Μαθήματα:
- Εισαγωγή
- Κλασικός μετρητής θερμοκρασίας ψυκτικού
- Αισθητήρας θερμοκρασίας NTC
- Διάγνωση στον αισθητήρα θερμοκρασίας
Εισαγωγή:
Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων θερμοκρασίας σε ένα όχημα:
- θερμοκρασία ψυκτικού?
- θερμοκρασία λαδιού?
- Εσωτερικός/εξωτερικός αέρας και θερμοκρασία αναρροφημένου αέρα (ενδεχομένως ενσωματωμένη μετρητής μάζας αέρα);
- θερμοκρασία καυσαερίων?
- θερμοκρασία μπαταρίας σε οχήματα με υβριδική ή πλήρως ηλεκτρική κίνηση.
Οι παραπάνω αισθητήρες θερμοκρασίας παρέχουν πληροφορίες στη μονάδα ελέγχου του σχετικού συστήματος. Για να δώσουμε ένα παράδειγμα: η μονάδα ελέγχου κινητήρα χρησιμοποιεί το σήμα από τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού για, μεταξύ άλλων, τον έλεγχο του ένεση, φλεγμονή, έλεγχος αδράνειας, Λειτουργία EGR (εάν ισχύει) και το έλεγχος ανεμιστήρα ψύξης να ρυθμιστεί με βάση τη θερμοκρασία. Σε χαμηλή θερμοκρασία, πραγματοποιείται εμπλουτισμός με έγχυση και το EGR ελέγχεται για να φέρει τον κινητήρα σε θερμοκρασία λειτουργίας πιο γρήγορα. Σε υψηλότερη θερμοκρασία, η μονάδα ελέγχου ενεργοποιεί το ρελέ ανεμιστήρα ψύξης. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι αισθητήρες θερμοκρασίας είναι σύμφωνα με το Αρχή NTC.
Εκτός από τους αισθητήρες που στέλνουν πληροφορίες στη μονάδα ελέγχου, υπάρχουν και αισθητήρες ασφαλείας που λειτουργούν χωρίς πρόσθετα ηλεκτρονικά. Με τόσο Αισθητήρας PTC Η ωμική αντίσταση αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Ένας ηλεκτρικός κινητήρας (όπως ο υαλοκαθαριστήρας ή ο κινητήρας παραθύρου) και ένα γυαλί καθρέφτη είναι εξοπλισμένα με αισθητήρα PTC. Σε ορισμένες περιπτώσεις ένας αισθητήρας PTC χρησιμοποιείται ως αισθητήρας θερμοκρασίας, αλλά πιο συχνά συναντάμε το NTC.
Κλασικός μετρητής θερμοκρασίας ψυκτικού:
Σε παλαιότερα αυτοκίνητα χωρίς μονάδες ελέγχου και αισθητήρες θερμοκρασίας NTC, ο αποστολέας θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού λειτουργεί με διμεταλλικό. Η εικόνα δείχνει τα εξαρτήματα του διμεταλλικού μετρητή. Στο μετρητή συνδέεται μια σταθεροποιημένη πηγή τάσης περίπου 10 βολτ. Το διμέταλλο στο μετρητή στρεβλώνεται μόλις περάσει ένα (μεγαλύτερο) ρεύμα. Αυτό θα πάρει τον δείκτη μαζί.
Το μπλοκ κινητήρα περιέχει έναν αισθητήρα θερμοκρασίας με ένα διμεταλλικό.
Ο μετρητής θερμοκρασίας έρχεται σε επαφή με το ψυκτικό υγρό στον κινητήρα.
Η θερμοκρασία στην οποία ανοίγουν τα σημεία εξαρτάται από τη θερμοκρασία του ψυκτικού και το ρεύμα. Στη συνέχεια, το μέσο ρεύμα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του κινητήρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο δείκτης βρίσκεται στη μέγιστη θέση όταν η ανάφλεξη είναι απενεργοποιημένη. Το διμέταλλο είναι τότε ίσιο.
Αισθητήρας θερμοκρασίας NTC:
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα απλοποιημένο σχηματικό σχήμα της ECU και του αισθητήρα θερμοκρασίας. Ο αισθητήρας (RNTC) έχει δύο καλώδια. Το θετικό καλώδιο συνδέεται με την ECU και το αρνητικό στη γείωση. Υπάρχει μια αντίσταση πόλωσης στην ECU. Οι αντιστάσεις πόλωσης και NTC συνδέονται σε σειρά. Η ECU τροφοδοτεί το κύκλωμα σειράς με τάση 5 βολτ.
Σε ένα κύκλωμα σειράς, η τάση κατανέμεται στις αντιστάσεις. Μέρος των 5 βολτ απορροφάται από την αντίσταση πόλωσης. Το άλλο μέρος ενσωματώνει τον αισθητήρα NTC.
Η αντίσταση πόλωσης έχει μια σταθερή τιμή αντίστασης. συνήθως γύρω στα 2500 ohms (2,5 kiloohms). Η αντίσταση του NTC εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Επομένως, η τάση που απορροφάται από την αντίσταση NTC εξαρτάται από τη θερμοκρασία.
Η ECU μετρά την πτώση τάσης στην αντίσταση πόλωσης. Με μια αλλαγή θερμοκρασίας, η τάση στο RNTC αλλάζει και επομένως και η τάση στην αντίσταση πόλωσης. Εξάλλου, η τάση σε ένα κύκλωμα σειράς κατανέμεται στις αντιστάσεις. εάν το RNTC απορροφήσει 0,3 βολτ περισσότερο, η τάση στα άκρα Rbias πέφτει 0,3 βολτ.
Η ECU μετατρέπει την τάση που μετράται στην αντίσταση πόλωσης σε θερμοκρασία. Στην πραγματικότητα, εφαρμόζουμε τώρα το χαρακτηριστικό NTC, με την τάση αντί για τη θερμοκρασία στον άξονα Χ.
Σε υψηλή θερμοκρασία εμφανίζεται η ελάχιστη αλλαγή στην αντίσταση. Η γραμμή στο χαρακτηριστικό πέφτει πιο απότομα σε θερμοκρασία από 0 έως 20 βαθμούς Κελσίου παρά από 40 έως 60 βαθμούς Κελσίου. Για το λόγο αυτό, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν συχνά μια δεύτερη αντίσταση πόλωσης για τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού. Οι αντιστάσεις πόλωσης συνδέονται παράλληλα και και οι δύο έχουν διαφορετική τιμή αντίστασης.
Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ECU μεταβαίνει στην άλλη αντίσταση πόλωσης. Αυτό μας δίνει ένα δεύτερο χαρακτηριστικό NTC. Το δεύτερο χαρακτηριστικό θα έχει μεγάλη αλλαγή αντίστασης σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτό μας επιτρέπει να μετράμε σε μεγαλύτερο εύρος και να προσδιορίζουμε με ακρίβεια τη θερμοκρασία τόσο κατά τη φάση θέρμανσης όσο και κατά τη διάρκεια της θερμοκρασίας λειτουργίας.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει το πραγματικό κύκλωμα στην ECU που περιέχει τον σταθεροποιητή τάσης 5 volt (78L05), την αντίσταση πόλωσης (R), την αναλογικός-ψηφιακός μετατροπέας (μετατροπέας A/D) και ο μικροεπεξεργαστής. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη μετάδοση αναλογικού σήματος, όπως από τον αισθητήρα θερμοκρασίας, μπορείτε να βρείτε στη σελίδα: τύπους και σήματα αισθητήρων.
Διάγνωση στον αισθητήρα θερμοκρασίας:
Σε περίπτωση δυσλειτουργιών που σχετίζονται με τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού, ενδέχεται να προκύψουν τα ακόλουθα παράπονα:
- κακή εκκίνηση του κινητήρα λόγω, για παράδειγμα, επιπλέον ψεκασμού για έναν κρύο κινητήρα, ενώ στην πραγματικότητα είναι ήδη ζεστός.
- υπερθέρμανση: λόγω πολύ χαμηλής τιμής, ο ανεμιστήρας ψύξης που ελέγχεται από PWM ενεργοποιείται πολύ αργά ή καθόλου.
- ο κινητήρας δεν λειτουργεί σωστά μετά από ψυχρή εκκίνηση.
- Καθώς ο κινητήρας συνεχίζει να ζεσταίνεται, οι στροφές ρελαντί αυξάνονται.
- οι εκπομπές καυσαερίων δεν είναι πλέον εντάξει.
- μαύρος καπνός λόγω ενός μείγματος που είναι πολύ πλούσιο.
- συγκράτηση και τραυλισμός όταν ο κινητήρας είναι κρύος.
- ο κλιματισμός δεν μπορεί να ενεργοποιηθεί.
Τα παραπάνω παράπονα συχνά συνδυάζονται με μια λυχνία βλάβης κινητήρα, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Εάν παρουσιαστεί σφάλμα στο οποίο το σήμα του αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού είναι εντός των ορίων ανοχής, δεν θα δημιουργηθεί κωδικός σφάλματος.
Στην πραγματικότητα, το λογισμικό στην ECU του κινητήρα ελέγχει συνεχώς εάν το σήμα είναι εύλογο: σε περίπτωση ισχυρών αποκλίσεων σε σύγκριση με άλλους αισθητήρες θερμοκρασίας ή μιας (πολύ) έντονης αύξησης ή μείωσης της θερμοκρασίας, το σήμα θεωρείται "μη αληθοφανές". . Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα έναν κωδικό σφάλματος.
