Soggetti:
- Introduzione
- Classico indicatore della temperatura del liquido di raffreddamento
- Sensore di temperatura NTC
- Diagnosi sul sensore di temperatura
Introduzione:
In un veicolo sono presenti numerosi sensori di temperatura:
- temperatura del refrigerante;
- temperatura dell'olio;
- temperatura dell'aria interna/esterna e dell'aria aspirata (eventualmente incorporata nel misuratore della massa d'aria);
- temperatura dei gas di scarico;
- temperatura della batteria nei veicoli con trazione ibrida o completamente elettrica.
I sensori di temperatura sopra indicati forniscono informazioni alla centralina del relativo sistema. Per fare un esempio: la centralina del motore utilizza il segnale del sensore di temperatura del liquido di raffreddamento per, tra le altre cose, controllare il iniezione, ontsteking, controllo del minimo, Funzionamento dell'EGR (se applicabile) e il controllo della ventola di raffreddamento da regolare in base alla temperatura. A bassa temperatura avviene l'arricchimento dell'iniezione e l'EGR viene controllato per portare più rapidamente il motore alla temperatura di esercizio. A una temperatura più elevata, l'unità di controllo attiva il relè della ventola di raffreddamento. I sensori di temperatura più comunemente utilizzati sono secondo il Principio NTC.
Oltre ai sensori che inviano informazioni alla centralina, esistono anche sensori di sicurezza che funzionano senza elettronica aggiuntiva. Con così Sensore PTC La resistenza ohmica aumenta con l'aumentare della temperatura. Un motorino elettrico (come il motorino del tergicristallo o del finestrino) e il vetro dello specchietto sono dotati di un sensore PTC. In alcuni casi come sensore di temperatura viene utilizzato un sensore PTC, ma nella maggior parte dei casi incontriamo l'NTC.
Indicatore classico della temperatura del liquido di raffreddamento:
Sulle auto più vecchie senza centraline e sensori di temperatura NTC, il sensore della temperatura del liquido di raffreddamento funziona con un bimetallo. L'immagine mostra i componenti del contatore bimetallico. Al contatore è collegata una sorgente di tensione stabilizzata di circa 10 volt. Il bimetallo nel misuratore si deforma non appena scorre una corrente (maggiore). Questo porterà con sé il puntatore.
Il blocco motore contiene un sensore di temperatura bimetallico.
L'indicatore della temperatura entra in contatto con il liquido di raffreddamento nel motore.
La temperatura alla quale i punti si aprono dipende dalla temperatura del liquido di raffreddamento e dalla corrente. La corrente media diventa quindi dipendente dalla temperatura del motore. In alcuni casi l'indice è nella posizione massima quando l'accensione è disinserita. Il bimetallo è quindi dritto.
Sensore di temperatura NTC:
La figura seguente mostra uno schema semplificato della ECU e del sensore di temperatura. Il sensore (RNTC) ha due fili. Il filo positivo è collegato alla ECU e il filo negativo a terra. C'è un resistore di polarizzazione nell'ECU. I resistori di polarizzazione e NTC sono collegati in serie. L'ECU fornisce al circuito in serie una tensione di 5 volt.
In un circuito in serie, la tensione è distribuita tra i resistori. Parte dei 5 volt vengono assorbiti dal resistore di polarizzazione. L'altra parte incorpora il sensore NTC.
Il resistore di polarizzazione ha un valore di resistenza fisso; solitamente intorno ai 2500 ohm (2,5 kiloohm). La resistenza dell'NTC dipende dalla temperatura. La tensione assorbita dalla resistenza NTC dipende quindi dalla temperatura.
L'ECU misura la caduta di tensione attraverso il resistore di polarizzazione. Con una variazione di temperatura, cambia la tensione ai capi dell'RNTC e quindi anche la tensione ai capi del resistore di polarizzazione. Dopotutto, la tensione in un circuito in serie è distribuita sui resistori; se l'RNTC assorbe 0,3 volt in più, la tensione ai capi di Rbias scende di 0,3 volt.
L'ECU traduce la tensione misurata attraverso il resistore di polarizzazione in una temperatura. Infatti applichiamo ora la caratteristica NTC, con la tensione al posto della temperatura sull'asse X.
Ad alta temperatura si verifica la minima variazione di resistenza. La linea nella caratteristica scende più bruscamente ad una temperatura compresa tra 0 e 20 gradi Celsius che tra 40 e 60 gradi Celsius. Per questo motivo i produttori utilizzano spesso una seconda resistenza di polarizzazione per il sensore della temperatura del liquido di raffreddamento. I resistori di polarizzazione sono collegati in parallelo ed entrambi hanno un valore di resistenza diverso.
All'aumentare della temperatura, l'ECU passa all'altro resistore di polarizzazione. Questo ci dà una seconda caratteristica NTC. La seconda caratteristica avrà un grande cambiamento di resistenza ad alta temperatura. Ciò ci consente di misurare su un intervallo più ampio e di determinare con precisione la temperatura sia durante la fase di riscaldamento che durante la temperatura operativa.
