Предмети:
- въведение
- Класически уред за измерване на температурата на охлаждащата течност
- NTC сензор за температура
- Диагностика по температурен датчик
Предговор:
В автомобила има голям брой температурни сензори:
- температура на охлаждащата течност;
- температура на маслото;
- вътрешен/външен въздух и температура на засмуквания въздух (евентуално включена в измервател на въздушна маса);
- температура на отработените газове;
- температура на батерията в превозни средства с хибридно или напълно електрическо задвижване.
Горните температурни сензори предоставят информация на контролния блок на съответната система. За да дадем пример: блокът за управление на двигателя използва сигнала от сензора за температура на охлаждащата течност, за да контролира, наред с други неща, инжекция, възпаление, контрол на празен ход, EGR работа (ако е приложимо) и управление на охлаждащия вентилатор да се регулира въз основа на температурата. При ниска температура се извършва обогатяване на инжекцията и EGR се контролира, за да доведе двигателя до работна температура по-бързо. При по-висока температура контролният блок включва релето на охлаждащия вентилатор. Най-често използваните температурни сензори са според NTC принцип.
В допълнение към сензорите, които изпращат информация към контролния блок, има и сензори за сигурност, които работят без допълнителна електроника. С такива PTC сензор Омичното съпротивление нараства с повишаване на температурата. Електродвигател (като двигателя на чистачката на предното стъкло или двигателя на прозореца) и огледалното стъкло са оборудвани с PTC сензор. В някои случаи PTC сензор се използва като температурен сензор, но най-често срещаме NTC.
Класически манометър за температура на охлаждащата течност:
При по-стари автомобили без блокове за управление и NTC сензори за температура датчикът за температурата на охлаждащата течност работи с биметал. Картината показва компонентите на биметалния измервателен уред. Към измервателния уред е свързан стабилизиран източник на напрежение от около 10 волта. Биметалът в измервателния уред се изкривява веднага щом протича (по-голям) ток. Това ще отведе показалеца.
Блокът на двигателя съдържа температурен сензор с биметален.
Температурният датчик влиза в контакт с охлаждащата течност в двигателя.
Температурата, при която точките се отварят, зависи от температурата на охлаждащата течност и тока. Тогава средният ток става зависим от температурата на двигателя. В някои случаи стрелката е в максимална позиция, когато запалването е изключено. Тогава биметалът е прав.
NTC температурен сензор:
Следващата фигура показва опростена схема на ECU и температурен сензор. Сензорът (RNTC) има два проводника. Положителният проводник е свързан към ECU, а отрицателният към масата. В ECU има преднапрегнат резистор. Преднапрежението и NTC резисторите са свързани последователно. ECU захранва серийната верига с напрежение от 5 волта.
В последователна верига напрежението се разпределя между резисторите. Част от 5-те волта се поглъщат от преднапрегнатия резистор. Другата част включва NTC сензор.
Преднапрегнатият резистор има фиксирана стойност на съпротивлението; обикновено около 2500 ома (2,5 килоома). Съпротивлението на NTC зависи от температурата. Следователно напрежението, погълнато от NTC резистора, зависи от температурата.
ECU измерва спада на напрежението през резистора за отклонение. С промяна на температурата, напрежението в RNTC се променя и следователно също и напрежението в резистора за отклонение. В крайна сметка напрежението в последователна верига се разпределя върху резисторите; ако RNTC абсорбира 0,3 волта повече, напрежението в Rbias пада с 0,3 волта.
ECU преобразува напрежението, измерено през преднапрегнатия резистор, в температура. Всъщност сега прилагаме NTC характеристиката, като напрежението вместо температурата е по оста X.
При висока температура настъпва най-малка промяна в съпротивлението. Линията в характеристиката спада по-рязко при температура от 0 до 20 градуса по Целзий, отколкото от 40 до 60 градуса по Целзий. Поради тази причина производителите често използват втори резистор за отклонение за сензора за температура на охлаждащата течност. Преднапрегнатите резистори са свързани паралелно и двата имат различна стойност на съпротивлението.
Когато температурата се повиши, ECU превключва към другия преднапрегнат резистор. Това ни дава втора NTC характеристика. Втората характеристика ще има голяма промяна на съпротивлението при висока температура. Това ни позволява да измерваме в по-голям диапазон и да определяме точно температурата както по време на фазата на нагряване, така и по време на работната температура.
