Avto505.ru

Авто 505
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство датчика температуры воздуха

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Общие сведения

Не секрет, что от температуры атмосферного воздуха зависит его плотность, а, следовательно — массовое содержание составляющих компонентов (газов) в единице объема. Поскольку воздух, а точнее – содержащийся в нем кислород, необходим для сжигания топлива в цилиндрах двигателя, очень важно знать, какое количество кислорода попало через впускной тракт двигателя в цилиндр. От этого зависит решение электронного блока управления работой двигателя (ЭБУ или попросту – «мозга»), сколько топлива впрыснуть в цилиндр, чтобы оно смогло полностью сгореть, позволив преобразовать теплоту в полезную работу и не выбрасывая в атмосферу вредные продукты неполного окисления.

Известно, что любое (даже самое возгораемое и взрывчатое) вещество не может гореть без кислорода, поскольку сам процесс горения, по сути, является процессом окисления, т. е. соединения элементов или компонентов вещества с кислородом. Но как компьютер (ЭБУ) узнает, сколько кислорода поступило в цилиндры двигателя?

Функция оповещения электронного блока управления о количестве воздуха, поступившего в цилиндры двигателя, возлагается на датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) с учетом информации от датчика температуры всасываемого воздуха (ДТВВ). Поскольку в воздухе содержится примерно 21% кислорода, а зависимость плотности воздуха от температуры является легко определяемой функциональной зависимостью, компьютеру несложно посчитать, какое количество кислорода (в массовых единицах) смогло попасть в цилиндр в процессе такта впуска.
Далее уже проще – зная количество кислорода в цилиндре, ЭБУ определяет оптимальное для данного режима работы двигателя количество топлива, способное обеспечить требуемые динамические и прочие показатели работы двигателя. Блок управления подает команду форсунке на впрыск требуемой порции бензина или дизтоплива, изменяя продолжительность открытого состояния клапана форсунки.

Холодный воздух плотнее теплого или горячего, в единице его объема содержится больше кислорода, следовательно, для поддержания требуемого состава топливовоздушной смеси при низких температурах требуется больше топлива. Поэтому зная температуру воздуха во впускном коллекторе можно получить более точные сведения о количестве кислорода, поступившего в цилиндры, чем опираясь лишь на информацию от расходомера (ДМРВ).

Ранние версии АСУД (электронных систем управления двигателем) содержали расходомеры и датчики массового расхода воздуха, которые (в зависимости от конструкции) могли оповещать ЭБУ лишь косвенно о количестве кислорода, поступившего в цилиндры.
Сначала использовались напорные расходомеры, которые определяли количество проходящего мимо них воздуха по отклонению пластины — «флюгера», связанного с переменным резистором механического типа.
Позже датчики флюгерной конструкции уступили место терморезисторным датчикам, также не позволяющим объективно оценить, сколько кислорода попало в цилиндр при впуске. Терморезисторные датчики определяли количество проходящего сквозь них воздуха по степени остывания нагретой электрическим током специальной нити, обдуваемой потоком воздуха в коллекторе.
Сигналом для ЭБУ служило напряжение, снимаемое с нити, а оно, в свою очередь, зависело от температуры этой нити. Чем сильнее воздушная струя охлаждает нить, тем меньше электрическое сопротивление нити, и выше напряжение выходного сигнала. Терморезисторные расходомеры могли «вводить в заблуждение» ЭБУ в холодное и теплое время года, поскольку холодный воздух зимней атмосферы охлаждал чувствительный элемент (нить) эффективнее летнего воздуха, и компьютер принимал это за бόльшее количество воздуха, поступившего в цилиндры.
Принцип работы терморезисторных датчиков используется и в современных ДМРВ, однако в дополнение к ним придаются датчики, определяющие температуру воздушной струи во впускном коллекторе, и передающие эту информацию в электронный блок управления. Блок анализирует сигналы двух датчиков и делает необходимые выводы о количестве воздуха в цилиндрах.

Датчик температуры всасываемого воздуха (сокращенно ДТВВ, англ. Intake Air Temperature или сокращенно — IAT) позволяет объективнее определить массовое количество кислорода, поступившего в цилиндры двигателя, поскольку благодаря ему ЭБУ способен корректировать информацию от датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) с учетом температуры воздуха, поступившего во впускной коллектор. Оба датчика — ДМРВ и ДТВВ работают в паре, иногда они составляют конструкцию единого (комбинированного) датчика в одном корпусе.
Неисправность датчика температуры воздуха (так же, как и датчика массового расхода воздуха) может напрямую повлиять на динамические, экономические и экологические характеристики двигателя, особенно в холодное время года.
Ошибка датчика температуры воздуха во впускном коллекторе грозит перерасходом горючего или нестабильной работой двигателя.