La figura seguente mostra il circuito effettivo nell'ECU contenente lo stabilizzatore di tensione da 5 volt (78L05), il resistore di polarizzazione (R), il convertitore analogico-digitale (convertitore A/D) e il microprocessore. Maggiori informazioni sulla trasmissione del segnale analogico, ad esempio dal sensore di temperatura, possono essere trovate alla pagina: tipi di sensori e segnali.
Diagnosi sul sensore di temperatura:
In caso di malfunzionamenti legati al sensore di temperatura del liquido di raffreddamento si possono presentare i seguenti reclami:
- cattivo avviamento del motore dovuto, ad esempio, ad un'iniezione supplementare per un motore freddo, mentre in realtà è già caldo;
- surriscaldamento: a causa di un valore troppo basso, la ventola di raffreddamento controllata da PWM si accende troppo tardi o non si accende affatto;
- il motore non gira correttamente al minimo dopo un avviamento a freddo;
- man mano che il motore continua a riscaldarsi, il regime del minimo aumenta;
- le emissioni di scarico non sono più in ordine;
- fumo nero dovuto a miscela troppo ricca;
- trattenersi e balbettare quando il motore è freddo;
- non è possibile accendere l'aria condizionata.
I reclami di cui sopra sono spesso associati alla spia di guasto del motore, ma non è sempre così. Se si verifica un guasto in cui il segnale del sensore di temperatura del liquido di raffreddamento rientra nelle tolleranze, non verrà generato alcun codice di guasto.
In realtà, il software della centralina motore controlla costantemente se il segnale è plausibile: in caso di forti deviazioni rispetto ad altri sensori di temperatura, o di un aumento o diminuzione (troppo) forte della temperatura, il segnale viene considerato "non plausibile". . Ciò risulterà in un codice di errore.
La temperatura del liquido di raffreddamento può essere letta tramite un apparecchio diagnostico (spesso è sufficiente un economico lettore OBD o un'interfaccia con software per il telefono).
Nell'immagine vediamo una temperatura di -48 °C.
Il programma diagnostico (in questo caso i blocchi dei valori misurati nel VCDS) spesso specifica anche un valore nominale che la temperatura deve raggiungere. Nelle attuali condizioni operative la temperatura dovrebbe essere compresa tra 80 e 115 gradi Celsius.
Se sospettiamo che il valore di un sensore non sia corretto, possiamo controllare le tensioni con un multimetro. Per prima cosa misuriamo le tensioni ai capi del sensore a tre diverse temperature. Nelle tre immagini successive vediamo un computer di lettura collegato al gateway tramite DLC (Dat Link Connector) tramite CAN bus. Il gateway comunica anche con la ECU del motore tramite CAN bus.
La sezione "Sensore di temperatura NTC" sopra descrive che il sensore di temperatura è in serie con un resistore di polarizzazione nell'ECU. La tensione di 5 volt è divisa tra il resistore di polarizzazione e il resistore NTC nell'alloggiamento del sensore. Quando misuriamo una tensione di 2,3 volt ai capi del sensore, la tensione ai capi del resistore di polarizzazione è di 2,7 volt (2,3 + 2,7 = 5 volt). La tensione di 2,7 volt viene applicata nel Convertitore A/D tradotto in una temperatura nell'elettronica di interfaccia della ECU. Quando il motore è caldo, la tensione ai capi del resistore di polarizzazione aumenta; questo può essere visto nell'ultima misurazione. In quella situazione questa tensione è di 4,58 volt.
Le immagini seguenti mostrano i dati in tempo reale e i valori misurati con un filo di terra interrotto tra il sensore e l'ECU. Il computer di lettura mostra una temperatura di -42 gradi Celsius: l'ECU misura una tensione di 5 volt attraverso il resistore di polarizzazione. La ECU genera uno o più codici di errore con la descrizione del sensore;
- segnale non plausibile;
- segnale inferiore al valore limite inferiore;
- cortocircuito con positivo.
Poiché a causa dell'interruzione non passa corrente, l'NTC non assorbe più tensione. La differenza di tensione tra il pin 1 del sensore e il pin 36 della ECU è di 5 volt: questa è la tensione di alimentazione del sensore. 35 volt vengono forniti tramite il pin 5. Poiché il sensore non registra alcuna tensione, misuriamo una differenza di 2 Volt tra il pin 36 (collegamento a terra) del sensore e il pin 5.
Nel caso in cui misuriamo una tensione di 5.0 volt ai capi del sensore di temperatura, (vedere l'immagine seguente) misuriamo la tensione totale fornita ai capi del componente. Ora abbiamo a che fare con un'interruzione del sensore di temperatura. La perdita di tensione sui fili positivo e di terra è di 0 volt.
Quando rimuoviamo la spina dal sensore di temperatura e la misuriamo con il multimetro inserito nella spina, sullo schermo del multimetro appare lo stesso valore.
Dall'esito di questa misurazione è chiaro che dobbiamo sostituire il sensore di temperatura.
