Subyek:
- Inleiding
- Pengukur suhu cairan pendingin klasik
- Sensor suhu NTC
- Diagnosis pada sensor suhu
Perkenalan:
Ada banyak sekali sensor suhu di dalam kendaraan:
- suhu cairan pendingin;
- suhu minyak;
- udara dalam/luar ruangan dan suhu udara yang dihisap (mungkin tergabung dalam pengukur massa udara);
- suhu gas buang;
- suhu baterai pada kendaraan dengan penggerak hibrida atau listrik penuh.
Sensor suhu di atas memberikan informasi kepada unit kontrol sistem yang relevan. Sebagai contoh: unit kendali mesin menggunakan sinyal dari sensor suhu cairan pendingin untuk, antara lain, mengontrol injeksi, peradangan, kontrol menganggur, Operasi EGR (jika ada) dan kontrol kipas pendingin untuk disesuaikan berdasarkan suhu. Pada suhu rendah, pengayaan injeksi terjadi dan EGR dikontrol agar mesin mencapai suhu pengoperasian lebih cepat. Pada suhu yang lebih tinggi, unit kontrol menyalakan relai kipas pendingin. Sensor suhu yang paling umum digunakan adalah menurut Prinsip NTC.
Selain sensor yang mengirimkan informasi ke unit kendali, ada juga sensor keamanan yang berfungsi tanpa tambahan elektronik. Dengan itu sensor PTC Resistansi ohmik meningkat dengan meningkatnya suhu. Motor listrik (seperti wiper kaca depan atau motor jendela) dan kaca spion dilengkapi dengan sensor PTC. Dalam beberapa kasus sensor PTC digunakan sebagai sensor suhu, namun yang paling sering kita jumpai adalah NTC.
Pengukur suhu cairan pendingin klasik:
Pada mobil tua tanpa unit kontrol dan sensor suhu NTC, pengirim suhu cairan pendingin bekerja dengan bimetal. Gambar menunjukkan komponen meteran bi-metal. Sumber tegangan stabil sekitar 10 volt dihubungkan ke meteran. Bi-metal dalam meteran melengkung segera setelah arus (yang lebih besar) mengalir. Ini akan membawa penunjuknya.
Blok mesin berisi sensor suhu dengan bi-metal.
Pengukur suhu bersentuhan dengan cairan pendingin di mesin.
Suhu di mana titik terbuka bergantung pada suhu cairan pendingin dan arus. Arus rata-rata kemudian menjadi tergantung pada suhu motor. Dalam beberapa kasus, penunjuk berada pada posisi maksimum saat kunci kontak dimatikan. Bi-metal kemudian lurus.
Sensor suhu NTC:
Gambar berikut menunjukkan skema sederhana dari ECU dan sensor suhu. Sensor (RNTC) memiliki dua kabel. Kabel positif dihubungkan ke ECU dan kabel negatif dihubungkan ke ground. Ada resistor bias di ECU. Resistor bias dan NTC dihubungkan secara seri. ECU menyuplai rangkaian seri dengan tegangan 5 volt.
Dalam rangkaian seri, tegangan didistribusikan ke seluruh resistor. Sebagian dari 5 volt diserap oleh resistor bias. Bagian lainnya dilengkapi sensor NTC.
Resistor bias memiliki nilai resistansi tetap; biasanya sekitar 2500 ohm (2,5 kiloohm). Resistansi NTC bergantung pada suhu. Oleh karena itu, tegangan yang diserap oleh resistor NTC bergantung pada suhu.
ECU mengukur penurunan tegangan pada resistor bias. Dengan perubahan suhu, tegangan pada RNTC berubah dan juga tegangan pada resistor bias. Bagaimanapun, tegangan dalam rangkaian seri didistribusikan melalui resistor; jika RNTC menyerap 0,3 volt lebih banyak, tegangan pada Rbias turun 0,3 volt.
ECU menerjemahkan tegangan yang diukur pada resistor bias menjadi suhu. Faktanya, sekarang kita menerapkan karakteristik NTC, dengan tegangan dan bukan suhu pada sumbu X.
Pada suhu tinggi, perubahan resistansi paling sedikit terjadi. Garis karakteristik turun lebih tajam pada suhu 0 hingga 20 derajat Celcius dibandingkan 40 hingga 60 derajat Celcius. Oleh karena itu, pabrikan sering menggunakan resistor bias kedua untuk sensor suhu cairan pendingin. Resistor bias dihubungkan secara paralel dan keduanya mempunyai nilai resistansi yang berbeda.
Ketika suhu meningkat, ECU beralih ke resistor bias lainnya. Ini memberi kita karakteristik NTC kedua. Ciri yang kedua akan mempunyai perubahan resistansi yang besar pada suhu yang tinggi. Hal ini memungkinkan kami mengukur dalam rentang yang lebih luas dan menentukan suhu secara akurat selama fase pemanasan dan suhu pengoperasian.