Следващата фигура показва действителната верига в ECU, съдържаща 5-волтов стабилизатор на напрежение (78L05), резистор на отклонение (R), аналогово-цифров преобразувател (A/D преобразувател) и микропроцесора. Повече информация за предаване на аналогов сигнал, като например от температурен сензор, можете да намерите на страницата: видове сензори и сигнали.
Диагностика на датчика за температура:
В случай на неизправности, свързани със сензора за температура на охлаждащата течност, могат да възникнат следните оплаквания:
- лошо стартиране на двигателя поради, например, допълнително впръскване за студен двигател, докато в действителност той вече е топъл;
- прегряване: поради твърде ниска стойност вентилаторът за охлаждане с PWM се включва твърде късно или изобщо не се включва;
- двигателят не работи правилно на празен ход след студен старт;
- тъй като двигателят продължава да се загрява, скоростта на празен ход се увеличава;
- емисиите на отработени газове вече не са в ред;
- черен дим поради смес, която е твърде богата;
- задържане и заекване при студен двигател;
- климатикът не може да се включи.
Горните оплаквания често са в комбинация с лампа за проблем с двигателя, но това не винаги е така. Ако възникне повреда, при която сигналът на сензора за температура на охлаждащата течност е в границите на допустимите отклонения, няма да се генерира код за повреда.
В действителност софтуерът в ECU на двигателя непрекъснато проверява дали сигналът е правдоподобен: в случай на големи отклонения в сравнение с други температурни сензори или (твърде) силно повишаване или намаляване на температурата, сигналът се счита за "неправдоподобен". . Това ще доведе до код за грешка.
Температурата на охлаждащата течност може да се отчете с помощта на диагностично оборудване (често за това е достатъчен евтин OBD четец или интерфейс със софтуер за телефона).
На изображението виждаме температура от -48 °C.
Диагностичната програма (в този случай блоковете с измерени стойности във VCDS) често също определя целева стойност, която температурата трябва да покрие. При настоящите условия на работа температурата трябва да бъде между 80 и 115 градуса по Целзий.
Ако подозираме, че стойността на сензора е неправилна, можем да проверим напреженията с мултицет. Първо измерваме напрежението в сензора при три различни температури. В следващите три изображения виждаме компютър за четене, който е свързан към шлюза чрез DLC (Dat Link Connector) чрез CAN шина. Шлюзът също комуникира с ECU на двигателя чрез CAN шина.
Разделът „NTC температурен сензор“ по-горе описва, че температурният сензор е свързан последователно с отклонение резистор в ECU. Напрежението от 5 волта се разделя между преднапрегнатия резистор и NTC резистора в корпуса на сензора. Когато измерваме напрежение от 2,3 волта на сензора, напрежението на резистора за отклонение е 2,7 волта (2,3 + 2,7 = 5 волта). Напрежението от 2,7 волта се прилага в A/D преобразувател преведено в температура в интерфейсната електроника на ECU. Когато двигателят е топъл, напрежението на преднапрегнатия резистор се увеличава; това се вижда при последното измерване. В тази ситуация това напрежение е 4,58 волта.
Изображенията по-долу показват данните в реално време и измерените стойности с прекъснат заземяващ проводник между сензора и ECU. Компютърът за отчитане показва температура от -42 градуса по Целзий: ECU измерва напрежение от 5 волта през резистора за отклонение. ECU генерира един или повече кодове за грешка с описание на сензора;
- неправдоподобен сигнал;
- сигнал под долна гранична стойност;
- късо съединение с плюс.
Тъй като не протича ток поради прекъсването, NTC вече не поглъща напрежение. Разликата в напрежението между пин 1 на сензора и пин 36 на ECU е 5 волта: това е захранващото напрежение на сензора. 35 волта се подават през пин 5. Тъй като сензорът не записва никакво напрежение, ние измерваме разлика от 2 волта между пин 36 (заземяване) на сензора и пин 5.
В случай, че измерваме напрежение от 5.0 волта на температурния сензор (вижте следното изображение), ние измерваме общото подадено напрежение на компонента. Сега имаме работа с прекъсване на температурния сензор. Загубата на напрежение през положителния и заземяващия проводник е 0 волта.
Когато извадим щепсела от датчика за температура и го измерим с мултицета в щепсела, на екрана на мултицета се появява същата стойност.
С резултата от това измерване става ясно, че трябва да сменим температурния сензор.