Рис. 1. Датчики температуры воздуха во впускном коллекторе

Располагается ДТВВ во впускном коллекторе, обычно на корпусе воздушного фильтра или непосредственно за ним. Он может быть выполнен отдельно или составлять общую конструкцию с датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ). Некоторые двигатели могут даже два датчика температуры воздуха (если имеется впускной сплит у коллектора или отдельные всасывающие коллекторы на шести- или восьмицилиндровых V-образных двигателях).

Читать еще:  Где находится стартер на шевроле круз

Принцип работы ДТВВ

Температурные датчики в большинстве являются термисторами с высокой чувствительностью электрического сопротивления к температуре. При этом чаще они имеют отрицательный температурный коэффициент — электрическое сопротивление растет при охлаждении термистора, и падает при его нагреве.
Некоторые типы датчиков температуры всасываемого воздуха работают по обратному принципу — с нагревом их электрическое сопротивление уменьшается.

При включении зажигания на датчик подается напряжение (обычно 5 В), электронный блок управления получает обратный сигнал и анализирует его. Величина сигнального напряжения изменяется пропорционально изменению температуры воздуха в коллекторе.

Неисправности датчика температуры всасываемого воздуха

Датчик температуры может быть поврежден из-за чрезмерного давления во впускном коллекторе. Минеральные твердые частицы и нефтяное загрязнение могут стать причиной потери чувствительности индикатора.
Многие проблемы в работе датчиков связаны с плохим напряжением или состоянием электрических контактов внутри прибора. Расположение датчика на двигателе также создает предпосылки плохому контакту проводки или клемм между выводом управляющего сигнала и блоком управления.
Ну и, конечно же, большую роль играет срок эксплуатации датчика – ничего вечного не бывает.

Существует несколько признаков неисправной работы датчика температуры воздуха на впуске.
Среди них можно выделить следующие:

  • перебои в работе двигателя на холостом ходу (особенно в холодное время года);
  • слишком высокие или низкие обороты двигателя на холостом ходу;
  • проблемы с запуском двигателя (в сильные морозы);
  • снижение мощности двигателя;
  • перерасход горючего.

Проверка датчика температуры всасываемого воздуха

Диагностику датчика температуры воздуха на впуске необходимо выполнять на основе измерения сопротивления и величины электрических сигналов, исходящих от него. Проверку начинают с вычисления сопротивления. Для этого пользуются омметром, сняв датчик с автомобиля, Проверка выполняется отключением питающего и сигнального проводов и подсоединения их к измерительному прибору (мультиметру).
Измерения проводят на холодном и полностью прогретом двигателе.

Рис. 2. Измерение сопротивления датчика тестером

В первом случае сопротивление будет значительным (несколько кОм), во втором — существенно меньше (до одного кОм). В инструкции по эксплуатации датчика, как правило, присутствует таблица или график со значениями сопротивления в зависимости от температуры. Значительные отклонения измеренных параметров от нормативных свидетельствуют о неправильной работе датчика.

Датчик температуры всасываемого воздуха является неразборным прибором, и какая-либо его настройка не предусматривается, поэтому при выходе из строя датчик заменяют на заведомо исправный. При ремонте и обслуживании выполняется лишь чистка контактов, проверка состояния питающих и сигнальных цепей.

При покупке нового датчика необходимо обратить внимание на его параметры, чтобы он подходил для данного автомобиля. В процессе установки ДТВВ необходимо соблюдать аккуратность, чтобы не повредить контакты, иначе устройство выйдет из строя.

С целью экономии средств (новый датчик стоит от 30 до 60 долларов в зависимости от модели) можно попытаться отремонтировать его самостоятельно, заменив термистор датчика на приобретенный в магазине термистор с такими же характеристиками (его цена не превышает 1 доллар).
Для замены термистора потребуется пайка.

После проверки работоспособности датчика проверяются электрические цепи, соединяющие датчик с блоком управления (ЭБУ). Для этого используется омметр, который включается между разъемом температурного датчика и соответствующим контактом отключенного разъема ЭБУ. Проверяется исправность каждого контакта и цепи. Значение сопротивления при измерениях должно быть близким к 0 Ом.
При выполнении данной операции необходима схема расположения контактов датчика и ЭБУ.

Далее проверяется наличие напряжения питания на разъеме при включенном зажигании. Чаще всего величина напряжения должна составлять 5 В, однако у некоторых моделей ДТВВ это значение может отличаться, поэтому необходимо уточнить его нормативное значение в паспортных данных датчика.

Для чистки датчика и его контактов применяется чистящая жидкость (карбклинер, спирт, или другой очиститель). Работать нужно аккуратно, чтобы не повредить внешние контакты датчика.

Насколько велика разница между обычным уличным термометром и наружным датчиком температуры воздуха в автомобиле?