Gambar berikut menunjukkan rangkaian sebenarnya di ECU yang berisi penstabil tegangan 5 volt (78L05), resistor bias (R), konverter analog-digital (konverter A/D) dan mikroprosesor. Informasi lebih lanjut mengenai transmisi sinyal analog seperti dari sensor suhu dapat dilihat pada halaman: jenis sensor dan sinyal.
Diagnosis pada sensor suhu:
Jika terjadi malfungsi terkait sensor suhu cairan pendingin, keluhan berikut dapat terjadi:
- start mesin yang buruk karena, misalnya, injeksi ekstra untuk mesin dingin, padahal kenyataannya sudah hangat;
- panas berlebih: karena nilainya terlalu rendah, kipas pendingin yang dikontrol PWM terlambat menyala atau tidak menyala sama sekali;
- mesin tidak menyala dengan benar setelah start dingin;
- saat mesin terus memanas, kecepatan idle meningkat;
- emisi gas buang tidak lagi teratur;
- asap hitam karena campuran yang terlalu kaya;
- menahan dan gagap saat mesin dingin;
- AC tidak bisa dinyalakan.
Keluhan di atas sering kali disertai dengan gejala ringan masalah mesin, namun tidak selalu demikian. Jika terjadi kesalahan dimana sinyal sensor suhu cairan pendingin berada dalam toleransi, tidak ada kode kesalahan yang akan dihasilkan.
Pada kenyataannya, perangkat lunak di ECU mesin terus-menerus memeriksa apakah sinyal tersebut masuk akal: jika terjadi penyimpangan yang kuat dibandingkan dengan sensor suhu lainnya, atau kenaikan atau penurunan suhu (terlalu) kuat, sinyal tersebut dianggap "tidak masuk akal". . Ini akan menghasilkan kode kesalahan.
Suhu cairan pendingin dapat dibaca menggunakan peralatan diagnostik (seringkali pembaca OBD yang murah atau antarmuka dengan perangkat lunak untuk telepon sudah cukup untuk ini).
Pada gambar kita melihat suhu -48 °C.
Program diagnostik (dalam hal ini blok nilai terukur dalam VCDS) sering juga menentukan nilai target yang harus dipenuhi oleh suhu. Dalam kondisi pengoperasian saat ini, suhu harus antara 80 dan 115 derajat Celcius.
Jika kita curiga ada nilai sensor yang salah, kita bisa mengecek voltasenya dengan multimeter. Pertama kita mengukur tegangan pada sensor pada tiga suhu berbeda. Dalam tiga gambar berikutnya kita melihat komputer pembacaan yang terhubung ke gateway melalui DLC (Dat Link Connector) melalui bus CAN. Gateway juga berkomunikasi dengan ECU mesin melalui bus CAN.
Bagian “Sensor suhu NTC” di atas menjelaskan bahwa sensor suhu dirangkai seri dengan resistor bias di ECU. Tegangan 5 volt dibagi antara resistor bias dan resistor NTC di rumah sensor. Ketika kita mengukur tegangan 2,3 volt pada sensor, tegangan pada resistor bias adalah 2,7 volt (2,3 + 2,7 = 5 volt). Tegangan 2,7 volt diterapkan di Konverter A/D diterjemahkan ke dalam suhu di antarmuka elektronik ECU. Saat motor hangat, tegangan pada resistor bias meningkat; ini bisa dilihat pada pengukuran terakhir. Dalam keadaan tersebut tegangannya adalah 4,58 volt.
Gambar di bawah menunjukkan data langsung dan nilai terukur dengan kabel ground terputus antara sensor dan ECU. Komputer pembacaan menunjukkan suhu -42 derajat Celcius: ECU mengukur tegangan 5 volt pada resistor bias. ECU menghasilkan satu atau lebih kode kesalahan dengan deskripsi tentang sensor;
- sinyal tidak masuk akal;
- sinyal di bawah nilai batas bawah;
- hubungan pendek dengan positif.
Karena tidak ada arus yang mengalir akibat gangguan tersebut, NTC tidak lagi menyerap tegangan. Perbedaan tegangan antara pin 1 sensor dan pin 36 ECU adalah 5 volt: ini adalah tegangan suplai sensor. 35 volt disuplai melalui pin 5. Karena sensor tidak mencatat tegangan apapun, kami mengukur selisih 2 volt antara pin 36 (koneksi ground) sensor dan pin 5.
Jika kita mengukur tegangan 5.0 volt pada sensor suhu, (lihat gambar berikut) kita mengukur tegangan total yang disuplai ke seluruh komponen. Kami sekarang menghadapi gangguan pada sensor suhu. Kehilangan tegangan pada kabel positif dan ground adalah 0 volt.
Ketika kita melepas steker dari sensor suhu dan mengukurnya dengan multimeter di dalam steker, nilai yang sama muncul di layar multimeter.
Dengan hasil pengukuran ini jelas perlu dilakukan penggantian sensor suhu.
