Tópicos:
- Introdução
- Medidor clássico de temperatura do líquido refrigerante
- Sensor de temperatura NTC
- Diagnóstico no sensor de temperatura
Introdução:
Há um grande número de sensores de temperatura em um veículo:
- temperatura do refrigerante;
- temperatura do óleo;
- ar interno/externo e temperatura do ar aspirado (possivelmente incorporado em medidor de massa de ar);
- temperatura dos gases de escape;
- temperatura da bateria em veículos com tração híbrida ou totalmente elétrica.
Os sensores de temperatura acima fornecem informações à unidade de controle do sistema relevante. Para dar um exemplo: a unidade de controle do motor utiliza o sinal do sensor de temperatura do líquido refrigerante para, entre outras coisas, controlar o injeção, inflamação, controle de marcha lenta, Operação EGR (se aplicável) e o controle do ventilador de resfriamento a ser ajustado com base na temperatura. A baixa temperatura, ocorre o enriquecimento da injeção e o EGR é controlado para levar o motor à temperatura operacional mais rapidamente. A uma temperatura mais elevada, a unidade de controlo liga o relé da ventoinha de refrigeração. Os sensores de temperatura mais comumente usados estão de acordo com o Princípio NTC.
Além dos sensores que enviam informações para a unidade de controle, também existem sensores de segurança que funcionam sem componentes eletrônicos adicionais. Com tamanha Sensor PTC A resistência ôhmica aumenta com o aumento da temperatura. Um motor elétrico (como o limpador de para-brisa ou o motor da janela) e um vidro espelhado estão equipados com um sensor PTC. Em alguns casos, um sensor PTC é usado como sensor de temperatura, mas na maioria das vezes encontramos o NTC.
Medidor de temperatura do líquido refrigerante clássico:
Em carros mais antigos sem unidades de controle e sensores de temperatura NTC, o sensor de temperatura do líquido refrigerante funciona com um bimetal. A imagem mostra os componentes do medidor bimetálico. Uma fonte de tensão estabilizada de cerca de 10 volts é conectada ao medidor. O bimetal no medidor deforma assim que uma corrente (maior) flui. Isso levará o ponteiro junto.
O bloco do motor contém um sensor de temperatura bimetálico.
O medidor de temperatura entra em contato com o líquido refrigerante do motor.
A temperatura na qual os pontos abrem depende da temperatura do líquido refrigerante e da corrente. A corrente média torna-se então dependente da temperatura do motor. Em alguns casos, o ponteiro está na posição máxima quando a ignição é desligada. O bimetal é então reto.
Sensor de temperatura NTC:
A figura a seguir mostra um esquema simplificado da ECU e do sensor de temperatura. O sensor (RNTC) possui dois fios. O fio positivo está conectado à ECU e o fio negativo ao terra. Existe um resistor de polarização na ECU. Os resistores de polarização e NTC são conectados em série. A ECU alimenta o circuito em série com uma tensão de 5 volts.
Num circuito em série, a tensão é distribuída entre os resistores. Parte dos 5 volts é absorvida pelo resistor de polarização. A outra parte incorpora o sensor NTC.
O resistor de polarização possui um valor de resistência fixo; geralmente em torno de 2500 ohms (2,5 quiloohms). A resistência do NTC depende da temperatura. A tensão absorvida pelo resistor NTC depende, portanto, da temperatura.
A ECU mede a queda de tensão no resistor de polarização. Com uma mudança de temperatura, a tensão no RNTC muda e, portanto, também a tensão no resistor de polarização. Afinal, a tensão em um circuito em série é distribuída pelos resistores; se o RNTC absorver 0,3 volts a mais, a tensão em Rbias cai 0,3 volts.
A ECU traduz a tensão medida através do resistor de polarização em uma temperatura. Na verdade, aplicamos agora a característica NTC, com a tensão em vez da temperatura no eixo X.
A uma temperatura elevada ocorre a menor alteração na resistência. A linha na característica cai mais acentuadamente em temperaturas de 0 a 20 graus Celsius do que de 40 a 60 graus Celsius. Por esse motivo, os fabricantes costumam usar um segundo resistor de polarização para o sensor de temperatura do líquido refrigerante. Os resistores de polarização são conectados em paralelo e ambos possuem valores de resistência diferentes.
À medida que a temperatura aumenta, a ECU muda para o outro resistor de polarização. Isto nos dá uma segunda característica do NTC. A segunda característica terá uma grande mudança de resistência em alta temperatura. Isto nos permite medir em uma faixa maior e determinar com precisão a temperatura durante a fase de aquecimento e a temperatura operacional.
A figura a seguir mostra o circuito real na ECU contendo o estabilizador de tensão de 5 volts (78L05), o resistor de polarização (R), o conversor analógico-digital (conversor A/D) e o microprocessador. Mais informações sobre a transmissão de sinais analógicos, como do sensor de temperatura, podem ser encontradas na página: tipos de sensores e sinais.
Diagnóstico no sensor de temperatura:
Em caso de mau funcionamento relacionado ao sensor de temperatura do líquido refrigerante, podem ocorrer as seguintes reclamações:
- má partida do motor devido, por exemplo, à injeção extra para um motor frio, quando na realidade já está quente;
- superaquecimento: devido a um valor muito baixo, a ventoinha de resfriamento controlada por PWM liga tarde demais ou não liga;
- o motor não funciona corretamente após uma partida a frio;
- à medida que o motor continua a aquecer, a velocidade de marcha lenta aumenta;
- as emissões de escape não estão mais em ordem;
- fumaça preta devido a uma mistura muito rica;
- retendo-se e gaguejando quando o motor está frio;
- o ar condicionado não pode ser ligado.
As reclamações acima são frequentemente combinadas com uma luz de problema no motor, mas nem sempre é o caso. Se ocorrer uma falha na qual o sinal do sensor de temperatura do líquido refrigerante estiver dentro das tolerâncias, nenhum código de falha será gerado.
Na realidade, o software na ECU do motor verifica constantemente se o sinal é plausível: em caso de fortes desvios em comparação com outros sensores de temperatura, ou de um aumento ou diminuição (muito) forte da temperatura, o sinal é considerado "não plausível". . Isso resultará em um código de erro.
A temperatura do líquido refrigerante pode ser lida usando equipamento de diagnóstico (muitas vezes um leitor OBD barato ou uma interface com software para o telefone é suficiente para isso).
Na imagem vemos uma temperatura de -48 °C.
O programa de diagnóstico (neste caso, os blocos de valores medidos em VCDS) muitas vezes também especifica um valor alvo que a temperatura deve atingir. Nas atuais condições de operação, a temperatura deve estar entre 80 e 115 graus Celsius.
Se suspeitarmos que o valor de um sensor está incorreto, podemos verificar as tensões com um multímetro. Primeiro medimos as tensões no sensor em três temperaturas diferentes. Nas próximas três imagens vemos um computador de leitura que está conectado ao gateway através do DLC (Dat Link Connector) via barramento CAN. O gateway também se comunica com a ECU do motor via barramento CAN.
A seção “Sensor de temperatura NTC” acima descreve que o sensor de temperatura está em série com um resistor de polarização na ECU. A tensão de 5 volts é dividida entre o resistor de polarização e o resistor NTC na caixa do sensor. Quando medimos uma tensão de 2,3 volts no sensor, a tensão no resistor de polarização é de 2,7 volts (2,3 + 2,7 = 5 volts). A tensão de 2,7 volts é aplicada no Conversor A/D traduzido em temperatura na interface eletrônica da ECU. Quando o motor está quente, a tensão no resistor de polarização aumenta; isso pode ser visto na última medição. Nessa situação esta tensão é de 4,58 volts.
As imagens abaixo mostram os dados ao vivo e os valores medidos com um fio terra interrompido entre o sensor e a ECU. O computador de leitura mostra uma temperatura de -42 graus Celsius: a ECU mede uma tensão de 5 volts no resistor de polarização. A ECU gera um ou mais códigos de erro com descrições sobre o sensor;
- sinal implausível;
- sinal abaixo do valor limite inferior;
- curto-circuito com positivo.
Como nenhuma corrente flui devido à interrupção, o NTC não absorve mais tensão. A diferença de tensão entre o pino 1 do sensor e o pino 36 da ECU é de 5 volts: esta é a tensão de alimentação do sensor. 35 volts são fornecidos através do pino 5. Como o sensor não registra nenhuma tensão, medimos uma diferença de 2 volts entre o pino 36 (conexão de aterramento) do sensor e o pino 5.
No caso de medirmos uma tensão de 5.0 volts no sensor de temperatura, (veja a imagem a seguir), medimos a tensão total fornecida através do componente. Estamos agora lidando com uma interrupção no sensor de temperatura. A perda de tensão nos fios positivo e terra é de 0 volts.
Quando retiramos o plugue do sensor de temperatura e medimos com o multímetro no plugue, o mesmo valor aparece na tela do multímetro.
Com o resultado desta medição fica claro que precisamos substituir o sensor de temperatura.
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