Температура капота была измерена и достигла 81,0 градусов.

Датчик наружной температуры автомобиля в то же время показал 40,0 градусов. Если асфальт новый и слишком черный, температура, которая отображалась на дисплее в машине, была бы немного выше.

Вот пример эксперимента, который был проведен блогером из Японии. 18 августа 2019 года, когда была зафиксирована самая высокая этим летом температура в Токио (среднее значение 35,2 градуса), автовладелец решил сравнить показатели температуры воздуха, которые показывали ручной электронный градусник и автомобильный датчик температуры. В момент замеров автомобиль черного цвета стоял на асфальтированной парковке под солнечными лучами (машина простояла с 12:00 до 14:00).

Температура наружного воздуха, которую показал электронный термометр, составляла 38,8 градуса. Спустя два часа автоблогер замерил температуру на поверхности капота, которая составила 81 градус. Так нагрелся на солнце капот черного цвета. Затем автолюбитель включил зажигание и посмотрел, какую температуру показывает температурный датчик. Его значение составило 40 градусов.

Читать еще:  Москвич 2141 вакуумный усилитель тормозов

Как видите, разница огромна. Даже с учетом официальных данных о погоде в тот день температурный датчик имеет довольно-таки большую погрешность, не говоря уже об огромной разнице между температурой на поверхности капота и температурой, зафиксированной автомобильным датчиком температуры воздуха.

Разница между реальными значения температуры воздуха и датчиком зависит в первую очередь от асфальтового покрытия. Есть асфальт с сильным отражением солнечных лучей. В этом случае температура на дисплее машины может не иметь ничего общего с реальным значением температуры воздуха. Как правило, температура на приборной панели немного выше реальных значений. Особенно когда машина стоит на месте с включенным двигателем и кондиционером. Но как только вы начинаете движение, разница в температуре уменьшается при попадании ветра на датчик.

Датчик температуры наружного воздуха устанавливается в основном в передней решетке радиатора или под передним бампером в таком месте, чтобы предотвратить воздействие тепла от двигателя и кондиционера. Также, как правило, датчик расположен так, чтобы не подвергаться прямому воздействию солнечных лучей.

Что касаемо высоты, чтобы нивелировать воздействие тепла, исходящего от земли, датчик обычно располагают примерно на 30 см над дорожной поверхностью. При таком расположении датчик должным образом воспринимает движущийся ветер во время движения машины. Также месторасположение температурного датчика удобнее для простой конструкции проводки.

Кстати, попутный ветер, который воздействует на датчик во время движения транспортного средства, играет важное значение для точного измерения температуры. Дело в том, что, несмотря на то что датчик расположен на 30 см от земли, тепло от земной поверхности влияет на конечные показатели температуры. Благодаря попутному ветру это влияние уходит. Именно поэтому в большинстве автомобилей температурный датчик устанавливается как можно в более высоком месте, например как можно ближе к нижнему краю передних фар.

Обратите внимание, что в некоторых автомобилях датчик температуры воздуха может быть установлен в неприметной части зеркала, но это, как правило, исключение.

Признаки и причины неисправности

Для своевременного выявления неполадок, связанных как с самим датчиком, так и с работой системы подачи воздуха. Наиболее распространенными признаками неисправности датчика температуры являются:

  1. Плохо запускается ДВС в условиях пониженной температуры окружающей среды;
  2. Двигатель дает сбои при холостых оборотах;
  3. Заметное превышение расхода топлива;
  4. Возникают ощутимые перебои в работе мотора;
  5. Включение световой индикации на приборной панели или отображение сообщения на бортовом компьютере.

Причиной возникновения таких факторов могут быть различные неисправности, как в самом датчике, так и в сопутствующих элементах системы подачи воздуха. Среди причин у автомобилистов часто выявляются:

  • Короткое замыкание в цепи датчика;
  • Окисление контактов, что вносит ощутимую поправку на измеряемую величину;
  • Засорение чувствительного элемента датчика — вместе с всасываемым воздухом по системе могут циркулировать частицы пыли, которые оседают в области термистора;
  • Механическое повреждение корпуса или других вспомогательных элементов, что влияет на точность измерений;
  • Обрыв в измерительной цепи датчика.

Также заметьте, что причина может быть в засорении фильтра и ухудшении проходимости системы. Но для определения конкретной неисправности необходимо провести диагностику.

В неразъемных датчиках ток проходит по шине при помощи магнитопровода (реализуется его наведение в обмотке датчика). В следствие этого выходной сигнал отправляется к выпрямителю или к детектору истинных среднеадекватных значений. Разъемные датчики преобразуют электронные токи в пропорциональные выходные токи с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепями.

