو 5 فولت: هذا هو جهد إمداد المستشعر. يتم تغذية 35 فولت عبر دبوس 5. نظرًا لأن المستشعر لا يسجل أي جهد، فإننا نقيس فرقًا قدره 2 فولت بين المنفذ 36 (الاتصال الأرضي) للمستشعر والمنفذ 5.
في حالة قيامنا بقياس جهد 5.0 فولت عبر مستشعر درجة الحرارة، (انظر الصورة التالية) فإننا نقيس الجهد الإجمالي المزود عبر المكون. نحن الآن نتعامل مع انقطاع في جهاز استشعار درجة الحرارة. فقدان الجهد عبر الأسلاك الموجبة والأرضية هو 0 فولت.
عندما نزيل القابس من حساس درجة الحرارة ونقيسه بالمقياس المتعدد الموجود في القابس، تظهر نفس القيمة على شاشة المتر المتعدد.
بنتيجة هذا القياس يتضح أننا بحاجة إلى استبدال مستشعر درجة الحرارة.
