Предметы:
- введение
- Классический указатель температуры охлаждающей жидкости.
- Датчик температуры NTC
- Диагностика по датчику температуры
Инлейдинг:
В автомобиле имеется большое количество датчиков температуры:
- Температура охлаждающей жидкости;
- температура масла;
- температура внутреннего/наружного воздуха и температура всасываемого воздуха (возможно, включена в расходомер воздуха);
- температура выхлопных газов;
- температура аккумулятора в автомобилях с гибридным или полностью электрическим приводом.
Вышеуказанные датчики температуры предоставляют информацию блоку управления соответствующей системы. Приведем пример: блок управления двигателем использует сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости, помимо прочего, для управления инъекция, ontsteking, контроль холостого хода, работа системы рециркуляции отработавших газов (если применимо) и управление вентилятором охлаждения регулироваться в зависимости от температуры. При низкой температуре происходит обогащение впрыска и управление системой EGR, чтобы быстрее довести двигатель до рабочей температуры. При более высокой температуре блок управления включает реле вентилятора системы охлаждения. Наиболее часто используемые датчики температуры соответствуют Принцип NTC.
Помимо датчиков, передающих информацию в блок управления, существуют еще датчики безопасности, функционирующие без дополнительной электроники. С таким датчик ПТК Омическое сопротивление увеличивается с повышением температуры. Электродвигатель (например, стеклоочиститель или электродвигатель стеклоподъемника) и стекло зеркала оснащены датчиком PTC. В некоторых случаях в качестве датчика температуры используется PTC-датчик, но чаще всего мы сталкиваемся с NTC.
Классический указатель температуры охлаждающей жидкости:
На старых автомобилях без блоков управления и датчиков температуры NTC датчик температуры охлаждающей жидкости работает биметаллическим. На рисунке показаны составные части биметаллического счетчика. К счетчику подключается стабилизированный источник напряжения около 10 вольт. Биметалл в счетчике деформируется, как только протекает (больший) ток. Это приведет к перемещению указателя.
Блок двигателя содержит датчик температуры с биметаллическим корпусом.
Указатель температуры соприкасается с охлаждающей жидкостью в двигателе.
Температура открытия точек зависит от температуры теплоносителя и силы тока. Тогда средний ток становится зависимым от температуры двигателя. В некоторых случаях указатель находится в максимальном положении при выключенном зажигании. Тогда биметалл будет прямым.
Датчик температуры NTC:
На следующем рисунке показана упрощенная схема ЭБУ и датчика температуры. Датчик (RNTC) имеет два провода. Положительный провод подключается к ЭБУ, а отрицательный провод к массе. В ЭБУ есть резистор смещения. Резисторы смещения и NTC-резисторы соединены последовательно. ЭБУ подает на последовательную цепь напряжение 5 Вольт.
В последовательной цепи напряжение распределяется по резисторам. Часть 5 Вольт поглощается резистором смещения. Другая часть включает в себя датчик NTC.
Резистор смещения имеет фиксированное значение сопротивления; обычно около 2500 Ом (2,5 кОм). Сопротивление NTC зависит от температуры. Таким образом, напряжение, поглощаемое резистором NTC, зависит от температуры.
ЭБУ измеряет падение напряжения на резисторе смещения. При изменении температуры изменяется напряжение на RNTC и, следовательно, также напряжение на резисторе смещения. Ведь напряжение в последовательной цепи распределяется по резисторам; если RNTC поглощает на 0,3 В больше, напряжение на Rbias падает на 0,3 В.
ЭБУ преобразует напряжение, измеренное на резисторе смещения, в температуру. Фактически, теперь мы применяем характеристику NTC с напряжением вместо температуры на оси X.
При высокой температуре происходит наименьшее изменение сопротивления. Линия на характеристике падает резче при температуре от 0 до 20 градусов Цельсия, чем от 40 до 60 градусов Цельсия. По этой причине производители часто используют второй резистор смещения для датчика температуры охлаждающей жидкости. Резисторы смещения соединены параллельно и оба имеют разное значение сопротивления.
При повышении температуры ЭБУ переключается на другой резистор смещения. Это дает нам вторую характеристику NTC. Вторая характеристика будет иметь большое изменение сопротивления при высокой температуре. Это позволяет нам проводить измерения в более широком диапазоне и точно определять температуру как на этапе нагрева, так и на рабочей температуре.
