Датчик температуры охлаждающей жидкости: назначение, устройство, принцип работы
Работа мотора в машине сопряжена с постоянным процессом сгорания топливной смеси. Из-за чего двигатель внутреннего сгорания (ДВС) может перегреться и выйти со строя. Для предотвращения подобных инцидентов ДВС принудительно охлаждается посредством циркуляции специальной жидкости. А вот контроль за ее состоянием производит датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).
Назначение
Такой датчик предназначен для контроля состояния двигателя авто посредством фиксации температурных изменений жидкости охлаждения. С этой целью его размещают в антифризе, где происходит непосредственное взаимодействие чувствительного элемента и слоя охлаждающей жидкости. Также заметьте, что в некоторых автомобилях размещают два сенсора по отношению ко входному и выходному патрубку системы охлаждения, за счет чего компьютер производит сравнение показаний.
Датчик передает данные измерений на блок управления для дальнейшей регулировки работы системы.
В зависимости от модели машины, датчик предназначается для выполнения таких функций:
- Контроль температуры в конкретный момент времени для системы охлаждения.
- Влияние на выбор режима работы, в зависимости от сложившейся ситуации.
- Подача сигнала к аварийному включению или отключению мотора, при резком нарастании или падении температуры.
- Контроль опережения или запаздывания зажигания – позволяет регулировать интенсивность выброса выхлопных газов и нагрузку на поршневую систему.
- Подача сигнала на обогащение топливной смеси в случае недопустимого снижения температуры охлаждающей жидкости.
Устройство и принцип работы
В отличии от устаревших моделей, современные приспособления для контроля температуры, основываются на работе термистора. В соответствии с п.22 ГОСТ 21414-75 это такой нелинейный резистор, который изменяет величину собственного омического сопротивления, в зависимости от степени нагрева или охлаждения.
Для датчика температуры охлаждающей жидкости применяются резистивные элементы с отрицательным температурным коэффициентом. Это обозначает, что в отличии от классических проводниковых материалов, где с нагреванием омическое сопротивление возрастает, повышение температуры датчика приводит к уменьшению сопротивления.
К примеру, измеряя показания при +20 ºС сопротивление термистора будет составлять 3,5 кОм. При нагревании антифриза до +90 ºС сопротивление датчика упадет до отметки 0,24 кОм. Но, существуют и исключения, к примеру, у автомобилей марки Renault датчик имеет положительный температурный коэффициент.
Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости базируется на следующей схеме:
Рис. 2. Принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости- В состоянии покоя двигателя охлаждающая жидкость будет иметь сопоставимую с окружающей средой температуру. Сопротивление термистора датчика Rt останется на максимальной отметке и поданное напряжение практически не выдаст ток в цепь индикации логического блока.
- При замыкании контактов V в замке зажигания вместе с запуском двигателя будет подано напряжение от аккумулятора А на датчик температуры. По мере нарастания оборотов, сопротивление термистора Rt будет снижаться в соответствии с его характеристикой.
- В случае превышения допустимого предела температур, Rt перейдет в режим проводимости. В соответствии с законом Ома величина тока, протекающего через термистор, возрастет. Сигнал придет на логический блок и будет подана команда для снижения объема, впрыскиваемого топлива, или уменьшение числа оборотов коленчатого вала.
- При снижении оборотов и мощности мотора, со временем камера сгорания охладится и ДВС придет в норматив температуры. Охлаждающая жидкость остынет и у термистора Rt снова возрастет сопротивление. Величина тока в цепи индикации логического блока снова уменьшится, и автомобиль перейдет в нормальный режим работы.
В зависимости от величины падения напряжения на термисторе датчика Rt, будет оцениваться текущий температурный режим. В данном примере мы рассмотрели электрический метод измерения, но у некоторых типов датчиков может применяться и механический, работающий за счет температурного расширения.
Где находится?
Для производства каких-либо операций с датчиком температуры охлаждающей жидкости необходимо четко представлять себе место его установки. Следует отметить, что точка установки будет отличаться в зависимости от модели автомобиля. Поэтому для поиска лучше обратиться к инструкции производителя, где указана позиция соприкосновения с охлаждающей жидкостью.
Рис. 3. Место установки датчика температуры охлаждающей жидкости- головка блока цилиндров или выпускной патрубок;
- верхний шланг радиатора;
- корпус термостата;
- в некоторых ситуациях может устанавливаться два датчика температуры– на входе и на выходе.
Место установки предусматривает обеспечение контакта чувствительного элемента с охлаждающей жидкостью. Но, в случае утечки антифриза из системы, контакт может нарушиться и контроль температуры прекратиться. В результате этого вы получите некорректные показания, что может повлечь сбой в работе системы.
Признаки поломки
Как и неисправности любого устройства в автомобиле, выход со строя сенсора температуры охлаждающей жидкости может привести к нежелательным последствиям.
При движении машины поломка может проявляться как:
- проблематичный запуск мотора в холодную погоду;
- нетипичные звуки от выхлопных газов только запущенного мотора;
- при достижении максимальной температуры мотор глохнет;
- не запускается вентилятор охлаждения при нагревании ДВС;
- превышение расхода топлива сверх установленной нормы.
Современные авто выводят данные о нарушении температуры охлаждающей жидкости на дисплей. Причиной неисправности может стать как механическая поломка (сорванная резьба, растрескивание корпуса, перегорание термистора), так и электрическая (короткое замыкание в измерительной цепи или обрыв провода). Чтобы убедиться в правильности вашего предположения, проверьте датчик, и, при необходимости замените его новым.
Проверка и замена
Следует отметить, что появление характерных признаков может обуславливаться и другими поломками. К примеру, поломкой вентилятора охлаждения или нехваткой охлаждающей жидкости. Поэтому для начала необходимо проверить работоспособность и правильность показаний датчика температуры охлаждающей жидкости.
На практике существует довольно большое число методов, одни из которых вы можете реализовать в домашних условиях. Другие, как съем осциллограммы, вам проведут только на станциях техобслуживания. Самостоятельно произведите внешний осмотр датчика охлаждающей жидкости – на нем должны отсутствовать следы ржавчины, подтеки антифриза, трещины и прочие следы.
Если внешне датчик исправен, проверьте его с помощью мультиметра, для этого:
- Отсоедините шлейф от контактов датчика – вам необходимо получить доступ для проведения замеров.
- Измерения производятся изначально при холодном ДВС. Если это условие не обеспечено, выкрутите датчик с посадочного места и опустите чувствительный элемент в холодную воду.
- Подключите щупы мультиметра к выводам датчика и замерьте величину омического сопротивления.
- Затем запустите ДВС и дождитесь включения вентилятора охлаждения, если вы выкрутили датчик температуры, поместите его в кипяток. Повторно замерьте величину переходного сопротивления.
- Сравните полученные данные сопротивления для вашей модели автомобиля. К примеру, ниже приведена такая таблица:
Таблица: зависимость сопротивления и падения напряжения датчика температуры от степени нагрева
| Температура ОЖ (°С) | Сопротивление (Ом) | Напряжение (В) |
| 4800 — 6600 | 4,00 — 4,50 | |
| 10 | 4000 | 3,75-4,00 |
| 20 | 2200 — 2800 | 3,00 — 3,50 |
| 30 | 1300 | 3,25 |
| 40 | 1000-1200 | 2,50 — 3,00 |
| 50 | 1000 | 2,5 |
| 60 | 800 | 2,00-2,50 |
| 80 | 270 — 380 | 1,00-1,30 |
| 110 | 0,5 | |
| разрыв цепи | 5,0 ±0,1 |
В рассматриваемом примере в холодном состоянии при +10 ºС сопротивление будет составлять 4000 Ом. После того, как вы опустите его в кипяток, исправный датчик будет иметь сопротивление в пределах 200 – 270 Ом. Если показания кардинально отличаются, налицо поломка сенсора, в таком случае его необходимо заменить.
Для замены датчика температуры охлаждающей жидкости из системы охлаждения слейте антифриз. Отключите шнур питания, если еще не отсоединили его. Затем, при помощи торцевого или рожкового ключа выкрутите сам сенсор.
Установите новый датчик охлаждающей жидкости в посадочное место, обязательно наденьте прокладку. Плотно зажмите его ключом по резьбе до упора.
Рис. 8. Плотно зажмите ключом новый датчикЗамена окончена, можете подключить питающий шнур и залить обратно охлаждающую жидкость.
Список использованных источников
- Диана Скляр «Ремонт и обслуживание автомобилей для чайников» 2012
- Коробейник А.В. «Ремонт автомобилей. Практический курс» 2003
- Твег Росс «Система впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт» 2003
- Березин С.В. «Справочник автомеханика» 2008
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – устройство, принцип работы
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – это важный элемент системы управления двигателем, который контролирует температуру ОЖ в системе охлаждения. Блок управления двигателем получает информацию от ДТОЖ и в соответствии с ней корректирует состав топливно-воздушной смеси, частоту вращения коленвала, а также угол опережения зажигания.
Устройство и принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости
«Прародителем» современного датчика температуры охлаждающей жидкости было термореле, которое устанавливалось на некоторые двигатели (например, в системе распределенного впрыска K-Jetronic). Контакт термореле открыт – идет прогрев двигателя, контакт закрыт – мотор работает в своей нормальной температуре.
В настоящее время основа датчика температуры охлаждающей жидкости – это термистор (резистор, который измеряет сопротивление в зависимости от температуры). Контроль за температурой ОЖ осуществляется непрерывно. Материалом для изготовления термистора служит обычно оксид никеля или кобальта. Особенность этих соединений в том, что при увеличении температуры у них увеличивается количество свободных электронов и, соответственно, уменьшается сопротивление.
Чаще всего термистор, который находится внутри ДТОЖ, имеет отрицательный температурный коэффициент. Максимальное сопротивление датчик имеет при холодном двигателе. На датчик температуры охлаждающей жидкости подается напряжение (5В), и по мере изменения сопротивления оно уменьшается. Блок управления двигателем фиксирует изменения напряжения и в соответствии с ним определяет температуру охлаждающей жидкости.
Схема подключения датчика температуры охлаждающей жидкостиНа некоторых двигателях (например, на моторах Renault) установлен датчик температуры охлаждающей жидкости с положительным температурным коэффициентом. Он устроен так же, однако при увеличении температуры сопротивление на нем не уменьшается, а увеличивается.
Где находится датчик температуры охлаждающей жидкости
Термистор находится внутри защитного теплопроводного корпуса, а на самом корпусе размещена резьба для крепления датчика, а также электрический разъем. Обычно ДТОЖ вкручивается в выпускной патрубок головки блока цилиндров. На некоторых моторах стоит сразу два датчика: один фиксирует температуру на выходе из двигателя, второй – из радиатора.
Где расположен датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)Датчик температуры охлаждающей жидкости располагается таким образом, чтобы его наконечник имел прямой контакт с охлаждающей жидкостью. Соответственно, если антифриза в системе мало, то и показатели ДТОЖ могут быть неточными.
Признаки неисправности ДТОЖ
Как и любой другой датчик, ДТОЖ может выйти из строя, вызвав сбои в работе мотора. Первые признаки, по которым можно распознать поломку датчика температуры охлаждающей жидкости:
- проблемы с запуском двигателя в холодную погоду,
- плохой выхлоп на холодном двигателе,
- повышенный расход топлива и т.д.
Чаще всего при возникновении подобных симптомов замена датчика температуры охлаждающей жидкости не требуется. Скорее всего, проблема в отошедшем или поврежденном контакте, повреждении проводки или утечке охлаждающей жидкости. Поэтому для начала следует провести визуальный осмотр датчика на предмет повреждений или коррозии.
Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости
Если осмотр не дал результатов, необходимо измерить сопротивление и напряжение датчика при различных температурах. После запуска холодного двигателя по мере его прогрева сопротивление должно падать (или повышаться – в случае положительного температурного коэффицента датчика) в соответствии с нормальными показателями.
Проверку датчика температуры охлаждающей жидкости можно выполнить самостоятельноНормальные показатели сопротивления и напряжения для датчика температуры охлаждающей жидкости с отрицательным температурным коэффициентом
| Температура ОЖ (°С) | Сопротивление (Ом) | Напряжение (В) |
| 4800 — 6600 | 4,00 — 4,50 | |
| 10 | 4000 | 3,75-4,00 |
| 20 | 2200 — 2800 | 3,00 — 3,50 |
| 30 | 1300 | 3,25 |
| 40 | 1000-1200 | 2,50 — 3,00 |
| 50 | 1000 | 2,5 |
| 60 | 800 | 2,00-2,50 |
| 80 | 270 — 380 | 1,00-1,30 |
| 110 | 0,5 | |
| разрыв цепи | 5,0 ±0,1 | |
| замыкание на «землю» |
Нормальные показатели сопротивления и напряжения для ДТОЖ с положительным температурным коэффициентом
| Температура ОЖ (°С) | Сопротивление (Ом) | Напряжение (В) |
| 254-266 | ||
| 20 | 283-297 | 0,6 — 0,8 |
| 80 | 383-397 | 1,0-1,2 |
| разрыв цепи | 5,0 ±0,1 | |
| замыкание на «землю» |
Датчики температуры охлаждающей жидкости — обзорная статья
Датчик температуры — деталь электрической системы автомобиля, которая может изменять свои электрические характеристики в зависимости от температуры.
По функции температурные датчики делятся на:
Датчики температуры для блока управления двигателем.
Датчики температуры для указателя (стрелки) приборной панели.
Датчики с несколькими функциями.
Датчики температуры на сигнальную лампу приборной панели (термовыключатели).
Датчики включения вентилятора (термовыключатели).
Датчики температуры для блока управления двигателем, датчики для указателя на приборной панели, датчики с несколькими функциями изменяют свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. В основе их работы лежит эффект изменения сопротивления различных электропроводящих веществ в зависимости от температуры. У большинства металлов с ростом температуры электрическое сопротивление возрастает то есть они обладают позитивным электрическим коэффициентом (PTC — positive temperature coefficient). Для полупроводников характерен отрицательный температурный коэффициент (NTC — negative temperature coefficient) — то есть уменьшение электрического сопротивления с ростом температуры.
В зависимости от конструкции датчика он может иметь один, либо несколько контактов. Если контакт один, то сопротивление измеряется между контактом и корпусом датчика (Рис.1). Если контактов 2, то сопротивление измеряется между ними (Рис.2, Рис.3). Если контактов много, то возможны самые различные варианты (Рис.4, Рис.5).
Подавляющее большинство температурных датчиков имеет резьбовое крепление (Рис.6-Рис.9), хотя, бывают исключения (Рис.10), соответственно датчики имеют шестигранный участок корпуса под ключ различных размеров. По форме резьба может быть цилиндрической или конической, отличаться диаметром и шагом, так же датчики могут иметь уплотняющую прокладку или же не иметь таковую. Форма электрических разъемов может быть самой разнообразной.
Датчики температуры на сигнальную лампу приборной панели работает по принципу замыкания либо размыкания цепи при достижении определенной температуры. Если датчик с одним контактом, то размыкание/замыкание происходит между контактом и корпусом. В этом случае датчики бывают разомкнутые в холодном положении (Рис.11) и замкнутые в холодном положении (Рис.12). Если у датчика два контакта, то размыкание/замыкание происходит между этими контактами. В этом случае датчики, так же бывают разомкнутые в холодном положении (Рис.13) и замкнутые в холодном положении (Рис.14). Так же встречаются двухконтурные датчики (Рис.15).
Датчики включения вентилятора по устройству, принципам работы и вариантов конструкции идентичны датчикам на сигнальную лампу.
Симптоматика выхода температурного датчика из строя зависит от того, какую функцию выполнял данный датчик. Если вышел из строя датчики температуры для блока управления двигателем, то может наблюдаться неустойчивый запуск двигателя (машина плохо заводится), неустойчивые обороты двигателя, снижение мощности двигателя. Если произошла поломка датчика температуры для указателя (стрелки) приборной панели, то наблюдаются неправильные показания этой стрелки. Если ломается датчик температуры на сигнальную лампу приборной панели или датчики включения вентилятора то наблюдается неправильная работа либо сигнальных ламп либо вентиляторов.
Температурные датчики, хотя и являются элементом электрической системы автомобиля, но от их правильной работы зависит в определенной степени и работоспособность системы охлаждения. Это касается датчиков включения вентиляторов охлаждения радиатора охлаждения двигателя. В ряде автомобилей при неисправном датчике включения вентилятора может произойти перегрев двигателя со всеми вытекающими неприятными последствиями.
При поломке температурного датчика его необходимо заменить на новый, так как ремонт старого датчика в кустарных условиях невозможен и нецелесообразен. При подборе датчика нужно быть очень внимательным и использовать только подходящий для данного случая датчик. Это связано с большим разнообразием используемых в автомобилях датчиков, которые даже при внешнем сходстве могут иметь различные электрические характеристики могут различаться зеркально.
Как выбрать датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры охлаждающей жидкости (сокращенно ДТОЖ) – очень важный элемент, отвечающий за температурой ОЖ системы охлаждения. Суть его работы сводится к тому, чтобы давать сигнал на блок управления мотором, который регулирует состав топливной смеси, а также частоты вращения коленчатого вала, равно как и угол опережения зажигания. Без этого датчика не может идти речи о правильном функционировании охлаждающей системы. Хоть само устройство довольно простое и не требует дорогостоящего обслуживания, оно изредка выходит из строя. Неисправности датчика не вполне очевидны, так как они совпадают с таковыми у некоторых смежных узлов. Попытаемся же разобраться с тем, как устроен ДТОЖ, как его проверять и на что обращать внимание при покупке.
Как это устроеноДатчик температуры антифриза – естественная эволюция автомобильного термореле. В не получивших распространения системах K-Jetronic, в которой впрыск был распределенным, термореле работало так контакт открылся – начался быстрый прогрев мотора, а если контакт закрылся – мотор продолжил функционировать при рабочей температуре.
Сегодня же основой подобного рода датчиков является полупроводниковый термистор, т.е. резистор, который имеет нелинейно зависящее от температуры сопротивление. Решение более чем простое и надежное – в зависимости от сопротивления можно следить за температурой антифриза в режиме реально времени, непрерывно. Термисторы изготавливаются из кобальта или никеля. Материалы обладают одним очень важным свойством. Как только их температура возрастает, увеличивается также количество свободных электронов, что означает уменьшение сопротивления.
Различают 2 типа термисторов в зависимости от температурного коэффициента:
- С отрицательным коэффициентом. Когда двигатель холодный, максимальным является сопротивление. Как только на датчик подают напряжение в 5 Вольт, причем по мере работы и изменении сопротивления эта величина будет уменьшаться. При этом блок управления мотором регистрирует падение напряжения, тем самым определяя температуру залитой в систему ОЖ;
- С положительным коэффициентом. Работает датчик так же, но по мере роста температуры растет и сопротивление. Такими термисторами оборудованы автомобили марки Renault.
Большая часть автомобиль имеют датчики отрицательного коэффициента. Однако, отметим, что принципиальных различий между 2 типами нет. Если деталь изготовлена в соответствии со всеми стандартами, она всегда будет давать реальную информацию о температуре ОЖ. А когда датчик исправен, управляющая система может сделать следующее:
- Отрегулировать угол зажигания, выставив тем самым запаздывание или опережение зажигания. Если все выставлено правильно, автомобиль потребляет наименьшее количество горючего;
- Контролировать параметры топливно-воздушной смеси. В частности если датчик неисправен, блок управления останется без обратной связи и не сможет проконтролировать холостой ход;
- Обогатить бензин, если автомобиль оснащен системой впрыска. В качестве примера на холодном мотора форсункам передается более продолжительный импульс, что позволяет оптимизировать холостой ход и исключить колебания. По этой причине прогрев мотора не сопровождается тряской, лязгом и прочим. Обратный случай: на уже разогретом моторе смесь обедняется, что позволяет улучшить выхлоп, равно как и уменьшить расход.
Кроме того, у датчика много вторичных функций. Он помогает контролировать вращения коленвала, повышает обороты, когда мотор работает на холостом ходу, улучшает работу АКПП с гидротрансформатором.
Где располагаетсяКак правило, ДТОЖ можно найти в выпускном патрубке ГБЦ, но иногда он ставится прямо на корпусе автомобильного термостата. Устройство имеет специальное посадочное место с резьбой, куда и вкручивается. Сам термистор, как и подобает сердцу детали, находится внутри специального корпуса. Материал корпуса обладает высокой теплопроводностью. Обычно на автоконцернах ставят только один датчик. Но бывают и исключения.
Устанавливают сразу два датчика температуры ОЖ тогда, когда нужно зафиксировать температуру жидкости сразу на выходе жидкости из мотора (это делает первый датчик), а также из радиатора (делает второй датчик). Сами устройства в любом случае располагаются так, что их наконечники контактировали с залитым антифризом. Если последнего в системе недостаточно, датчики не дадут реальной информации о температуре.
Что укажет на неисправностьНеисправный ДТОЖ оказывает эффект на работу двигателя в целом. По этой причине очень важно определиться с тем, имеются ли проблемы именно с ним. Попутно вам наверняка придется проверить также, к примеру, термостат. Вот основные признаки неисправности:
- Повысился расход топлива;
- Как только двигатель достигает максимальной температуры, он глохнет;
- В холодную погоду затруднился пуск двигателя;
- На холодном двигателя автомобиль имеет грязный выхлоп;
- При высоких температурах не включается вентилятор.
В самых современных автомобилях информация о неисправности выводится на дисплей. Как показывает практика, полная замена датчика в случае одной из пяти вышеуказанных проблем (а то и всех сразу) не потребуется. Нужно обратить внимание на утечку антифриза, на состояние проводки и контактов. Как только все приводится в порядок, датчик начинает функционировать в штатном режиме. По этой причине в случае неполадок важно проводить визуальный осмотр. Разобрав датчик, можно увидеть следы коррозии и иногда нарушение геометрии. Однако, такая проверка не всегда дает полную картину ситуации.
Учимся проверять датчикЧто очень хорошо, современные датчики предусматривают возможность осуществлять проверку практически в домашних условиях. Автомобилисту важно лишь иметь под рукой мультиметр для измерения напряжений (хотя для первичной оценки этот показатель знать не обязательно) и сопротивлений, а также любой прибор для измерения температуры. Также вам понадобится ключ на 19, электрический чайник и емкость, в которую нужно будет слить охлаждающую жидкость. Очевидно, последняя сливается. Достаточно сливать жидкость вплоть до уровня, который будет чуть ниже положения устройства. Далее нужно отсоединить проводку и ключом на 19 вывернуть датчик.
Если на автомобиле стоит датчик, температурный коэффициент которого отрицательный, то по мере роста температуры напряжение будет падать. Изначально оно равно 4,00-4,50 Вольтам. Вы можете спросить почему напряжение меньше опорного Датчик попросту шунтирует это напряжение, из-за чего мультиметр показывает те самые 4,00-4,50 Вольта. Как только температура возрастает на 10 °С, напряжение будет падать не более чем на 0,5 Вольт. Если у вас нет под рукой термометра, можете довести температуру воды в электрочайнике до 95-97 °С и измерить сопротивление – если оно примерно равно 177 Ом, с датчиком все в порядке.
Если коэффициент положительный, ситуация будет другой. Уже при 20 °С сопротивление вырастет максимум до 297 Ом, а напряжение на термисторе будет равно 0,6-0,8 Вольт. А, скажем, при 80 °С это будет 383-397 Ом и 1,0-1,2 Вольта соответственно.
Впрочем, более точные значения даны в таблицах зависимостей температур от показаний омметра. Их предоставляют сами производители ДТОЖ. Также руководства изложены в руководствах от автоконцернов. Советуем изучить их, если вы хотите эксплуатировать свой автомобиль максимально долго и продуктивно.
Обратите внимание также на то, что электрическая цепь разорваться или замкнуться на «землю». И то, и то указывает на неисправности проводящих элементов. В таких случаях датчик проще заменить, так как к ремонтопригодным деталям он не относится.
К чему может привести неисправность ДТОЖПоскольку в большинстве автомобиль стоят датчики с отрицательным температурным коэффициентом, поговорим именно о них. Наиболее частой их проблемой является несоответствие температур, которых достигает корпус, сопротивлению. Обычно оно очень быстро увеличивается только в небольшом диапазоне температур, а в нескольких — реже. В блоке управления уже зафиксированы нормальные температуры ОХ. Если рассчитанные блоком параметры температур «перескочат» с одного уровня на другой (на более низкий), в двигатель будет подаваться переобогащенная топливно-воздушная смесь. С некоторой вероятностью двигатель заглохнет.
Особенно страдают от проблемных датчиков температуры ОЖ те системы, которые не оборудованы расходомером. В них чаще требуется чистка или полная замена свечи зажигания. Отрицательное влияние автомобиль будет оказывать на окружающую среду, так как выхлоп будет очень грязным на непрогретом двигателе, и с высокой вероятностью не будет соответствовать стандарту даже при более высоких температурах.
Совет автомобилистамПредметом статьи является достаточно тонкое устройство. И автолюбителям стоит понимать, что оно реагирует на работу смежных узлов, на особенности привода, на внешние условия и особенности охлаждающих жидкостей. Специалисты рекомендуют раскошелиться сразу на несколько антифризов, которые вы будете заливать в зависимости от времени года. Хоть это и дорого, но серьезно продлевает жизнь автомобиля.
Обращайте внимание на материал шайбы. Если это медь, то весь датчик можно устанавливать без предварительных манипуляций. А вот если производитель использовал другой материал, то резьбу обязательно нужно смазать герметиком.
Как выбрать новый датчик температуры антифризаПравильнее всего будет искать запчасть по VIN-коду. Так вы найдете именно то, что будет исправно работать в тандеме со всей охлаждающей системой и электроникой автомобиля. Малейшие различия в характеристиках старой и новой детали чреваты – двигатель будет сильно греться, повысится расход топлива. Советуем искать по коду транспорта оригинальную запчасть. Она стоит своих денег, так как служить будет очень долго.
Другим вариантом будет поиск по техническим данным транспорта. Вам нужно будет указать марку, кузов, производителя, параметры мотора и года выпуска. В поисках вам помогут менеджеры магазинов или электронные каталоги, в которых запчасти уже отсортированы по указанным параметрам.
После покупки датчика стоит все же проверить его указанным выше методом. Достаточно взять электрочайник, вскипятить в нем воду и проверить датчик омметром. Если при столь высокой температуре датчик покажет себя хорошо, его можно будет смело ставить на автомобиль.
Экскурс по брендамПри подборе аналогов советуем обратить внимание на продукцию вот таких фирм FAE (Испания), Blue Print (Великобритания), EPS (Италия). Отличные запчасти поставляет Nipparts (Нидерланды), среди которых можно найти ДТОЖ практически для всех азиатских автомобилей.
Также неплохие аналоги по доступной цене предлагают Fenox (Беларусь), Era (Италия). Качество датчиков очень высоко, хотя и серьезно уступает OEM-комплектующим. Если ваши финансы сильно ограничены, имеет смысл брать датчик белорусской фирмы.
Не советуем брать аналоги малоизвестных фирм. Поскольку датчик представляет собой пусть и простое, но все же электрическое устройство, низкое качество его исполнения наихудшим образом скажется на работе двигателя. Всякая экономия здесь оказывается сомнительной. Лучше всего переплатить, но взять оригинал – в долгосрочной перспективе он будет работать лучше всякого аналога.
ВыводМногие автолюбители, узнав о проблемах с системой охлаждения, начинают искать проблему в радиаторе и термостате. Однако, далеко не всегда неполадки могут быть связаны именно с ними. Компактный ДТОЖ также может поломаться, хоть и представляет собой очень надежную деталь. Новая запчасть не стоит больших денег, особенно если учесть, что на выбор сегодня есть аналоги от десятков производителей. Выше мы указали на самых лучших. Впрочем, это не отменяет того, что дольше всего отъездит оригинальная запчасть.
Не советуем медлить с заменой неисправного датчика. Как и всякая деталь системы охлаждения, он должен исправно функционировать, иначе вам не избежать трат на ремонт двигателя. Но до этого доходит редко. Вы сразу заметите чад из выхлопной трубы, проблему с пуском двигателя и его дальнейшей эксплуатацией. Обратитесь к специалистам на СТО. Возможно, полная замена датчика вам и не понадобится.
Как поменять датчик температуры на «Пятнашке» — ВАЗ 2115 своими руками?
Датчик температуры ВАЗ 2115 является одним из измерительных приборов современного автомобиля. Как и любое устройство, он может выйти из строя. В статье рассматриваются его функции, типичные неисправности, дается инструкция по замене.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
Особенности работы ДТОЖ на пятнадцатой модели ВАЗ
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) относится к охлаждающей системе машины. Его назначение контролировать температуру ОЖ. Пока мотор холодный, ЭБУ устанавливает обогащенную ТВС, после того, как двигатель прогреется, она становится нормальной.
Устройство представляет собой резистор, называемый термистором, помещенный в металлический корпус.
Схема устройства прибораСопротивление термистора при снижении температуры растет, одновременно напряжение, которое поступает на него, будет увеличиваться.
Возможные неисправности датчика
При поломке ДТОЖ ЭБУ считает, что температура двигателя нулевая, поэтому обогащает горючую смесь. Поломанный прибор нужно менять как можно быстрее. Чаще всего неисправность измерителя – это нарушение градуировки. В этом случае сопротивление некорректно меняется, а так как блок управления основывается на показаниях счетчика, то он неправильно работает.
Выявить неисправность ДТОЖ можно по включению вентилятора. Он должен включаться, если превышены допустимые значения. Правда, есть еще датчик включения вентилятора, который также может выйти из строя.
Таким образом, вентилятор может не включаться если:
- окислились контакты;
- повреждена проводка;
- неисправны датчики.
Неправильная работа ДТОЖ приводит к повышенному расходу топлива, детонации, высоким холостым оборотам. Самое опасное — если поломан датчик температуры двигателя. В этом случае не запускается вентилятор, нет охлаждения двигателя, он перегревается, а в результате из-за этого может повести головку цилиндра.
Способы проверки регулятора на работоспособность
Перед проверкой измерителя следует сначала проверить исправность предохранителей, целостность проводки и замерить поступающее напряжение, которое должно быть 5В. Если нарушений проводки нет и напряжение в норме, то проверяется счетчик на сопротивление. Для проверки его нужно снять (автор видео — Устройство и ремонт автомобиля).
Для проверки понадобится электрочайник, термометр для измерения температуры наружной среды и мультиметр, установленный в режим для измерения сопротивления.
Термометр желательно взять не для измерения наружной температуры воздуха, а электронный.
Существует два способа проверки:
- При первом датчик температуры охлаждающей жидкости с термометром помещается в электрический чайник. При этом прибор должен быть подключен к тестеру. Электрочайник следует включить в сеть и наблюдать за показаниями. С повышением температуры сопротивление должно расти. Когда она станет +15 градусов, сопротивление должно быть 4450 Ом, +40 – 1459 Ом. При 100 градусах сопротивление достигает минимума – 177 Ом. Если значения другие, это говорит о неисправности.
- Если нет термометра, то измеритель проверяется после того, как вода закипит. При погружении в только что закипевшую воду на мультиметре должно высвечиваться сопротивление чуть больше 177 Ом. Иначе прибор поломан.
Инструкция по замене
Для замены необходимо купить новый датчик охлаждающей жидкости ВАЗ 2115. Его следует перед установкой проверить на работоспособность.
Замена – процедура несложная и состоит из последовательности действий:
- Сначала нужно либо слить всю ОЖ из системы, либо только часть.
- Далее от счетчика нужно отсоединить провода.
- Затем с помощью ключа выкрутить прибор.
- Теперь на место снятого измерителя устанавливается новый. Посадочное место следует тщательно очистить от загрязнений.
- Затем присоединяются провода. Далее заливается антифриз согласно уровню, который показывает датчик уровня охлаждающей жидкости.
Все делается на остывшем двигателе во избежании ожогов! После проведения замены необходимо проверить, не протекает ли жидкость в месте соединения.
Загрузка …Для исправной работы двигателя и экономного расхода топлива необходимо следить за состоянием узлов и измерителей автомобиля. Умение выполнить замену ДТОЖ своими руками дает возможность сэкономить на СТО и вовремя устранять неисправность в случае поломки прибора.
Видео «Замена ДТОЖ на ВАЗ 2115»
В этом видео демонстрируется, как поменять ДТОЖ своими руками (автор ролика — Василий Калугин).
что это такое, где находится, признаки неисправности, как проверить, замена
В каждом автомобиле есть датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), который обеспечивает правильную работу двигателя и не позволяет ему перегреваться. Сегодня мы рассмотрим подробную информацию о ДТОЖ — как он выглядит, где расположен, его основные функции и причины неисправности.
Что это такое, где находится и зачем он нужен в машине
ДТОЖ называют приспособление, которое необходимо для того, чтобы измерить температуру охлаждающей жидкости в двигателе. Все показатели устройства сохраняет блок управления двигателя, и происходит автоматическое регулирование количества поступающего топлива и угла опережения зажигания.
Знаете ли вы? ДТОЖ независимо от марки авто по внешним данным абсолютно одинаковый, поэтому спутать его с какой-либо другой деталью практически невозможно.
У большинства автомобилей показатели ДТОЖ отображаются на приборную панель.
Современные ДТОЖ имеют широкий функционал и очень низкую вероятность поломки. Такие устройства называют также термисторами, они могут очень быстро подстраиваться под температурный режим, меняя данные сопротивляемости. Обычно термисторы делают из никеля или кобальта — полупроводников, благодаря чему в процессе повышения температуры в разы растут свободные электроны, и сопротивление максимально уменьшается. Прибор имеет защитную оболочку, которая хорошо проводит тепло, корпус оснащён электро-разъёмом и крепёжной резьбой.
Прибор может оказывать следующее воздействие на двигатель внутреннего сгорания:
- обогащать тепловоздушную смесь. Если устройством определено, что температура ниже нормы, он регулирует продолжительность воздействия сигналов, чтобы обогатить топливную смесь. Когда температура принимает нужные значения, происходит обеднение горючего, снижается возможность перерасхода топлива и уменьшается количество выхлопа;
- выставлять зажигание и делать его поздним или ранним. В процессе роста температуры устройство способно отрегулировать угол опережения зажигания, чтобы снизить токсичность выхлопа;
- оказывать влияние на правильную рециркуляцию газов в процессе прогрева авто;
- способствует продувке фильтрационной системы, улавливающей топливные испарения;
- блокирует гидротрансформатор коробки передач в процессе прогрева двигателя;
- активирует и отключает вентилятор охлаждения двигателя, согласно температурному контроллеру подбирая оптимальную температуру.
- отрицательные показатели температурного коэффициента, когда максимум сопротивления возможен только при холодном моторе;
- положительные показатели температурного коэффициента, который характеризуется ростом сопротивления, если температура увеличивается.
Важно! Где бы ни устанавливался датчик, рядом с ним фиксируют шланг отвода, который является проводником охлаждающего агента в радиатор.
Принцип работы
В зависимости от вида датчика он отличается принципом работы. ДТОЖ бывают:
- Магнитными — представлены в виде якоря, на который надеты катушки. Якорь всегда со стрелкой, которая прослеживается из салона машины. Одна катушка подключена к бортовой сети авто, а другая — к кабелю, который способен к изменению сопротивления, если изменяется температура мотора. Когда по катушкам проходит электричество, создаётся магнитное поле, способное контролировать положение якоря, а процент его отклонения зависит от значения тока.
- Биметаллическими — работают по принципу расширения элементов при нагреве. Прибор имеет стержень, который изменяет свой размер от роста или снижения температуры. В процессе вращения катушек стрелка, прослеживаемая из салона машины, показывает определённое значение в зависимости от величины тока.
- Капиллярными — уже неактуальный тип прибора, считается устаревшим, но присутствует на некоторых машинах старого автопрома. Имеет напрямую подключённую к устройству стрелку. Датчик представляет собой ёмкость, имеющую пониженную температуру кипения. К ёмкости присоединена стрелка и стальная трубка. Когда двигатель прогревается, происходит кипение жидкости и его испарение, что способствует повышению давления в колбе. С повышением давления происходит распрямление трубки и перемещение стрелки на панели в салоне авто.
Знаете ли вы? Современные автомобили премиум-класса имеют сразу 2 ДТОЖ, каждый из которых выполняет определённые функции.
Признаки неисправности
ДТОЖ, хоть и очень редко, но всё же может выходить из строя, поэтому вам необходимо знать главные отличия неисправного прибора, чтобы вовремя среагировать. Среди главных признаков выделяют наличие:
- перегретого двигателя;
- детонации мотора;
- работы авто «на холостых»;
- трудного старта двигателя, даже при прогретом агрегате;
- большого расхода топлива, ранее не характерного автомобилю;
- неработающего температурного датчика.
Как проверить
Чтобы самостоятельно определить неисправность устройства, необходимо его проверить: для этого изначально рекомендуется произвести отключение питания авто, сняв с аккумулятора разъёмы. Далее нужно слить до последней капли охлаждающую жидкость.
Датчик отсоединяют от автомобиля, снимая все подключённые к нему провода — обычно это только одна колодка. Затем откручивают крепление и вынимают ДТОЖ. Выводы, предназначенные для крепления ДТОЖ к автомобилю, необходимо подключить к омметру для проверки устройства. Чтобы перейти непосредственно к проверке, необходимо подготовить неглубокую ёмкость с горячей водой, в которой разместить датчик так, чтобы выводы были над поверхностью воды.
Далее необходимо следить за изменениями значений сопротивляемости на омметре. В процессе остывания воды происходит снижение сопротивляемости, что указывает на исправность агрегата — если ДТОЖ не исправен, то показания на омметре не меняются.
Чтобы окончательно убедиться в неисправности агрегата, рекомендуют сравнить показатели омметра, полученные вами в ходе проверки, с показателями таблицы, которая составлена специалистами.
Как проверить ДТОЖ: видео
Замена датчика
Если была обнаружена неисправность ДТОЖ, его необходимо немедленно заменить на новый.
Рассмотрим подробнее, как это сделать:
- Изначально необходимо, чтобы двигатель и вся система полностью остыла — только в этом случае можно приступать к работе.
- Далее необходимо слить антифриз, чтобы добраться до ДТОЖ.
- После обнаружения устройства его отсоединяют от проводов.
- Используя гаечный ключ на 19, откручивают сам датчик.
- Резьба нового исправного датчика перед установкой обрабатывается герметиком.
- На место старого датчика прикручивается новый.
- Подсоединяется вся проводка.
- В систему заливается охлаждающая жидкость.
- Запускают двигатель, чтобы убедиться в герметичности датчика (жидкость не должна протекать).
Важно! Некоторые автомобили не требуют полного слития антифриза перед заменой ДТОЖ.
Замена датчика температуры охлаждающей жидкости: видеоТаким образом, ДТОЖ является неотъемлемым элементом хорошей и безопасной работы двигателя, поэтому необходимо следить, чтобы он всегда был исправен и выполнял свои функции. Чтобы поменять или проверить ДТОЖ в автомобиле, необходимо следовать рекомендациям, которые подробно описаны в нашей статье.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры охлаждающей жидкости в автомобили – это одно из самых важных электронных устройств. Если вовремя не среагировать на его поломку, то можно сильно повредить внутренние системы машины. Специалисты рекомендуют проводить диагностику не реже чем раз в полгода.
Для начала нужно детально изучить принцип работы этого механизма. Внешне датчик выглядит как терморезистор, который заключен в латунную оболочку. Чем выше температура устройства, тем больше у него сопротивление. Обычно на автомобили устанавливают датчики с понижающим коэффициентом (то есть при росте температуры в терморезисторе, общее значение сопротивления снижается).
Устройство вмонтировано в замкнутую электроцепь, на которую с контроллера идет напряжение. Если сопротивление снизится и упадет напряжение, то контроллер рассчитает количество градусов.
Алгоритм стабилизации (снижения) температуры запускается блоком управления только при преодолении определенного порога значений. К примеру, внутренние системы машины могут подать сигнал включить вентилятор или изменить положение клапана поступления тосола. По своему строению датчики могут быть термобиметаллические или терорезисторные, но принципы работы у них одинаковые.
Неисправность датчиков температуры охлаждающей жидкости легко распознать по следующим признакам:
- Двигатель автомобиля имеет низкую температуру, но при этом включается для охлаждения вентилятор. В таком случае терморезистор слишком быстро теряет сопротивление, и значения температуры не успевают измениться.
- Существенно увеличивается расход топлива. Система охлаждения не работает из-за того, что датчик не срабатывает, а сопротивление остается прежним.
- Двигатель становится трудно заводить, его работа не стабильна. Механизм функционирует в критическом режиме, поэтому быстро изнашивается.
С помощью диагностики эти проблемы можно выявить и исправить в любом автосервисе. Однако мало кто знает, что это сделать можно самостоятельно. Для домашней диагностики потребуется всего два аппарата: вольтметр и омметр. Хорошо также раздобыть «цешку» или мультиметр, тогда будут проверены все параметры.
Падение напряжения измеряют с помощью поверхностной проверки датчика для нагретого и остывшего двигателя. Допустимыми значениями являются показатели 0,5 В и 2 В (при этом небольшое отклонение возможно). Если измерительный прибор покажет 1,25 В и 1,5 В, то с уверенность можно говорить о неисправности датчика.
Такой датчик нужно демонтировать и подвергнуть глобальной проверке. Для этого понадобятся омметр, емкость с водой, градусник и нагревательный элемент. Показания устройства и температуры жидкости сверяют при помощи таблицы:
Если в проверке участвует датчик с повышающим температурным коэффициентом, то увеличение температуры должно снижать повышать сопротивление тока в терморезисторе.
Все работы при проведении диагностики датчика требуют максимальной аккуратности. Любые повреждения этого устройства будут иметь необратимый характер.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)
Дополнительные указания
Датчик ECT обеспечивает измерение температуры охлаждающей жидкости двигателя модулю управления двигателем (ECM) как часть устройства измерения нагрузки двигателя. Таким образом, он частично отвечает за определение требований к заправке топливом, времени и частоте вращения двигателя.
Большинство датчиков ECT имеют характеристику отрицательного температурного коэффициента (NTC), что означает, что их внутреннее сопротивление уменьшается при повышении температуры охлаждающей жидкости.Следовательно, как и в приведенном выше примере, напряжение на датчике NTC ECT падает по мере уменьшения его сопротивления. Датчик с положительным температурным коэффициентом (PTC) будет вести себя противоположным образом.
ДатчикиECT зависят от области применения; несмотря на схожий внешний вид, их мощность может варьироваться в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Контроллер ЭСУД обычно оценивает температуру двигателя с использованием нескольких параметров, таких как начальная (перед запуском) температура окружающего воздуха, продолжительность работы двигателя и нагрузка двигателя.Следовательно, показание температуры охлаждающей жидкости на диагностическом приборе, полученное из последовательных диагностических данных, может быть неверным и может маскировать неисправность датчика ECT. По этой причине этот тип теста — единственный надежный способ определить работоспособность и работу датчика ECT.
Цепи датчика температуры очень чувствительны к сопротивлению, поэтому требуется хорошая цепь с чистыми разъемами и без посторонних сопротивлений: любые плохие / корродированные соединения будут искажать сигнал на контроллере ЭСУД, вызывая работу двигателя за пределами допуска.
Цепь ECT может быть подвержена типичным сбоям цепи (короткое замыкание, обрыв цепи или высокое сопротивление), внутреннему отказу датчика или отказу контроллера ЭСУД (который в противном случае должен обеспечивать опорное напряжение 5 В на сигнальный провод, когда ETC отключен).
Типичные симптомы неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости:
- Загорание контрольной лампы неисправности (MIL) или свечей накаливания
- Диагностические коды неисправностей (DTC)
- Чрезмерные выбросы
- Повышенный расход топлива
- Начальная сложность
- Повышенная частота вращения двигателя
Датчик температуры охлаждающей жидкости — Помощь по ремонту
ДИАГНОСТИКА ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С ДАТЧИКОМ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
, Марк Дэвидсон
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (сокращенно ECT) — это аналоговый датчик, который, как следует из названия, измеряет температуру охлаждающей жидкости и передает эти данные на бортовой компьютер.Затем компьютер использует эти данные для поддержания оптимальной управляемости, особенно во время прогрева двигателя и до тех пор, пока он не достигнет рабочей температуры. До появления электронных модулей управления двигателем для этой цели служила воздушная заслонка на карбюраторе. для получения богатой топливной смеси хотя бы до прогрева двигателя. Часто двигателю приходилось работать на холостом ходу на высоких оборотах, чтобы он работал в холодном состоянии. Часто он останавливался до того, как нагрелся.
Ранние модели автомобилей OBD использовали очень простую схему, включающую только переключатель температуры (рис. 1).Этот переключатель представлял собой термочувствительный (тепловой) переключатель, установленный в охлаждающей жидкости для контроля ее температуры. Пока температура охлаждающей жидкости двигателя была ниже рабочей температуры двигателя, этот переключатель оставался в разомкнутом положении. 14 вольт на контакте D блока PCM (14 вольт, поступающих от блока PCM) сообщают блоку PCM, что двигатель не достиг заданной рабочей температуры.
Во время испытания холодного двигателя PCM замедляет синхронизацию зажигания и запускает немного более богатую топливную смесь двигателя, чтобы помочь компенсировать холодные условия, которые так характерны для любого типичного бензинового двигателя.PCM постоянно контролирует контакт D, чтобы определить, когда двигатель достигнет рабочей температуры (рис. 2). Когда двигатель достигает своей рабочей температуры, переключатель срабатывает, замыкая контакты и заземляя контакт D. Напряжение на контакте D падает до почти нулевого напряжения (почти 0,0 В). 14 В, подаваемые PCM, падают внутри PCM через нагрузочный резистор. Как только PCM достигает 0,0 вольт, он немедленно начинает изменять подачу топлива, обедняя топливно-воздушную смесь и опережая синхронизацию свечей зажигания, чтобы иметь возможность справиться с прогреванием двигателя.
Таким образом, PCM «думает», что двигатель холодный как камень, даже когда он почти теплый. Но если переключатель остается замкнутым, PCM «думает», что двигатель теплый (даже если двигатель немного теплый). Специальное управление топливовоздушной смесью и синхронизацией свечей зажигания невозможно с помощью одного лишь переключателя температуры охлаждающей жидкости.
В датчиках температуры охлаждающей жидкости более поздних моделей использовалось нечто, называемое термистором… устройство, которое обеспечивает более высокий контроль над характеристиками двигателя во всем диапазоне работы двигателя.Итак, термистор — это переменный резистор, сделанный из твердотельных материалов, который будет изменять сопротивление в зависимости от температуры. Тип термистора, который используется в автомобильной промышленности, имеет отрицательный температурный коэффициент; это означает, что сопротивление уменьшается при повышении температуры.
К контакту D внутри блока PCM подключен нагрузочный резистор на 350 Ом (R1), подключенный к цепи опорного напряжения 5 В. Резистор R1 и ECT образуют делитель напряжения источника опорного напряжения 5 В.Поскольку R1 имеет фиксированное значение 350 Ом, напряжение на выводе D зависит от значения ECT. Итак, когда двигатель холодный, сопротивление ECT, естественно, очень велико. В некоторых автомобилях будет использоваться ECT с сопротивлением 100 000 Ом, а в других — 50 000 Ом.
Когда двигатель холодный, ECT будет иметь большую часть сопротивления в цепи и, таким образом, потребляет большую часть напряжения. Резистор «R1», всего 350 Ом, лишь незначительно снижает напряжение по сравнению с ECT.Это делает напряжение на контакте D почти 5 вольт при холодном двигателе. Можно предположить, что ЕСТ составляет 100 000 Ом (в холодном состоянии). По мере прогрева двигателя сопротивление ЭСТ начнет уменьшаться. На начальной стадии прогрева двигателя сопротивление ECT может составлять 75 000 Ом, но «R1» по-прежнему составляет 350 Ом. Таким образом, напряжение на контакте D все еще близко к 5 вольт. Чтобы напряжение на контакте D упало до 2,5 вольт, двигателю необходимо нагреться почти до заданной рабочей температуры, поэтому сопротивление ECT также составляет 350 Ом.Затем «R1» при 350 Ом упадет на половину напряжения, а ECT при 350 Ом упадет на второй половине, что сделает напряжение на выводе D равным 2,5 вольт.
КАК ПРОВЕРИТЬ ЦЕПЬ ECT
Это довольно простая процедура — наблюдайте за напряжением ECT, когда двигатель начинает нагреваться, а затем проверьте показания, когда двигатель достигнет заданной рабочей температуры. Вы должны ожидать показания от 0,8 до 1,2 вольт для большинства автомобилей. Всегда проверяйте заведомо исправный автомобиль, если это возможно, чтобы определить, какое хорошее напряжение ECT (при указанной рабочей температуре), если производитель автомобиля не предоставляет такую информацию.Если показание выше, чем указано в спецификации, PCM будет «думать», что двигатель не такой теплый, как есть на самом деле, и таким образом обогатит топливную смесь и замедлит синхронизацию двигателя, что приведет к проблемам с управляемостью в горячем состоянии. В этом случае можно ожидать более высоких выбросов и значительного снижения расхода топлива.
Показание выше, чем указано в спецификации, также будет вызвано плохим заземлением на PCM, от которого ECT зависит для правильной работы. Если заземление PCM приемлемо, вам следует проверить сопротивление датчика с помощью цифрового омметра.Многие производители предоставляют таблицу сопротивления ECT для определенной температуры. Но если показание ниже, чем указано в спецификации, PCM будет «думать», что двигатель на самом деле горячее, чем он есть на самом деле, и улучшит воздушно-топливную смесь, а также опередит синхронизацию, что приведет к проблемам с управляемостью на холоде. В этом случае ожидайте затруднений при холодном пуске (конечно). Показание ниже, чем указано в спецификации, также может быть вызвано неисправностью ECT, или сигнальный провод ECT к контакту D может быть закорочен на массу.
(Марка отказался от спорта, когда Брауны уехали из Кливленда, и теперь тратит свои По воскресеньям, работая под тенистым деревом на заднем дворе, настраивая свой сын мыльница дерби автомобиль.)
(PDF) Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя в автомобильной промышленности
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя в автомобильной промышленности
Приложения
Ishfaque Ahmed
Департамент разработки программного обеспечения для автомобилей
Technische Universit¨
at Chemnitz
Chemnitz , Германия
Реферат. Из соображений безопасности, комфорта, производительности и надежности
современные автомобили отслеживают различные переменные
и количества с помощью датчиков и интегрированных систем.Среди
этих величин температура является наиболее часто измеряемой переменной
по всем вышеперечисленным причинам. Любое изменение внешней
или внутренней температуры заставляет соответствующую систему действовать соответственно
. В транспортных средствах, работающих на ископаемом топливе, температура двигателя
постоянно контролируется и поддерживается на определенном уровне, чтобы обеспечить оптимальную работу двигателя
. Первичный датчик, используемый для контроля температуры двигателя
, известен как датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
, а температура регулируется с помощью жидкого вещества
, называемого охлаждающей жидкостью двигателя.В этой статье основное внимание уделяется основным характеристикам
, изготовлению и принципу работы датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя
, а также проверке термистора с отрицательным температурным коэффициентом
(NTC).
Ключевые слова — датчик ECT, датчик температуры охлаждающей жидкости, NTC
Термистор, термочувствительный резистор, датчик температуры —
, ECM
I. ВВЕДЕНИЕ
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя(ECT) измеряет температуру двигателя
и указывает, сколько тепла выделяет двигатель
.Датчик работает с модулем управления двигателем
(ECM). Датчик ECT непрерывно контролирует температуру охлаждающей жидкости двигателя
и обеспечивает работу двигателя при оптимальной температуре
. Сопротивление датчика температуры
(термистор NTC) изменяется в зависимости от температуры, когда ECM подает напряжение
на датчик ECT, как описано на принципиальной схеме
Рис.4. Контроллер ЭСУД использует изменение температуры и сопротивления в зависимости от изменений температуры в обычном режиме.Контроллер ЭСУД использует опорное напряжение
для регулирования впрыска топлива, времени зажигания, управления скоростью вращения вентилятора радиатора
и обновления температуры
приборной панели автомобиля. В большинстве автомобилей местом установки датчика ECT
является корпус термостата. ЕСМ, при необходимости, включает вентилятор радиатора
и помогает двигателю отводить тепло в атмосферу
, регулируя скорость вращения вентилятора, если охлаждающая жидкость в радиаторе
имеет высокую температуру.Между тем холодная охлаждающая жидкость
, полученная от радиатора, поглощает тепло двигателя. Датчик ECT
состоит из чувствительного элемента, токопроводящего металла, проводника, резьбы
, шестигранной коронки для гаечного ключа и электрического разъема
tor, показанного на рисунке 1.
Термистор — это аббревиатура от термочувствительного резистора
, который классифицируется как керамический полупроводник. Мисторы Ther-
имеют два стандартных типа (1). Положительная температура
Термистор коэффициента (PTC) и (2).Отрицательная температура
Термисторы с коэффициентом сопротивления (NTC). Термистор PTC увеличивает сопротивление
относительно повышения температуры, в то время как, с другой стороны, сопротивление термистора
изменяется обратно пропорционально его температуре
. Термистор NTC — это первичный чувствительный элемент
датчика ECT, а термисторы PTC — это ограничители тока короткого замыкания
(электрические клапаны и конденсаторы)
[1] — [2].
Существует четыре наиболее распространенных типа контактных датчиков температуры
, используемых в автомобильной, бытовой, промышленной и медицинской сферах.
.Этими датчиками температуры являются (i) термопара
, (ii) резистивные датчики температуры (RTD), (iii) мисторы Ther-
и (iv) интегральные схемы (ИС) [3]. Рабочий диапазон
этих датчиков варьируется таким образом, что изменяющиеся параметры термопар и ИС
представляют собой напряжение, а изменяющиеся параметры RTD и термисторов
представляют собой сопротивление. Однако использование
этих датчиков зависит от различных переменных окружающей среды
, таких как температурный диапазон [° C], точность [± ° C], чувствительность
[° C], время отклика и стоимость [4].
Термопары измеряют высокотемпературный диапазон
от -270 ° C до + 2300 ° C. Материалами, используемыми в термопарах
, являются железо, платина, рений, вольфрам, медь, хромель
— алюмель и константан. Термопары выдают на выходе
милливольт. Следовательно, для обработки информации
и минимизации ошибок требуется прецизионное усиление. Основное преимущество термопар
— меньшая чувствительность и точность
по сравнению с терморезисторами.RTD используются для измерения высоких температур
(от -200 до +650). Материалами для RTD
являются платина, никель и медь. По сравнению с термистором, РДТ
менее чувствительны и имеют меньшее время отклика.
Тем не менее, из всех датчиков температуры, упомянутых выше,
NTC Thermistor занимает лучшее место среди всех упомянутых датчиков температуры
благодаря своей высокой чувствительности (от -2 ° C до -6 ° C,
при 25 ° C. ), точность (± 0.001 ° C) быстрое время отклика (от 0,1 до 10
сек.) При гораздо более низкой стоимости с рабочим диапазоном от -50 ° C
до 250 ° C. В автомобилях основными областями применения термистора NTC
являются измерение и контроль температуры головки цилиндров
, выхлопных газов, системы кондиционирования воздуха, тормозной системы
, охлаждающей воды и масла [4].
Газета организована следующим образом. Раздел II
описывает компоненты датчика ECT. Раздел III
включает изготовление и необходимые этапы, а также измерение физических параметров
для изготовления датчика ECT и чувствительного элемента
(термистор NTC).Раздел IV состоит из принципа работы
с математическими уравнениями. Раздел V описывает результаты и обсуждения. Наконец, раздел VI состоит из
типов датчиков температуры для измерения температуры
Эти типы датчиков температуры варьируются от простых термостатических устройств ВКЛ / ВЫКЛ, которые управляют системой нагрева горячей воды для бытового потребления, до высокочувствительных типов полупроводников, которые могут управлять сложными установками управления технологическим процессом.
Мы помним из школьных уроков естествознания, что движение молекул и атомов производит тепло (кинетическую энергию), и чем сильнее движение, тем больше тепла выделяется.Датчики температуры измеряют количество тепловой энергии или даже холода, генерируемого объектом или системой, позволяя нам «ощущать» или обнаруживать любое физическое изменение этой температуры, производя либо аналоговый, либо цифровой выходной сигнал.
Существует множество различных типов датчиков температуры , и все они имеют разные характеристики в зависимости от их фактического применения. Датчик температуры состоит из двух основных физических типов:
- Типы контактных датчиков температуры — Эти типы датчиков температуры должны находиться в физическом контакте с обнаруживаемым объектом и использовать проводимость для отслеживания изменений температуры.Их можно использовать для обнаружения твердых тел, жидкостей или газов в широком диапазоне температур. Типы бесконтактных датчиков температуры
- — эти типы датчиков температуры используют конвекцию и излучение для отслеживания изменений температуры. Их можно использовать для обнаружения жидкостей и газов, которые излучают лучистую энергию по мере того, как тепло поднимается, а холод оседает на дно в конвекционных потоках, или для обнаружения лучистой энергии, передаваемой от объекта в виде инфракрасного излучения (солнца).
Два основных типа контактных или даже бесконтактных датчиков температуры также можно подразделить на следующие три группы датчиков: электромеханические , резистивные и электронные , и все три типа обсуждаются ниже.
Термостат
Термостат представляет собой электромеханический датчик или переключатель температуры контактного типа, который в основном состоит из двух разных металлов, таких как никель, медь, вольфрам или алюминий и т. Д., Которые соединены вместе, образуя биметаллическую полосу . Различная скорость линейного расширения двух разнородных металлов вызывает механическое изгибающее движение, когда полоса подвергается нагреву.
Биметаллическая полоса может использоваться сама по себе в качестве электрического переключателя или как механический способ управления электрическим переключателем в термостатических регуляторах и широко используется для управления нагревательными элементами горячей воды в котлах, печах, резервуарах для хранения горячей воды, а также в системы охлаждения радиаторов автомобилей.
Биметаллический термостат
Термостат состоит из двух термически различных металлов, склеенных спиной друг к другу. Когда холодно, контакты замкнуты и ток проходит через термостат. Когда он нагревается, один металл расширяется больше, чем другой, и связанная биметаллическая полоса изгибается вверх (или вниз), открывая контакты, предотвращая протекание тока.
Термостат включения / выключения
Существует два основных типа биметаллических лент, основанных главным образом на их движении при изменении температуры.Существуют типы «мгновенного действия», которые производят мгновенное действие типа «ВКЛ / ВЫКЛ» или «ВЫКЛ / ВКЛ» на электрические контакты при заданной температуре, и более медленные типы «медленного действия», которые постепенно изменяют свое положение. при изменении температуры.
Термостаты мгновенного действия обычно используются в наших домах для управления заданной температурой духовок, утюгов, погружных баков с горячей водой, а также их можно найти на стенах для управления системой отопления дома.
ТипыCreeper обычно состоят из биметаллической катушки или спирали, которая медленно разматывается или сворачивается при изменении температуры.Как правило, биметаллические ленты ползучего типа более чувствительны к изменениям температуры, чем стандартные защелкивающиеся типы ВКЛ / ВЫКЛ, поскольку полоса длиннее и тоньше, что делает их идеальными для использования в датчиках температуры, циферблатах и т. Д.
Несмотря на то, что они очень дешевы и доступны в широком рабочем диапазоне, одним из основных недостатков стандартных термостатов мгновенного действия при использовании в качестве датчика температуры является то, что они имеют большой диапазон гистерезиса от момента размыкания электрических контактов до момента их повторного замыкания. .Например, он может быть установлен на 20 o ° C, но может не открываться до 22 o ° C или снова закрываться до 18 o ° C
Значит, диапазон колебаний температуры может быть довольно большим. Имеющиеся в продаже биметаллические термостаты для домашнего использования действительно имеют винты регулировки температуры, которые позволяют более точно задавать заданное значение температуры и уровень гистерезиса.
Термистор
Термистор — еще один тип датчика температуры, название которого представляет собой комбинацию слов THERM-allly sensitive res-ISTOR.Термистор — это особый тип резистора, который меняет свое физическое сопротивление при изменении температуры.
Термистор
Термисторыобычно изготавливаются из керамических материалов, таких как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытые стеклом, что делает их легко повреждаемыми. Их главное преимущество перед типами мгновенного действия — это скорость реакции на любые изменения температуры, точность и повторяемость.
Большинство типов термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления или (NTC) , то есть их значение сопротивления УМЕНЬШАЕТСЯ с повышением температуры, и, конечно, есть некоторые, которые имеют положительный температурный коэффициент , ( PTC) , в том смысле, что их сопротивление возрастает с повышением температуры.
Термисторыизготовлены из полупроводникового материала керамического типа с использованием технологии оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, никель и т.д. температура.
Термисторыимеют номинальное значение сопротивления при комнатной температуре (обычно при 25 o ° C), их постоянную времени (время реакции на изменение температуры) и номинальную мощность по отношению к току, протекающему через них.Как и резисторы, термисторы доступны со значениями сопротивления при комнатной температуре от 10 МОм до нескольких Ом, но для целей измерения обычно используются эти типы со значениями в килоомах.
Термисторы— это пассивные резистивные устройства, что означает, что нам нужно пропустить через них ток, чтобы получить измеримое выходное напряжение. Затем термисторы обычно подключаются последовательно с подходящим резистором смещения, чтобы сформировать сеть делителя потенциала, и выбор резистора дает выходное напряжение в некоторой заранее определенной точке или значении температуры, например:
Датчики температуры Пример №1
Следующий термистор имеет значение сопротивления 10 кОм при 25 o ° C и значение сопротивления 100 Ом при 100 ° ° C.Рассчитайте падение напряжения на термисторе и, следовательно, его выходное напряжение (Vout) для обеих температур при последовательном подключении с резистором 1 кОм к источнику питания 12 В.
при 25 o C
при 902
o CПутем изменения постоянного сопротивления резистора R2 (в нашем примере 1 кОм) на потенциометр или предустановку, выходное напряжение может быть получено при заранее определенной заданной температуре, например, выходное напряжение 5 В при 60 903 10 o 90 311 ° C и изменением потенциометра a конкретный уровень выходного напряжения может быть получен в более широком диапазоне температур.
Следует отметить, однако, что термисторы являются нелинейными устройствами, и их стандартные значения сопротивления при комнатной температуре различаются между разными термисторами, что в основном связано с полупроводниковыми материалами, из которых они изготовлены. Термистор имеет экспоненциальное изменение с температурой и, следовательно, имеет бета-температурную постоянную (β), которую можно использовать для расчета его сопротивления для любой заданной температурной точки.
Однако при использовании с последовательным резистором, например, в сети делителя напряжения или в схеме типа моста Уитстона, ток, получаемый в ответ на напряжение, приложенное к сети делителя / моста, линейно зависит от температуры.Затем выходное напряжение на резисторе становится линейным с температурой.
резистивные датчики температуры (RTD).
Другой тип электрического резистивного датчика температуры — это резистивный датчик температуры или RTD . RTD — это прецизионные датчики температуры, изготовленные из проводящих металлов высокой чистоты, таких как платина, медь или никель, намотанных в катушку, электрическое сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры, подобно сопротивлению термистора.Также доступны тонкопленочные RTD. В этих устройствах тонкая пленка платиновой пасты нанесена на белую керамическую подложку.
А резистивный RTD
Резистивные датчики температуры имеют положительный температурный коэффициент (PTC), но, в отличие от термистора, их выход чрезвычайно линейен, что позволяет очень точно измерять температуру.
Однако они имеют очень низкую тепловую чувствительность, то есть изменение температуры приводит только к очень небольшому изменению выходной мощности, например, 1Ω / o C.
Наиболее распространенные типы RTD изготавливаются из платины и называются платиновым термометром сопротивления или PRT , причем наиболее распространенным из них является датчик Pt100, который имеет стандартное значение сопротивления 100 Ом при 0 o C. Обратной стороной является то, что Platinum стоит дорого, и одним из основных недостатков этого типа устройств является его стоимость.
Подобно термистору, RTD являются пассивными резистивными устройствами, и, пропуская постоянный ток через датчик температуры, можно получить выходное напряжение, которое линейно увеличивается с температурой.Типичный RTD имеет базовое сопротивление около 100 Ом при 0 o ° C, увеличиваясь примерно до 140 Ом при 100 ° ° C с диапазоном рабочих температур от -200 до +600 ° ° C
Поскольку RTD является резистивным устройством, нам нужно пропустить через них ток и контролировать результирующее напряжение. Однако любое изменение сопротивления из-за собственного нагрева резистивных проводов при протекании через них тока I 2 R (закон Ома) вызывает ошибку в показаниях. Чтобы избежать этого, RTD обычно подключается к сети моста Уитстона, которая имеет дополнительные соединительные провода для компенсации выводов и / или подключения к источнику постоянного тока.
Термопара
Термопара на сегодняшний день является наиболее часто используемым типом датчиков температуры всех типов. Термопары популярны благодаря своей простоте, простоте использования и скорости реакции на изменения температуры, в основном из-за их небольшого размера. Термопары также имеют самый широкий температурный диапазон среди всех датчиков температуры от -200 o C до более 2000 o C.
Термопары — это термоэлектрические датчики, которые в основном состоят из двух соединений разнородных металлов, таких как медь и константан, которые сварены или обжаты вместе.Один спай поддерживается при постоянной температуре, называемой эталонным (холодным) спаем, а другой — измерительным (горячим) спаем. Когда два перехода находятся при разных температурах, на переходе возникает напряжение, которое используется для измерения датчика температуры, как показано ниже.
Конструкция термопары
Принцип работы термопары очень прост и прост. При соединении вместе соединение двух разнородных металлов, таких как медь и константан, создает «термоэлектрический» эффект, который дает постоянную разность потенциалов всего в несколько милливольт (мВ) между ними.Разность напряжений между двумя переходами называется «эффектом Зеебека», поскольку вдоль проводящих проводов создается градиент температуры, создающий ЭДС. Тогда выходное напряжение термопары зависит от изменений температуры.
Если оба перехода имеют одинаковую температуру, разность потенциалов на двух переходах равна нулю, другими словами, выходное напряжение отсутствует, так как V 1 = V 2 . Однако, когда переходы соединены в цепи и оба имеют разные температуры, выходное напряжение будет определяться по разнице температур между двумя переходами, V 1 — V 2 .Эта разница в напряжении будет увеличиваться с повышением температуры до тех пор, пока не будет достигнут уровень пикового напряжения на переходах, что определяется характеристиками двух используемых разнородных металлов.
Термопарымогут быть изготовлены из множества различных материалов, что позволяет измерять экстремальные температуры от -200 o C до более +2000 o C. Благодаря такому большому выбору материалов и температурного диапазона были разработаны международно признанные стандарты с цветовыми кодами термопар, которые позволяют пользователю выбрать правильный датчик термопары для конкретного применения.Британский цветовой код для стандартных термопар приведен ниже.
Цветовые коды термопар
Три наиболее распространенных материала термопар, используемых выше для общего измерения температуры: железо-константан (тип J), медь-константан (тип T) и никель-хром (тип K). Выходное напряжение термопары очень мало, всего несколько милливольт (мВ) для изменения разности температур 10 – ° C, и из-за этого небольшого выходного напряжения обычно требуется некоторая форма усиления.
Усилитель термопары
Тип усилителя, дискретный или в форме операционного усилителя, должен быть тщательно выбран, потому что требуется хорошая стабильность дрейфа для предотвращения повторной калибровки термопары через частые промежутки времени. Это делает усилитель с прерывателем и измерительной аппаратурой предпочтительным для большинства приложений измерения температуры.
Другие датчики температуры Типы , не упомянутые здесь, включают датчики полупроводникового перехода, датчики инфракрасного и теплового излучения, медицинские термометры, индикаторы и чернила или красители, меняющие цвет.
В этом руководстве о типах датчиков температуры мы рассмотрели несколько примеров датчиков, которые можно использовать для измерения изменений температуры. В следующем уроке мы рассмотрим датчики, которые используются для измерения количества света, такие как фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлектрические элементы и светозависимый резистор.
Датчики температуры
|
Обзор датчиков температуры — NI
Используйте следующие характеристики, чтобы определить возможности и производительность вашего датчика температуры. Они применимы ко всем типам датчиков температуры, но с некоторыми оговорками и угловыми случаями. Выбирая датчик, осознайте влияние каждой характеристики на ваши измерения и обязательно выберите датчик, который точно соответствует требованиям вашего проекта.
Диапазон температур
Температурный диапазон датчика определяет температуры, при которых датчик рассчитан на безопасную работу и обеспечивает точные измерения.Каждый тип термопары имеет определенный температурный диапазон, основанный на свойствах металлов, используемых при создании этой термопары. ТС предлагают меньший температурный диапазон в обмен на лучшую линейность и точность, а термисторы обеспечивают самые низкие диапазоны температур, но превосходную чувствительность. Понимание всего диапазона температур, в которых вы можете подвергнуть датчик, может помочь предотвратить повреждение датчика и обеспечить более точные измерения.
Линейность
Идеальный датчик должен иметь идеально линейный отклик: изменение температуры на единицу приведет к изменению выходного напряжения во всем диапазоне температур датчика.В действительности, однако, ни один датчик не является идеально линейным. Рисунок 1 дает представление о зависимости температуры от напряжения трех датчиков, исследуемых в этом техническом документе.
Рисунок 1: Отклик датчиков температуры и выходного сигнала
Чувствительность
Чувствительность данного датчика показывает процентное изменение измеряемого выходного сигнала при заданном изменении температуры. Более чувствительный датчик, такой как термистор, может легче обнаруживать небольшие изменения температуры, чем менее чувствительный датчик, такой как термопара.Однако эта чувствительность достигается за счет линейности. Это может быть важным фактором при выборе идеального датчика для измеряемых температур. Если вы намереваетесь фиксировать изменения долей градуса в небольшом диапазоне температур, более идеальным вариантом будет термистор или RTD. Для регистрации более значительных изменений температуры в более широком диапазоне температур может быть достаточно термопары. Рисунок 2 дает относительное представление о напряжении.
Рисунок 2: Чувствительность различных типов датчиков температуры.
Время отклика
Время отклика — это время, необходимое датчику для реакции на изменение температуры. Многие факторы могут вызвать увеличение или уменьшение времени отклика. Например, более крупный RTD или термистор имеет более медленное время отклика, чем меньший. В обмен на этот недостаток и более низкое тепловое шунтирование, более крупный резистивный датчик температуры или термистор менее подвержен ошибкам самонагрева. Точно так же незаземленные переходы термопар обеспечивают более медленное время отклика в обмен на электрическую изоляцию.На рисунке 3 показана относительная разница во времени отклика для незаземленных и заземленных термопар.
Рисунок 3: Время отклика заземленных и незаземленных термопар
Стабильность
Стабильность датчика температуры является показателем его способности поддерживать постоянный выходной сигнал при заданной температуре. Материал играет ключевую роль в стабильности данного датчика. По этой причине RTD часто изготавливают из платины, а также для обеспечения низкой реактивности.Однако подложка, к которой прикреплена платина, может деформироваться при длительном воздействии высоких температур, что может вызвать дополнительную и неожиданную деформацию, которая приведет к изменению измеренного сопротивления.
Точность
Как и в любом другом измерительном приложении, понимание требований к точности имеет решающее значение для обеспечения надежных результатов. Выбор вашего датчика и измерительного оборудования играет важную роль в абсолютной точности измерения, но более мелкие детали, такие как кабели, относительная близость к другому оборудованию, экранирование, заземление и т. Д., Также могут влиять на точность.При выборе датчика обратите внимание на указанные допуски и любые факторы, которые могут повлиять на эти характеристики (например, длительное воздействие высоких температур). Также будьте осторожны, выбирая датчик и измерительное устройство с аналогичной точностью. ТС с жестким допуском обходится дороже, но вы не сможете добиться дополнительной точности, если используете низкокачественное измерительное устройство.
Прочность
Чтобы ваши датчики температуры оставались работоспособными на протяжении всего срока действия вашего приложения, вам необходимо понимать среду, в которой вы их развертываете.Некоторые датчики (например, термопары) по своей природе более долговечны из-за своей конструкции. Однако металлы, выбранные для конкретной термопары, обладают разной устойчивостью к коррозии. Кроме того, датчик, заключенный в изолирующий минерал и защитную металлическую оболочку, более устойчив к износу и коррозии с течением времени, но он стоит дороже и обеспечивает меньшую чувствительность. Следует также отметить, что различные конфигурации датчиков могут иметь особые требования к монтажу для обеспечения надежного физического и теплового соединения.
Стоимость
Как и в случае с любым другим аспектом проекта, стоимость может быть ключевым ограничивающим фактором. Например, в приложениях с большим количеством каналов преимущества линейности RTD могут быть перевешены относительным увеличением стоимости по сравнению с термопарами. Вы также должны учитывать добавленную стоимость проводки, монтажа и кондиционирования сигнала при рассмотрении общей стоимости системы.
Требования к условию сигнала
Для каждого типа датчика температуры требуется определенный уровень обработки сигнала для адекватного сбора и оцифровки измеренного сигнала для обработки.Выбранное вами измерительное оборудование может быть столь же важным для обеспечения точных измерений, как и датчик, и может смягчить или усугубить недостатки каждого типа датчика. Эти функции преобразования сигнала включают следующее:
- Усиление
- Компенсация холодного спая (только термопары)
- Фильтрация
- Возбуждение (только RTD и термисторы)
- Корректировка ошибки смещения
- Масштабирование до единиц температуры
- Коррекция сопротивления свинца
- Изоляция между каналами
- Обнаружение обрыва термопары (только термопары)
Как проверить и заменить датчик охлаждающей жидкости двигателя
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) — это относительно простой датчик, который контролирует внутреннюю температуру двигателя.Охлаждающая жидкость внутри блока цилиндров и головок (головок) цилиндров поглощает тепло от цилиндров при работающем двигателе. Датчик охлаждающей жидкости определяет изменение температуры и сигнализирует модулю управления трансмиссией (PCM), чтобы он мог определить, является ли двигатель холодным, прогретым, при нормальной рабочей температуре или перегревом.
Датчик охлаждающей жидкости чрезвычайно важен, потому что вход датчика в PCM влияет на стратегию работы всей системы управления двигателем. Вот почему датчик охлаждающей жидкости часто называют «главным» датчиком.
Многие функции подачи топлива, зажигания, выбросов и трансмиссии, выполняемые PCM, зависят от рабочей температуры двигателя. Когда двигатель холодный, используется другая стратегия работы, чем когда он теплый. Это сделано для улучшения управляемости на холоде, качества холостого хода и выбросов. Следовательно, если датчик охлаждающей жидкости выходит из строя или выдает ложные показания PCM, это может нарушить многие вещи.
КАК ДАТЧИК ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ
Входные данные датчика охлаждающей жидкости могут использоваться PCM для любой или всех следующих функций управления:
* Запуск обогащения топлива на двигателях с впрыском топлива.Когда PCM получает холодный сигнал от датчика охлаждающей жидкости, он увеличивает длительность импульса форсунки (по времени), чтобы создать более богатую топливную смесь. Это улучшает качество холостого хода и предотвращает колебания во время прогрева холодного двигателя. Когда двигатель приближается к нормальной рабочей температуре, PCM выпускает топливную смесь, чтобы уменьшить выбросы и расход топлива. Неисправный датчик охлаждающей жидкости, который всегда показывает холодное состояние, может привести к тому, что система управления подачей топлива станет богатой, загрязнит и потратит топливо. Датчик охлаждающей жидкости, который всегда показывает высокую температуру, может вызвать проблемы с управляемостью на холоде, такие как остановка двигателя, колебания и резкий холостой ход.
* Опережение и замедление зажигания. Опережение искры часто ограничивается в целях снижения выбросов до тех пор, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры. Это также влияет на производительность двигателя и экономию топлива.
* Рециркуляция выхлопных газов (EGR) во время прогрева. PCM не позволит открыть клапан рециркуляции ОГ, пока двигатель не прогреется, чтобы улучшить управляемость. Если EGR разрешена при еще холодном двигателе, это может вызвать резкую работу на холостом ходу, остановку и / или колебания.
* Продувка адсорбера для контроля за выбросами паров топлива.Пары топлива, хранящиеся в угольном баллоне, не удаляются, пока двигатель не прогреется, чтобы предотвратить проблемы с управляемостью.
* Управление воздушно-топливной смесью с обратной связью по разомкнутому / замкнутому контуру. PCM может игнорировать сигнал обратной связи кислородного датчика об обогащении / обедненной смеси до тех пор, пока охлаждающая жидкость не достигнет определенной температуры. Пока двигатель холодный, PCM будет оставаться в «разомкнутом контуре» и поддерживать богатую топливную смесь для улучшения качества холостого хода и управляемости на холоде. Если PCM не может перейти в «замкнутый цикл» после прогрева двигателя, топливная смесь будет слишком богатой, что приведет к загрязнению двигателя и выбросу газа.Это также может привести к засорению свечей зажигания.
* Холостой ход во время прогрева. PCM обычно увеличивает скорость холостого хода при первом запуске холодного двигателя, чтобы предотвратить остановку и улучшить качество холостого хода.
* Блокировка муфты гидротрансформатора трансмиссии во время прогрева. PCM может не заблокировать гидротрансформатор, пока двигатель не прогреется, чтобы улучшить управляемость на холоде.
* Работа электровентилятора охлаждения. PCM будет включать и выключать вентилятор охлаждения, чтобы регулировать охлаждение двигателя, используя данные датчика охлаждающей жидкости.Эта работа чрезвычайно важна для предотвращения перегрева двигателя. Примечание. На некоторых автомобилях отдельный датчик охлаждающей жидкости или переключатель вентилятора могут использоваться только для контура охлаждающего вентилятора.
ТИПЫ ДАТЧИКОВ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Большинство датчиков охлаждающей жидкости представляют собой «термисторы», сопротивление которых изменяется при изменении температуры охлаждающей жидкости. Большинство из них относятся к типу «NTC» (отрицательный температурный коэффициент), где сопротивление падает при повышении температуры. У этого типа датчика сопротивление велико при холодном двигателе.По мере прогрева двигателя внутреннее сопротивление датчика падает до минимального значения при нормальной рабочей температуре двигателя.
Типичный датчик охлаждающей жидкости GM, например, может иметь сопротивление около 10 000 Ом при 32 градусах по Фаренгейту и опускаться ниже 200 Ом, когда двигатель горячий (200 градусов). Для сравнения, датчик охлаждающей жидкости Ford может показывать 95000 Ом при 32 градусах и упасть до 2300 Ом при 200 градусах.
Характеристики сопротивления зависят от приложения, поэтому любой датчик, показания которого не находятся в пределах указанного диапазона, следует заменить.
Датчики охлаждающей жидкости имеют два провода (входной и обратный). Сигнал опорного напряжения 5 В отправляется от PCM к датчику. Величина сопротивления в датчике снижает сигнал напряжения, который затем возвращается в PCM. Затем PCM вычисляет температуру охлаждающей жидкости на основе значения напряжения обратного сигнала. Этот номер может отображаться на диагностическом приборе, а также может использоваться комбинацией приборов или информационным центром водителя для отображения показаний температуры охлаждающей жидкости.
В некоторых приложениях может использоваться датчик температуры охлаждающей жидкости с двойным диапазоном. Когда охлаждающая жидкость достигает определенной температуры, PCM изменяет опорное напряжение на датчик, чтобы он мог считывать температуру охлаждающей жидкости с более высокой точностью (более высокое разрешение).
На некоторых старых автомобилях может использоваться датчик охлаждающей жидкости другого типа. Некоторые из них, по сути, представляют собой двухпозиционный переключатель, который открывается или закрывается при заданной температуре. Датчик может быть подключен непосредственно к реле для включения и выключения электрического вентилятора системы охлаждения, или он может посылать сигнал на контрольную лампу на панели приборов.Эти старые датчики охлаждающей жидкости обычно представляют собой однопроводные датчики. В других более старых приложениях однопроводной датчик температуры с переменным резистором, который заземляется через резьбу, может использоваться для отправки температурного сигнала на датчик на приборной панели. Их обычно называют датчиками температуры, а не датчиками.
РАСПОЛОЖЕНИЕ ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Датчик охлаждающей жидкости обычно расположен рядом с корпусом термостата во впускном коллекторе. На некоторых автомобилях датчик охлаждающей жидкости может быть расположен в головке блока цилиндров, или может быть два датчика охлаждающей жидкости (по одному для каждого ряда цилиндров в двигателе V6 или V8) или один для PCM и второй для охлаждающего вентилятора.
Датчик расположен так, чтобы наконечник находился в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью. Это важно для получения надежного сигнала. Если уровень охлаждающей жидкости низкий, это может помешать датчику охлаждающей жидкости считывать точные данные.
СИМПТОМЫ ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Из-за того, что датчик охлаждающей жидкости играет центральную роль в запуске многих функций двигателя, неисправный датчик (или цепь датчика) часто вызывает проблемы с управляемостью на холоде и выбросами. Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может привести к заметному увеличению расхода топлива и может привести к тому, что автомобиль не пройдет тест на выбросы, если он не позволит системе управления двигателем перейти в замкнутый контур.
Имейте в виду, что многие проблемы с датчиком охлаждающей жидкости чаще возникают из-за неисправности проводки и ослабленных или корродированных разъемов, чем из-за неисправности самого датчика.
Влияние датчика охлаждающей жидкости на систему управления двигателем, управляемость на холоде, выбросы и экономию топлива также может зависеть от термостата. Если термостат застрял в открытом положении, двигатель будет медленно прогреваться, а датчик охлаждающей жидкости покажет низкий уровень. Или, если кто-то установил не тот термостат для применения или снял термостат полностью, это помешает двигателю достичь нормальной рабочей температуры и приведет к низкому показанию датчика охлаждающей жидкости.
Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может вызвать перегрев двигателя, если он не активирует реле охлаждающего вентилятора при нагревании двигателя.
Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может привести к неточным показаниям датчика температуры охлаждающей жидкости на панели приборов.
КОДЫ ДИАГНОСТИКИ ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
На автомобилях 1996 года и новее с бортовой диагностической системой OBD II неисправный датчик охлаждающей жидкости может препятствовать работе некоторых системных мониторов. Это помешает автомобилю пройти тест на выбросы OBD II, потому что тест не может быть проведен, если все необходимые системные мониторы не пройдут и не пройдут.
Система OBD II должна выявить неисправность, включить контрольную лампу двигателя или контрольную лампу неисправности (MIL) и установить один из следующих диагностических кодов неисправностей:
P0115 …. Цепь температуры охлаждающей жидкости двигателя
P0116. … Диапазон / рабочие характеристики цепи температуры охлаждающей жидкости двигателя
P0117 …. Низкий входной сигнал цепи температуры охлаждающей жидкости двигателя
P0118 …. Высокий входной сигнал цепи температуры охлаждающей жидкости двигателя
P0119 …. Прерывистый сигнал цепи температуры охлаждающей жидкости двигателя
Вкл. В старых автомобилях до OBD II индикатор Check Engine может загореться, если датчик охлаждающей жидкости закорочен, разомкнут или выходит за пределы допустимого диапазона.Коды датчика охлаждающей жидкости GM включают коды 14 и 15, коды Ford — 21, 51 и 81, а коды Chrysler — 17 и 22.
ДИАГНОСТИКА ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Визуальный осмотр датчика охлаждающей жидкости иногда позволяет выявить такую проблему, как сильная коррозия. вокруг клеммы, трещина в датчике или утечка охлаждающей жидкости вокруг датчика. Но в большинстве случаев единственный способ узнать, исправен ли датчик охлаждающей жидкости, — это измерить его сопротивление и показания напряжения.
В системах автомобиля, которые обеспечивают прямой доступ к данным датчика с помощью диагностического прибора, выходной сигнал датчика охлаждающей жидкости обычно может отображаться в градусах Цельсия (C) или Фаренгейта (F).Датчик охлаждающей жидкости должен показывать низкое значение (или температуру окружающей среды), когда двигатель холодный, и высокое (около 200 градусов), когда двигатель горячий. Никакие изменения в показаниях или показаниях, которые явно не соответствуют температуре двигателя, будут указывать на неисправный датчик или проблему с проводкой.
Внутреннее сопротивление датчика охлаждающей жидкости также можно проверить с помощью омметра или DVOM (цифрового вольт-омметра) и сравнить со спецификациями. Если датчик разомкнут, закорочен или показывает вне допустимого диапазона, его необходимо заменить.
Если сопротивление датчика охлаждающей жидкости находится в пределах технических характеристик и изменяется при изменении температуры двигателя, но двигатель не переходит в замкнутый контур, неисправность связана с проводкой или блоком PCM. Перед заменой каких-либо деталей потребуется дальнейшая диагностика, чтобы выявить проблему.
Здесь есть одна хитрость — использовать инструмент имитатора датчика для передачи имитированного значения температуры через жгут проводов датчика в PCM. Если целостность проводки в порядке, но PCM не может перейти в замкнутый контур, когда вы посылаете ему сигнал «горячей охлаждающей жидкости», проблема в PCM.
ПРОВЕРКА НАПРЯЖЕНИЯ ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Вы также можете использовать вольтметр или цифровой запоминающий осциллограф (DSO) для проверки выходного сигнала датчика. Технические характеристики различаются, но обычно датчик холодной охлаждающей жидкости показывает около 3 вольт. По мере того, как двигатель нагревается и достигает рабочей температуры, падение напряжения должно постепенно уменьшаться примерно до 1,2–0,5 вольт. Если вы используете осциллограф для отображения сигнала напряжения, вы должны получить кривую, которая постепенно наклоняется от 3 вольт до 1,2 до 0.5 вольт за 3-5 минут (или сколько времени обычно требуется двигателю для достижения нормальной рабочей температуры).
Если падение напряжения на датчике охлаждающей жидкости составляет 5 вольт или около него, это означает, что датчик разомкнут или потерял соединение с массой. Если напряжение близко к нулю, датчик закорочен или потерял опорное напряжение.
При работе с продуктами Chrysler 1985 года и новее следите за внезапным повышением напряжения при прогреве двигателя. Это нормально и создается резистором на 1000 Ом, который подключается к цепи датчика охлаждающей жидкости, когда напряжение датчика падает примерно до 1.25 вольт. Это вызывает скачок напряжения обратно примерно до 3,7 вольт, где оно снова продолжает падать, пока не достигнет полностью нагретого значения примерно 2,0 вольт.
Иногда датчик охлаждающей жидкости внезапно открывается или замыкается при достижении определенной температуры. Если ваш вольтметр имеет функцию «минимум / максимум», вы можете уловить внезапные колебания напряжения во время прогрева датчика. Если вы просматриваете диаграмму напряжения на осциллографе, короткое замыкание будет выглядеть как внезапное падение или провал кривой до нуля вольт.Разрыв приведет к скачку кривой до линии напряжения VRef (5 вольт).
Если датчик охлаждающей жидкости показывает нормально в холодном состоянии (высокое сопротивление и 3 или более вольт), но никогда не достигает нормальной температуры, это может говорить правду! Открытый термостат или неправильный термостат могут препятствовать достижению охлаждающей жидкостью нормальной рабочей температуры.
ЗАМЕНА ДАТЧИКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
Большинство датчиков охлаждающей жидкости не подлежат замене, если они не вышли из строя. Датчик охлаждающей жидкости, закороченный, разомкнутый или выходящий за пределы допустимого диапазона, очевидно, не может обеспечить надежный сигнал температуры и должен быть заменен для правильной работы системы управления двигателем.Но многие специалисты также рекомендуют установить новый датчик охлаждающей жидкости, если вы заменяете или ремонтируете двигатель. Почему? Потому что датчики охлаждающей жидкости могут изнашиваться с возрастом и могут не показывать такие точные показания, как когда они были новыми. Установка нового датчика может устранить множество потенциальных проблем в будущем.
Также рекомендуется заменить датчик охлаждающей жидкости и термостат, если двигатель сильно перегрелся. Аномально высокие температуры двигателя могут повредить эти компоненты и привести к их неправильной работе или преждевременному выходу из строя.
Для замены датчика охлаждающей жидкости требуется слить часть охлаждающей жидкости из системы охлаждения. Необязательно сливать весь радиатор. Просто откройте сливной клапан и слейте достаточно охлаждающей жидкости, чтобы уровень охлаждающей жидкости в двигателе был ниже датчика.
Это подходящее время для проверки состояния охлаждающей жидкости и ее замены, если возраст охлаждающей жидкости превышает три года (обычная охлаждающая жидкость) или пять лет (охлаждающая жидкость с длительным сроком службы). Замена охлаждающей жидкости и промывка также будут хорошей идеей, если в охлаждающей жидкости есть какие-либо признаки загрязнения.
Резьба датчика охлаждающей жидкости может быть предварительно покрыта герметиком для предотвращения утечки охлаждающей жидкости. Тщательно затяните датчик, чтобы не повредить его.
После установки нового датчика вы можете пополнить систему охлаждения. Убедитесь, что из системы охлаждения не выходит весь воздух. Воздух, попавший под термостат, может привести к перегреву двигателя или неправильному считыванию показаний датчика охлаждающей жидкости.
Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.
Щелкните здесь, чтобы узнать больше о руководстве по датчику
Краткое справочное руководство по базовой эксплуатации и тестированию датчика.
Статьи по теме:
Причины перегрева двигателяПроблемы реле электрического вентилятора охлаждения
Анализ датчиков двигателя
Общие сведения о системах управления двигателем
Все о бортовой диагностике II (OBD II)
Нажмите здесь, чтобы увидеть больше Carley Автомобильные технические статьи