Η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού μπορεί να διαβαστεί χρησιμοποιώντας διαγνωστικό εξοπλισμό (συχνά για αυτό αρκεί μια φθηνή συσκευή ανάγνωσης OBD ή μια διεπαφή με λογισμικό για το τηλέφωνο).
Στην εικόνα βλέπουμε θερμοκρασία -48 °C.
Το διαγνωστικό πρόγραμμα (σε αυτήν την περίπτωση τα μπλοκ μετρούμενων τιμών στο VCDS) συχνά καθορίζει επίσης μια τιμή στόχο που πρέπει να πληροί η θερμοκρασία. Στις τρέχουσες συνθήκες λειτουργίας η θερμοκρασία πρέπει να είναι μεταξύ 80 και 115 βαθμών Κελσίου.
Εάν υποπτευόμαστε ότι μια τιμή αισθητήρα είναι λανθασμένη, μπορούμε να ελέγξουμε τις τάσεις με ένα πολύμετρο. Πρώτα μετράμε τις τάσεις στον αισθητήρα σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες. Στις επόμενες τρεις εικόνες βλέπουμε έναν υπολογιστή ανάγνωσης που συνδέεται με την πύλη μέσω του DLC (Dat Link Connector) μέσω του διαύλου CAN. Η πύλη επικοινωνεί επίσης με την ECU του κινητήρα μέσω διαύλου CAN.
Η παραπάνω ενότητα "Αισθητήρας θερμοκρασίας NTC" περιγράφει ότι ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι σε σειρά με μια αντίσταση πόλωσης στην ECU. Η τάση 5 volt διαιρείται μεταξύ της αντίστασης πόλωσης και της αντίστασης NTC στο περίβλημα του αισθητήρα. Όταν μετράμε μια τάση 2,3 βολτ στον αισθητήρα, η τάση στην αντίσταση πόλωσης είναι 2,7 βολτ (2,3 + 2,7 = 5 βολτ). Η τάση των 2,7 βολτ εφαρμόζεται στο Μετατροπέας A/D μεταφράζεται σε θερμοκρασία στα ηλεκτρονικά διεπαφής της ECU. Όταν ο κινητήρας είναι ζεστός, η τάση στην αντίσταση πόλωσης αυξάνεται. αυτό φαίνεται στην τελευταία μέτρηση. Σε αυτήν την περίπτωση αυτή η τάση είναι 4,58 βολτ.
Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν τα ζωντανά δεδομένα και τις μετρημένες τιμές με ένα διακοπτόμενο καλώδιο γείωσης μεταξύ του αισθητήρα και της ECU. Ο υπολογιστής ανάγνωσης δείχνει θερμοκρασία -42 βαθμών Κελσίου: η ECU μετρά μια τάση 5 βολτ στην αντίσταση πόλωσης. Η ECU δημιουργεί έναν ή περισσότερους κωδικούς σφάλματος με περιγραφές σχετικά με τον αισθητήρα.
- σήμα απίθανο?
- σήμα κάτω από την κατώτερη οριακή τιμή.
- βραχυκύκλωμα με θετικό.
Επειδή δεν ρέει ρεύμα λόγω της διακοπής, το NTC δεν απορροφά πλέον τάση. Η διαφορά τάσης μεταξύ της ακίδας 1 του αισθητήρα και της ακίδας 36 της ECU είναι 5 βολτ: αυτή είναι η τάση τροφοδοσίας του αισθητήρα. Τα 35 βολτ τροφοδοτούνται μέσω του ακροδέκτη 5. Επειδή ο αισθητήρας δεν καταγράφει καμία τάση, μετράμε μια διαφορά 2 βολτ μεταξύ της ακίδας 36 (σύνδεση γείωσης) του αισθητήρα και της ακίδας 5.
Στην περίπτωση που μετράμε τάση 5.0 βολτ στον αισθητήρα θερμοκρασίας, (δείτε την παρακάτω εικόνα) μετράμε τη συνολική τάση που παρέχεται στο εξάρτημα. Τώρα έχουμε να κάνουμε με διακοπή στον αισθητήρα θερμοκρασίας. Η απώλεια τάσης στα καλώδια θετικού και γείωσης είναι 0 βολτ.
Όταν αφαιρέσουμε το βύσμα από τον αισθητήρα θερμοκρασίας και το μετρήσουμε με το πολύμετρο στο βύσμα, η ίδια τιμή εμφανίζεται στην οθόνη του πολύμετρου.
Με το αποτέλεσμα αυτής της μέτρησης είναι σαφές ότι πρέπει να αντικαταστήσουμε τον αισθητήρα θερμοκρασίας.
