Предмети:
- Вступ
- Класичний покажчик температури охолоджуючої рідини
- Датчик температури NTC
- Діагностика по датчику температури
Вступ:
В автомобілі є велика кількість датчиків температури:
- температура теплоносія;
- температура масла;
- температура внутрішнього/зовнішнього повітря та всмоктуваного повітря (можливо, включена в масомір повітря);
- температура вихлопних газів;
- температура акумулятора в автомобілях з гібридним або повністю електричним приводом.
Перераховані вище датчики температури передають інформацію в блок управління відповідної системи. Для прикладу: блок керування двигуном використовує сигнал від датчика температури охолоджуючої рідини, щоб, серед іншого, керувати ін'єкція, запалення, контроль холостого ходу, робота EGR (якщо застосовно) і управління вентилятором охолодження регулювати залежно від температури. При низькій температурі відбувається збагачення впорскування, а EGR контролюється, щоб швидше нагріти двигун до робочої температури. При вищій температурі блок управління включає реле вентилятора охолодження. Найбільш часто використовуються датчики температури відповідно до Принцип NTC.
Крім датчиків, які передають інформацію на блок управління, існують також охоронні датчики, які працюють без додаткової електроніки. З таким датчик PTC Омічний опір зростає з підвищенням температури. Електродвигун (наприклад, склоочисник або склоочисник) і скло дзеркала оснащені датчиком PTC. У деяких випадках як датчик температури використовується датчик PTC, але найчастіше ми зустрічаємо NTC.
Класичний покажчик температури охолоджуючої рідини:
На старих автомобілях без блоків управління і датчиків температури NTC датчик температури охолоджуючої рідини працює з біметалом. На малюнку показані компоненти біметалічного лічильника. До лічильника підключається стабілізоване джерело напруги близько 10 вольт. Біметал у лічильнику деформується, як тільки тече (більший) струм. Це підведе покажчик.
Блок двигуна містить датчик температури з біметалом.
Покажчик температури контактує з охолоджуючою рідиною в двигуні.
Температура, при якій відкриваються точки, залежить від температури теплоносія і сили струму. Тоді середній струм стає залежним від температури двигуна. У деяких випадках при вимкненому запалюванні стрілка знаходиться в максимальному положенні. Тоді біметал стає прямим.
Датчик температури NTC:
На наступному малюнку показано спрощену схему ЕБУ та датчика температури. Датчик (RNTC) має два дроти. Позитивний провід підключається до ECU, а мінусовий – до заземлення. В ЕБУ є резистор зсуву. Резистори зміщення і NTC з'єднані послідовно. ЕБУ подає на послідовну схему напругу 5 вольт.
У послідовному ланцюзі напруга розподіляється між резисторами. Частина 5 вольт поглинається резистором зсуву. Інша частина містить датчик NTC.
Резистор зсуву має фіксоване значення опору; зазвичай близько 2500 Ом (2,5 кілоом). Опір NTC залежить від температури. Таким чином, напруга, яку поглинає резистор NTC, залежить від температури.
ЕБУ вимірює падіння напруги на резисторі зміщення. Зі зміною температури змінюється напруга на RNTC, а отже, і напруга на резисторі зміщення. Адже напруга в послідовному ланцюзі розподіляється по резисторах; якщо RNTC поглинає на 0,3 вольта більше, напруга на Rbias падає на 0,3 вольта.
ЕБУ перетворює напругу, виміряну на резисторі зміщення, у температуру. Фактично, тепер ми застосовуємо NTC-характеристику з напругою замість температури на осі X.
При високій температурі відбувається найменша зміна опору. Лінія в характеристиці падає різкіше при температурі від 0 до 20 градусів Цельсія, ніж від 40 до 60 градусів Цельсія. З цієї причини виробники часто використовують другий резистор зміщення для датчика температури охолоджуючої рідини. Резистори зміщення з’єднані паралельно і обидва мають різне значення опору.
Коли температура підвищується, ECU перемикається на інший резистор зміщення. Це дає нам другу характеристику NTC. Друга характеристика матиме велику зміну опору при високій температурі. Це дозволяє вимірювати в більшому діапазоні та точно визначати температуру як під час фази нагрівання, так і під час робочої температури.