Все оборудование изготовлено из высокопрочных материалов, устойчивых к воздействиям окружающей среды. Датчики прошли обязательные проверки и соответствуют требованиям, предъявляемым к данному виду m2m продукции.

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.

Читать еще:  При повороте ключа щелкает реле

Популярные товары

Цена по запросу

Цена по запросу

Контактные и бесконтактные датчики температуры

При выборе устройства для установки в системе, необходимо учитывать ряд факторов. В том числе и то, в какой рабочей среде устройство будет использоваться и в каком температурном диапазоне измеряемой среды. Датчики температуры можно разделить на две большие группы на основе единственного принципиального отличия:

Контактные датчики температуры фиксируют изменение температуры, напрямую контактируя с веществом/средой. Обыкновенный термометр — это самый простой пример контактного датчика. Ещё к этому типу датчиков температуры можно отнести датчики, которые используют разницу сопротивления кремния в полупроводнике.

Датчики температуры S+S и Thermokon измеряют температуру, основываясь на изменении сопротивления материала, из которого изготовлен конкретный термоэлемент (PT100 — платина, Ni1000 — никель и т.п.)

Бесконтактные датчики температуры фиксируют температурные изменения, воспринимая излучаемую веществом/средой тепловую энергию. Этот тип датчиков не нуждается в непосредственном контакте для получения точных данных о состоянии системы.

И те, и другие приборы, вне зависимости от их типа, используются достаточно широко, однако сфера их применения немного отличается за счет разницы технических характеристик.

Их виды и принцип работы

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Принцип работы практически всех датчиков температуры наружного воздуха одинаков. В основе лежит эффект изменения величины сопротивления полупроводникового элемента от температуры. Температурная зависимость сопротивления для полупроводников отрицательная. Это означает, что с увеличением температуры величина сопротивления уменьшается. Для датчика ВАЗ таблица зависимости имеет следующий вид.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Температура, в градусахСопротивление, Ом
-40100922,67±2,96
-3053046,93±2,49
-2029092,08±2,13
-1016567,33±1,68
9773,24±1,21
+105953,85±1,73
+203737,33±2,11
+302411,98±2,39
+401594,92±2,65

Как видно из таблицы, значения приводятся с погрешностью. Такая большая точность необходима, чтобы обеспечить высокую достоверность показаний. Измерение температуры относятся к области измерительной техники, а она не должна «врать». На заводах-изготовителях производят выборочную поверку устройств. Сомнительно, что так делают в Китае, но российские датчики точно поверяют. Именно «поверяют», не «проверяют». Поверка – это термин измерителей и военных.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Видео — замена датчика температуры наружного воздуха на Пежо 307:

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Если датчик на автомобиле начинает «врать», его можно поверить самостоятельно с помощью термометра, источника теплого воздуха (тепловентилятора) и мультиметра в режиме измерения сопротивления.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Точность измерений зависит не только от самого датчика, но и от места его расположения, конструкции. Чем меньше датчик будет обдуваться потоками встречного воздуха, чем меньше влаги на него будет попадать, тем более точны будут его измерения. Из этих соображений датчики помещают в специальные кожухи. Вот как выглядит датчик БМВ.

p, blockquote 18,1,0,0,0 —>

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Не обязательно приобретать датчик в сборе, если корпус имеется. Можно купить только сам измерительный элемент.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Все датчики имеют различные характеристики температурной зависимости, поэтому теоретически нельзя применять датчики от других моделей автомобиля даже внутри одного модельного ряда. Измерение температуры производиться будет, но точность показаний гарантироваться не может.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Виды датчиков, контролирующих температуру охлаждающей жидкости

Все датчики, устанавливаемые на современных автомобилях, делятся на магнитные и биметаллические. Самостоятельно определить конкретный тип, установленный на личном авто можно по скорости его реакции после запуска двигателя. Магнитный отличается мгновенной реакцией, и после запуска мотора сразу же показывает текущую температуру. Биметаллический вариант подобной «оперативностью» не отличаются, показывая верную температуру после небольшой паузы.

Принцип работы биметаллического (ленточного) датчика достаточно прост. Имеющийся блок управления изменяет силу тока в зависимости от текущей температуры циркулирующей жидкости, что приводит к нагреву катушки на металлической полоске. Она способна изменять свою длину соответственно температуре, и поворачивать закрепленную на ней стрелку, показывая текущую температуру жидкости.

Устройство магнитного датчика также не отличается сложностью. Он состоит из якоря с закрепленной на ней стрелкой, по бокам которого расположены две катушки, запитанные от бортовой электросети. Сопротивление катушек меняется в зависимости от проходящей силы тока, а она определяется текущей температурой двигателя. Существует еще один тип датчиков – капиллярные. В настоящее время он практически не используется в связи с неудобством конструкции.

Видео: комнатный регулятор

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector