Aiheet:
- esittely
- Klassinen jäähdytysnesteen lämpötilamittari
- NTC lämpötila-anturi
- Diagnoosi lämpötila-anturista
Esipuhe:
Ajoneuvossa on suuri määrä lämpötila-antureita:
- jäähdytysnesteen lämpötila;
- öljyn lämpötila;
- sisä-/ulkoilma ja imetyn ilman lämpötila (mahdollisesti sisällytetty ilmamassamittari);
- pakokaasun lämpötila;
- akun lämpötila hybridi- tai täyssähkökäyttöisissä ajoneuvoissa.
Yllä olevat lämpötila-anturit antavat tietoa kyseisen järjestelmän ohjausyksikölle. Esimerkkinä: moottorin ohjausyksikkö ohjaa jäähdytysnesteen lämpötila-anturin signaalia muun muassa injektio, tulehdus, joutokäyntiohjaus, EGR toiminta (tarvittaessa) ja jäähdytystuulettimen ohjaus säädettävä lämpötilan mukaan. Alhaisessa lämpötilassa ruiskutusrikastus tapahtuu ja EGR:ää ohjataan saattamaan moottori käyttölämpötilaan nopeammin. Korkeammassa lämpötilassa ohjausyksikkö kytkee jäähdytyspuhaltimen releen päälle. Yleisimmin käytetyt lämpötila-anturit ovat NTC-periaate.
Ohjausyksikköön tietoa lähettävien antureiden lisäksi on olemassa myös turvaantureita, jotka toimivat ilman lisäelektroniikkaa. Sellaisella PTC anturi Ohminen vastus kasvaa lämpötilan noustessa. Sähkömoottori (kuten tuulilasinpyyhin tai ikkunamoottori) ja peililasi on varustettu PTC-anturilla. Joissakin tapauksissa PTC-anturia käytetään lämpötila-anturina, mutta useimmiten kohtaamme NTC:n.
Klassinen jäähdytysnesteen lämpötilamittari:
Vanhemmissa autoissa, joissa ei ole ohjausyksikköä ja NTC-lämpötila-antureita, jäähdytysnesteen lämpötila-anturi toimii bimetallin kanssa. Kuvassa bimetallimittarin komponentit. Mittariin on kytketty noin 10 voltin stabiloitu jännitelähde. Mittarissa oleva bimetalli vääntyy heti, kun (suurempi) virta kulkee. Tämä vie osoittimen mukaan.
Moottorilohkossa on bimetallilla varustettu lämpötila-anturi.
Lämpötilamittari joutuu kosketuksiin moottorin jäähdytysnesteen kanssa.
Lämpötila, jossa kohdat avautuvat, riippuu jäähdytysnesteen lämpötilasta ja virrasta. Keskimääräinen virta tulee tällöin riippuvaiseksi moottorin lämpötilasta. Joissain tapauksissa osoitin on maksimiasennossa, kun sytytysvirta on katkaistu. Bimetalli on sitten suora.
NTC lämpötila-anturi:
Seuraavassa kuvassa on yksinkertaistettu kaavio ECU:sta ja lämpötila-anturista. Anturissa (RNTC) on kaksi johtoa. Positiivinen johto on kytketty ECU:hun ja negatiivinen johto maahan. ECU:ssa on bias-vastus. Bias- ja NTC-vastukset on kytketty sarjaan. ECU syöttää sarjapiiriin 5 voltin jännitteen.
Sarjapiirissä jännite jakautuu vastusten kesken. Biasvastus absorboi osan 5 voltista. Toinen osa sisältää NTC-anturin.
Bias-vastuksessa on kiinteä resistanssiarvo; yleensä noin 2500 ohmia (2,5 kiloohmia). NTC:n vastus riippuu lämpötilasta. NTC-vastuksen absorboima jännite riippuu siksi lämpötilasta.
ECU mittaa jännitehäviön bias-vastuksen yli. Lämpötilan muutoksella muuttuu jännite RNTC:n yli ja siten myös jännite bias-vastuksen yli. Loppujen lopuksi sarjapiirin jännite jaetaan vastusten kesken; jos RNTC absorboi 0,3 volttia enemmän, jännite Rbiaksen yli laskee 0,3 volttia.
ECU muuttaa bias-vastuksen yli mitatun jännitteen lämpötilaksi. Itse asiassa käytämme nyt NTC-ominaisuutta, jolloin X-akselilla on jännite lämpötilan sijaan.
Korkeassa lämpötilassa tapahtuu pienin vastuksen muutos. Ominaisuuden viiva putoaa voimakkaammin lämpötilassa 0 - 20 celsiusastetta kuin 40 - 60 celsiusastetta. Tästä syystä valmistajat käyttävät usein toista bias-vastusta jäähdytysnesteen lämpötila-anturille. Bias-vastukset on kytketty rinnan ja molemmilla on eri resistanssiarvo.
Lämpötilan noustessa ECU vaihtaa toiseen biasvastukseen. Tämä antaa meille toisen NTC-ominaisuuden. Toisella ominaisuudella on suuri vastuksen muutos korkeassa lämpötilassa. Näin voimme mitata laajemmalla alueella ja määrittää tarkasti lämpötilan sekä lämmitysvaiheen että käyttölämpötilan aikana.
Seuraavassa kuvassa näkyy todellinen piiri ECU:ssa, joka sisältää 5 voltin jännitteen stabilisaattorin (78L05), biasvastuksen (R), analogia-digitaalimuunnin (A/D-muunnin) ja mikroprosessori. Lisätietoja analogisesta signaalinsiirrosta, kuten lämpötila-anturista, löytyy sivulta: anturityypit ja signaalit.
Lämpötila-anturin diagnoosi:
Jäähdytysnesteen lämpötila-anturiin liittyvissä toimintahäiriöissä voi esiintyä seuraavia valituksia:
- huono moottorin käynnistys esimerkiksi kylmän moottorin lisäruiskutuksen takia, vaikka todellisuudessa se on jo lämmin;
- ylikuumeneminen: liian alhaisen arvon vuoksi PWM-ohjattu jäähdytyspuhallin kytkeytyy päälle liian myöhään tai ei ollenkaan;
- moottori ei käy tyhjäkäynnillä kunnolla kylmäkäynnistyksen jälkeen;
- kun moottori jatkaa lämpenemistä, joutokäyntinopeus kasvaa;
- pakokaasupäästöt eivät ole enää kunnossa;
- musta savu liian rikkaan seoksen vuoksi;
- pidättyminen ja änkytys, kun moottori on kylmä;
- ilmastointia ei voi kytkeä päälle.
Yllä olevat valitukset liittyvät usein moottorin vikavaloon, mutta näin ei aina ole. Jos ilmenee vika, jossa jäähdytysnesteen lämpötila-anturin signaali on toleranssien sisällä, vikakoodia ei synny.
Todellisuudessa moottorin ECU:n ohjelmisto tarkistaa jatkuvasti, onko signaali uskottava: jos poikkeamat ovat voimakkaita muihin lämpötila-antureisiin verrattuna tai (liian) voimakas lämpötilan nousu tai lasku, signaalia pidetään "ei uskottavana". . Tämä johtaa virhekoodiin.
Jäähdytysnesteen lämpötila voidaan lukea diagnostisilla laitteilla (usein halpa OBD-lukija tai liitäntä puhelimen ohjelmistoon riittää tähän).
Kuvassa lämpötila on -48 °C.
Diagnostiikkaohjelma (tässä tapauksessa mittausarvolohkot VCDS:ssä) määrittää usein myös tavoitearvon, joka lämpötilan on täytettävä. Nykyisissä käyttöolosuhteissa lämpötilan tulisi olla 80-115 celsiusastetta.
Jos epäilemme anturin arvon olevan väärä, voimme tarkistaa jännitteet yleismittarilla. Ensin mitataan jännitteet anturin yli kolmessa eri lämpötilassa. Kolmessa seuraavassa kuvassa näemme lukutietokoneen, joka on kytketty yhdyskäytävään DLC:n (Dat Link Connector) kautta CAN-väylän kautta. Yhdyskäytävä kommunikoi myös moottorin ECU:n kanssa CAN-väylän kautta.
Yllä oleva "NTC-lämpötila-anturi" kuvaa, että lämpötila-anturi on sarjassa ECU:n bias-vastuksen kanssa. 5 voltin jännite on jaettu anturikotelossa olevan bias-vastuksen ja NTC-vastuksen kesken. Kun mittaamme 2,3 voltin jännitteen anturin yli, jännite bias-vastuksen yli on 2,7 volttia (2,3 + 2,7 = 5 volttia). Laitteessa on 2,7 voltin jännite A/D-muunnin muunnetaan lämpötilaksi ECU:n liitäntäelektroniikassa. Kun moottori on lämmin, bias-vastuksen yli oleva jännite kasvaa; tämä näkyy viimeisessä mittauksessa. Siinä tilanteessa tämä jännite on 4,58 volttia.
Alla olevissa kuvissa näkyvät reaaliaikaiset tiedot ja mitatut arvot katkenneella maadoitusjohdolla anturin ja ECU:n välillä. Lukutietokone näyttää lämpötilaa -42 celsiusastetta: ECU mittaa 5 voltin jännitettä bias-vastuksen yli. ECU luo yhden tai useamman virhekoodin kuvauksineen anturista;
- signaali epätodennäköinen;
- signaali alemman raja-arvon alapuolella;
- oikosulku plussalla.
Koska virtaa ei kulje keskeytyksen vuoksi, NTC ei enää absorboi jännitettä. Anturin nastan 1 ja ECU:n nastan 36 välinen jänniteero on 5 volttia: tämä on anturin syöttöjännite. 35 volttia syötetään nastan 5 kautta. Koska anturi ei tallenna jännitettä, mittaamme 2 voltin eron anturin nastan 36 (maaliitäntä) ja nastan 5 välillä.
Siinä tapauksessa, että mittaamme lämpötila-anturin yli 5.0 voltin jännitteen (katso seuraava kuva), mittaamme komponentin yli syötetyn kokonaisjännitteen. Käsittelemme nyt lämpötila-anturin häiriötä. Jännitehäviö plus- ja maajohtimien välillä on 0 volttia.
Kun irrotamme pistokkeen lämpötila-anturista ja mittaamme sen pistokkeessa olevalla yleismittarilla, sama arvo ilmestyy yleismittarin näytölle.
Tämän mittauksen tuloksen perusteella on selvää, että lämpötila-anturi on vaihdettava.
Aiheeseen liittyvät sivut:
