Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.

Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;
• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.

Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры. Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла. Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом). В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;
• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;
• Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Датчик температуры окружающей среды автомобиля

Почти во всех современных автомобилях, кроме датчика, показывающего температуру двигателя, есть другой прибор, показывающий температуру снаружи авто. Датчик температуры окружающей среды в машине, входит в систему климат-контроля, а также бортового компьютера. Поступающую информацию можно увидеть на приборной панели.

Для чего нужен датчик измерения температуры окружающей среды

Применение датчика может показаться бессмысленным, так как всегда можно посмотреть погоду с помощью любого гаджета. Это верно, однако, погода имеет свойство меняться, и в обед она будет далеко не такая, как с утра. Особенно полезными показания датчика будут для тех, кто совершает длительные поездки. Это водители такси, междугородних автобусов, дальнобойщики.

Также, основываясь на показаниях датчика температуры наружного воздуха, можно устанавливать необходимую температуру в салоне. Например, если на улице 5 °C, то в салоне можно настроить около 20 °C. Такой подход также поможет сэкономить топливо.

В некоторых моделях, измеритель внешней температуры отвечает и за работу печки. Если датчик не исправен и показывает минусовую температуру, то при включении обдува автоматически включается печка, чтобы прогреть охлаждающийся салон.

Принцип работы датчика

Все датчики измерения температуры имеют одинаковый принцип работы. За основу взят эффект изменения величины сопротивления полупроводникового элемента от температуры: при увеличении температуры, показатели сопротивления уменьшаются. Для наглядного примера можно взять показания счетчика с отечественного ВАЗа:

Все значения специально приводятся с погрешностями, для большей точности измерительного прибора и достоверности его показаний.

Где находится датчик температуры окружающей среды

Как правило, датчик температуры окружающей автомобиля среды, устанавливается за передней решеткой радиатора, либо под бампером (тоже спереди). Данные меры приняты, чтобы минимизировать тепло, поступающее от кондиционера или двигателя, и спрятать измеритель от воздействия теплых солнечных лучей.

Чтобы устройство не нагревалось от теплого асфальта, его прикрепляют на высоте около 30 см над поверхностью. Данное расположение позволяет легко разместить датчик, используя минимум дополнительной проводки. Однако, точное расположение внешнего агрегата зачастую зависит от марки автомобиля.

Примеры зависимости от марки машины:

1. Во всех автомобилях фирмы Volkswagen измеритель установлен в задней части переднего бампера. Также, расположение зависит и от модели машины.
2. В автомобилях Toyota Prius и Toyota Aqua, датчик находится на нижнем конце передней панели бампера, в тридцати сантиметрах от земли, в то время как в модели Toyota Sienta его можно найти на том же месте, только с небольшим сдвигом в правую сторону.
3. В хорошо знакомой для всех линейке российских автомобилей ВАЗ, датчик температуры воздуха крепится почти у самой земли на кронштейн за бампером.
4. Немецкие производители BMW помещают устройство возле переднего правого колеса, в подкрылке бампера.

Такое расположение необходимо для достоверных показателей. Помимо этого, на устройство не должен попадать поток встречного воздуха и не должна попадать влага.

Для защиты от вышеперечисленного прибор вставляется в специализированный «кожух»:

Как определить неисправность устройства

Определить, что счетчик сломан, можно по явному несоответствию данных на дисплее с температурой на улице. Наиболее точные показания всегда будут с утра, когда автомобиль еще не прогрелся.

Процедура проверки проста:

1. Сперва необходимо сверить показания термометра за окном, с показанием счетчика в непрогретой машине. Они должны быть примерно одинаковыми.
2. Следующим шагом нужно завести, прогреть автомобиль и совершить небольшую поездку в пару километров.
3. Если на протяжении поездки показания будут изменяться, то скорее всего, в датчик попала влага из-за неправильного расположения прибора.
4. В данном случае, после остановки его нужно будет демонтировать из крепления в автомобиле, вынуть из кожуха и протереть сухой тряпочкой.
5. Чистый аппарат можно вставить на прежнее место и подключить.

Если после процедуры, показания все-равно будут далеки от достоверных, то легче будет купить новый. Главное при выборе — подбирать прибор, опираясь на марку и модель автомобиля.

Видео по теме

Источник http://www.autoopt.ru/articles/products/24347795/
Источник Источник Источник Источник Источник Источник http://osensorax.ru/klimat/datchik-temperatury-okruzhayushhej-sredy-avtomobilya