На следующем рисунке показана реальная схема ЭБУ, содержащая стабилизатор напряжения 5 В (78L05), резистор смещения (R), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и микропроцессор. Более подробную информацию о передаче аналогового сигнала, например, от датчика температуры, можно найти на странице: типы датчиков и сигналы.
Диагностика по датчику температуры:
При неисправностях, связанных с датчиком температуры охлаждающей жидкости, могут возникнуть следующие жалобы:
- плохой запуск двигателя из-за, например, дополнительного впрыска на холодном двигателе, в то время как на самом деле он уже прогрет;
- перегрев: из-за слишком низкого значения вентилятор охлаждения с ШИМ-управлением включается слишком поздно или не включается вообще;
- двигатель не работает должным образом на холостом ходу после холодного запуска;
- по мере прогрева двигателя обороты холостого хода увеличиваются;
- выбросы выхлопных газов больше не в порядке;
- черный дым из-за слишком богатой смеси;
- тормозит и заикается при холодном двигателе;
- кондиционер невозможно включить.
Вышеуказанные жалобы часто сочетаются с лампочкой неисправности двигателя, но это не всегда так. Если возникает неисправность, при которой сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости находится в пределах допуска, код неисправности не генерируется.
На самом деле программное обеспечение ЭБУ двигателя постоянно проверяет, правдоподобен ли сигнал: в случае сильных отклонений по сравнению с другими датчиками температуры или (слишком) сильного повышения или понижения температуры сигнал считается «не правдоподобным». . Это приведет к появлению кода ошибки.
Температуру охлаждающей жидкости можно считать с помощью диагностического оборудования (часто для этого достаточно дешевого OBD-считывателя или интерфейса с ПО для телефона).
На изображении мы видим температуру -48. °C.
Диагностическая программа (в данном случае блоки измеренных значений в VCDS) часто также определяет целевое значение, которому должна соответствовать температура. В текущих условиях эксплуатации температура должна находиться в пределах от 80 до 115 градусов Цельсия.
Если мы подозреваем, что значение датчика неверное, мы можем проверить напряжение с помощью мультиметра. Сначала мы измеряем напряжения на датчике при трех разных температурах. На следующих трех изображениях мы видим считывающий компьютер, который подключен к шлюзу через DLC (Dat Link Connector) по CAN-шине. Шлюз также обменивается данными с ЭБУ двигателя через шину CAN.
В разделе «Датчик температуры NTC» выше описывается, что датчик температуры включен последовательно с резистором смещения в ЭБУ. Напряжение 5 В делится между резистором смещения и резистором NTC в корпусе датчика. Когда мы измеряем напряжение 2,3 Вольта на датчике, напряжение на резисторе смещения составляет 2,7 Вольта (2,3 + 2,7 = 5 Вольт). На разъем подается напряжение 2,7 вольт. Аналого-цифровой преобразователь переводится в температуру в интерфейсной электронике ЭБУ. Когда двигатель теплый, напряжение на резисторе смещения увеличивается; это можно увидеть по последнему измерению. В этой ситуации это напряжение составляет 4,58 вольт.
На изображениях ниже показаны текущие данные и измеренные значения с прерванным заземляющим проводом между датчиком и ЭБУ. Компьютер показывает температуру -42 градуса Цельсия: ЭБУ измеряет напряжение 5 Вольт на резисторе смещения. ЭБУ генерирует один или несколько кодов ошибок с описанием датчика;
- сигнал недостоверный;
- сигнал ниже нижнего предельного значения;
- короткое замыкание на плюс.
Поскольку из-за прерывания ток не протекает, NTC больше не поглощает напряжение. Разница напряжений между контактом 1 датчика и контактом 36 ЭБУ составляет 5 Вольт: это напряжение питания датчика. Через контакт 35 подается 5 вольт. Поскольку датчик не регистрирует никакого напряжения, мы измеряем разницу в 2 В между контактом 36 (заземление) датчика и контактом 5.
В случае измерения напряжения 5.0 В на датчике температуры (см. следующее изображение) мы измеряем общее напряжение, подаваемое на компонент. Сейчас мы имеем дело с обрывом датчика температуры. Потеря напряжения на положительном и заземляющем проводах составляет 0 Вольт.
Когда мы снимаем штекер с датчика температуры и измеряем его мультиметром в штекере, на экране мультиметра появляется то же самое значение.
По результату этого измерения становится ясно, что нам необходимо заменить датчик температуры.