На наступному малюнку показано фактичну схему в ECU, що містить стабілізатор напруги 5 В (78L05), резистор зміщення (R), аналого-цифровий перетворювач (АЦП) і мікропроцесор. Детальніше про передачу аналогового сигналу, наприклад від датчика температури, можна дізнатися на сторінці: типи датчиків і сигналів.
Діагностика по датчику температури:
При несправностях, пов'язаних з датчиком температури охолоджуючої рідини, можуть виникнути такі скарги:
- поганий запуск двигуна через, наприклад, додаткового уприскування для холодного двигуна, а насправді він вже прогрітий;
- перегрів: через занадто низьке значення вентилятор охолодження з ШІМ-регулюванням включається занадто пізно або взагалі не включається;
- двигун неправильно працює на холостому ході після холодного запуску;
- у міру продовження прогріву двигуна збільшуються обороти холостого ходу;
- вихлопні гази більше не в порядку;
- чорний дим через надто насичену суміш;
- стриманість і заїкання при холодному двигуні;
- не можна ввімкнути кондиціонер.
Наведені вище скарги часто поєднуються з індикатором несправності двигуна, але це не завжди так. Якщо виникає несправність, коли сигнал датчика температури охолоджуючої рідини знаходиться в межах допусків, код несправності не генерується.
Насправді програмне забезпечення в ECU двигуна постійно перевіряє, чи є сигнал вірогідним: у разі сильних відхилень порівняно з іншими температурними датчиками або (надто) сильного підвищення або зниження температури, сигнал вважається «неправдоподібним». . Це призведе до коду помилки.
Температуру охолоджуючої рідини можна зчитувати за допомогою діагностичного обладнання (часто для цього достатньо дешевого зчитувача OBD або інтерфейсу з програмним забезпеченням для телефону).
На зображенні ми бачимо температуру -48 °C.
Діагностична програма (у цьому випадку блоки вимірюваних значень у VCDS) часто також визначає цільове значення, якому має відповідати температура. У поточних умовах експлуатації температура повинна бути від 80 до 115 градусів Цельсія.
Якщо ми підозрюємо, що значення датчика неправильне, ми можемо перевірити напругу за допомогою мультиметра. Спочатку ми вимірюємо напругу на датчику при трьох різних температурах. На наступних трьох зображеннях ми бачимо комп’ютер для зчитування, який підключений до шлюзу через DLC (роз’єм зв’язку даних) через шину CAN. Шлюз також спілкується з ЕБУ двигуна через шину CAN.
У розділі «Датчик температури NTC» вище описано, що датчик температури з’єднаний послідовно з резистором зсуву в ECU. Напруга 5 вольт розподіляється між резистором зміщення та резистором NTC у корпусі датчика. Коли ми вимірюємо напругу 2,3 вольта на датчику, напруга на резисторі зміщення становить 2,7 вольта (2,3 + 2,7 = 5 вольт). У нього подається напруга 2,7 вольт A/D перетворювач перетворюється на температуру в електроніці інтерфейсу ECU. Коли двигун прогрітий, напруга на резисторі зміщення зростає; це можна побачити в останньому вимірюванні. У цій ситуації ця напруга становить 4,58 вольта.
На зображеннях нижче показані дані в реальному часі та виміряні значення з перерваним проводом заземлення між датчиком і ECU. Комп’ютер показує температуру -42 градуси за Цельсієм: ECU вимірює напругу 5 вольт на резисторі зсуву. ЕБУ генерує один або кілька кодів помилок з описом датчика;
- сигнал неправдоподібний;
- сигнал нижче нижнього граничного значення;
- коротке замикання з плюсом.
Оскільки струм через переривання не тече, NTC більше не поглинає напругу. Різниця напруги між контактом 1 датчика та контактом 36 ECU становить 5 вольт: це напруга живлення датчика. 35 вольт подається через контакт 5. Оскільки датчик не реєструє напругу, ми вимірюємо різницю в 2 вольт між контактом 36 (заземлення) датчика та контактом 5.
У випадку, коли ми вимірюємо напругу 5.0 вольт на датчику температури (див. наступне зображення), ми вимірюємо загальну напругу, що подається на компонент. Зараз ми маємо справу з обривом датчика температури. Втрата напруги на плюсовому та заземлюючому проводах становить 0 вольт.
Коли ми знімаємо штекер з датчика температури і вимірюємо його мультиметром у штекері, на екрані мультиметра з'являється таке ж значення.
За результатами цього вимірювання зрозуміло, що нам потрібно замінити датчик температури.
