Датчик температури: контроль температурного режиму двигуна

У кожному автомобілі є простий, але важливий датчик, який допомагає контролювати роботу двигуна - датчик температури рідини, що охолоджує. Про те, що таке датчик температури, яку має конструкцію, на яких принципах заснована його робота, і яке місце він займає в автомобілі - читайте в статті.

Що таке датчик температури

Датчик температури рідини, що охолоджує (ДТОЖ) — електронний датчик, призначений для вимірювання температури охолоджуючої рідини (ОЖ) системи охолодження двигуна внутрішнього згоряння. Дані, отримані за допомогою датчика, використовуються для вирішення кількох завдань:

• Візуальний контроль температури силового агрегату – дані з датчика виводяться на відповідний прилад (термометр) на панелі приладів в салоні автомобіля;
• Коригування роботи різних систем двигуна (живлення, запалення, охолодження, рециркуляції відпрацьованих газів та інших) відповідно до його поточного температурного режиму – інформація з ДТЗ подаються на електронний блок управління (ЕБУ), який вносить відповідні коригування.

Датчики температури ОЖ використовуються у всіх сучасних автомобілях, вони мають однакову конструкцію і принцип роботи.

Типи та конструкція датчиків температури

У сучасних транспортних засобах (а також у різних електронних пристроях) використовуються датчики температури, чутливим елементом у яких виступає терморезистор (або термістор). Терморезистор (термістор) — напівпровідниковий пристрій, електричний опір якого залежить від його температури.Існують термістори з негативним та позитивним температурним коефіцієнтом опору (ТКС), у приладів з негативним ТКС опір падає зі зростанням температури, у приладів з позитивним ТКС – навпаки, підвищується. Сьогодні найчастіше застосовуються термістори з негативним ТКС, як зручніші та дешевші.

Конструктивно всі автомобільні ДТЗ принципово однакові. Основу конструкції складає металевий корпус (балон) з латуні, бронзи або іншого корозійностійкого металу. Корпус виконаний таким чином, що його частина контактує з потоком рідини, що охолоджує - тут розташовується термістор, який додатково може притискатися пружиною (для більш надійного контакту з корпусом). У верхній частині корпусу знаходиться контакт (або контакти) для включення датчика у відповідний ланцюг електросистеми транспортного засобу. На корпусі також нарізано різьблення та виконано шестигранник під ключ для монтажу датчика в систему охолодження двигуна.

Датчики температури відрізняються способом підключення до ЕБУ:

• Зі стандартним електричним роз'ємом — на датчику виконано пластиковий роз'єм (або колодка) з контактами;
• З гвинтовим контактом – на датчику виконано один контакт із затискним гвинтом;
• З контактом штиря — на датчику передбачено один контакт у вигляді штиря або лопатки.

Датчики другого та третього виду маю лише один контакт, у ролі другого контакту виступає корпус датчика, з'єднаний з «масою» електросистеми автомобіля через двигун. Такі датчики найчастіше використовуються на комерційних та вантажних автомобілях, на спеціальній, сільськогосподарській та іншій техніці.

Датчик температури ОЖ монтується в гарячій точці системи охолодження мотора - у випускному патрубку головки блоку циліндрів.

• Датчик термометра (покажчика температури ОЖ) – найпростіший, має невисоку точність, оскільки він допомагає лише візуально оцінити температуру силового агрегату;
• Датчик ЕБУ на виході з головки блоку - найбільш відповідальний і точний датчик (з похибкою 1-2,5 ° C), що дозволяє відстежувати зміни температури в декілька градусів;
• Датчик на виході з радіатора – допоміжний датчик невисокої точності, що забезпечує своєчасне увімкнення та вимкнення електричного вентилятора охолодження радіатора.

Декілька датчиків дають більше інформації про поточний температурний режим силового агрегату і дозволяють надійніше контролювати його роботу.

Принцип роботи та місце датчика температури у транспортному засобі

У загальному випадку принцип роботи датчика температури простий. На датчик подається постійна напруга (зазвичай 5 або 9 В), на термісторі відповідно до закону Ома (за рахунок його опору) напруга падає. - Опір знижується, при зниженні температури - підвищується), а значить, і падіння напруги в ланцюзі датчика. Вимірювана величина падіння напруги (а точніше — фактична напруга в ланцюгу датчика) використовується термометром або ЕБУ для визначення поточної температури двигуна.

Для візуального контролю температури силового агрегату до ланцюга датчика підключається спеціальний електричний прилад – логометричний термометр. У приладі використовується дві або три електричні обмотки, між якими розташований рухомий якір зі стрілкою. Одна або дві обмотки створюють постійне магнітне поле, а одна обмотка включена в ланцюг датчика температури, тому магнітне поле змінюється в залежності від температури ОЖ. В результаті взаємодії постійних і змінних магнітних полів в обмотках змушує якір прокручуватися навколо осі, що спричиняє зміну положення стрілки термометра на його циферблаті.

Для контролю функціонування двигуна на різних режимах та управління його системами показання датчика подаються на електронний блок управління через відповідний контролер. Вимірювання температури проводиться за величиною падіння напруги ланцюга датчика, для цього в пам'яті ЕБУ присутні таблиці відповідності величини напруги ланцюга датчика і температури двигуна. На основі цих даних в ЕБУ запускаються різні алгоритми роботи основних систем двигуна.

На основі показань ДТЗ здійснюється коригування роботи системи запалення (зміна кута випередження запалення), живлення (зміна складу паливно-повітряної суміші, її збіднення або збагачення, управління дросельним вузлом), рециркуляції газів, що відпрацювали та інших. Також ЕБУ у відповідність до температури двигуна встановлює частоту обертання коленвала та інші характеристики.

Датчик температури на радіаторі охолодження працює аналогічним чином, за його допомогою здійснюється керування електровентилятором.На деяких автомобілях цей датчик може працювати в парі з основним для точного керування різними системами двигуна.

Датчик температури відіграє важливу роль у будь-якому транспортному засобі з ДВЗ, у разі поломки його необхідно якнайшвидше замінити - тільки в цьому випадку буде забезпечено нормальну роботу силового агрегату на будь-яких режимах.

Датчик температури охолоджуючої рідини двигуна: як він працює, проблеми, симптоми, перевірка

В автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння система охолодження підтримує оптимальну температуру двигуна та запобігає його перегріву.

Як працює датчик температури

Датчик температури рідини, що охолоджує двигуна (engine coolant temperature sensor — ECT) або ДТОЖ вимірює температуру рідини, що охолоджує.

Типовим ДТОЖ є термістор з негативним температурним коефіцієнтом.

Де встановлено датчик температури двигуна

Датчик температури вкручений в один із каналів системи охолодження і занурений в охолоджувальну рідину.

Багато автомобілів мають більше одного датчика температури ОЖ.

У деяких автомобілях замість або на додаток до ДТОЖ використовується датчик температури головки циліндрів або датчик CHT.

Це дозволяє датчику CHT правильно вимірювати температуру двигуна навіть при втраті рідини, що охолоджує. Це може допомогти запобігти перегріву.

Навіщо потрібен

Датчик температури підключено до блоку керування двигуна (ЕБУ). Контролер подає опорну напругу (зазвичай 5 вольт) і відстежує сигнал ДТОЖ.

Грунтуючись на цьому сигналі, ЕБУ регулює робочі характеристики двигуна та включає вентилятори радіатора, коли температура досягає певного рівня.

Якщо сигнал від датчика відсутній або знаходиться поза очікуваним діапазоном, блок керування включає індикатор Check Engine і зберігає відповідний код несправності у своїй пам'яті.

Проблеми з ДТОЖ

Однією з найпоширеніших проблем є поганий контакт у роз'ємі чи джгуті проводів. Це викликає переривання у сигналі до блоку управління, і ЕБУ встановлює помилку.

У деяких автомобілях симптоми цієї проблеми проявляються у вигляді хибних показань датчика температури. Двигун може працювати в аварійному режимі: може припинити працювати кондиціонер, а вентилятори радіатора можуть працювати постійно.

• Наприклад, відповідно до сервісного бюлетеня для Dodge Journey 2011 року з двигуном 2,4 л, для виправлення кодів несправностей P0117 (Низький рівень сигналу ДТЗ) або P0118 (Високий рівень сигналу ДТЗ), вакуумний шланг підсилювача гальм, прокладений надто близько необхідно замінити.
• У сервісному бюлетені GM для Chevrolet Impala 2012-2013 років згадується проблема, пов'язана з тертям джгута проводів на передній правій стороні коробки.Якщо будь-який із дротів пошкоджений або закорочений, це може призвести до безлічі різних кодів несправностей, включаючи коди датчиків температури P0117 та P0118. Для усунення проблеми джгут потрібно відновити.
• Корозія на клемах або роз'єм датчика також може стати причиною несправностей. Наприклад, сервісний бюлетень Ford описує проблему в автомобілях Fusion, Escape, Transit Connect 2010-2012, а також в автомобілях марки Mercury та Lincoln з двигуном 2,5 л: попадання води в роз'єм датчика може викликати коди P1285, P1299 та/або P0. Залежно від ступеня корозії роз'єм та ДТЗ потрібно очистити або замінити.
• У сервісному бюлетені для деяких автомобілів R55, R56, R57 та R58 MINI Cooper/CooperS описана аналогічна проблема з корозією всередині датчика температури охолоджуючої рідини, яка може призвести до неточних показань температури двигуна. Ремонт включає установку нового датчика і дооснащення декількох пов'язаних частин.
• Багато кодів помилок, що стосуються ДТЗ, також можуть бути викликані іншими причинами, такими як поганий термостат або проблеми з системою охолодження, включаючи навіть протікання головки.

Проблема має бути правильно діагностована. Звичайно, з огляду на те, що датчик не є дорогою деталлю, його часто рекомендується змінювати, якщо є підозри, що він несправний.

Способи перевірки датчика температури ОЖ

Оскільки наконечник датчика повинен бути занурений у охолоджувальну рідину, низький рівень охолоджуючої рідини або повітряні бульбашки всередині системи охолодження можуть призвести до неправильного сигналу від датчика.

Рівень рідини, що охолоджує, завжди повинен перевірятися в першу чергу при вирішенні проблем з системою охолодження.Роз'єм датчика температури рідини, що охолоджує, повинен бути перевірений на предмет пошкоджень або корозії.

Є кілька способів перевірити ДТЗ. Правильний спосіб можна знайти у посібнику з обслуговування.

Перевірка опору датчика

Одним із способів є вимірювання опору датчика за різних температур двигуна і порівняння показань зі специфікаціями, наведеними в посібнику з обслуговування. Для перевірки опору використається мультиметр.

Опір датчика може бути виміряний лише тоді, коли він відключений від ланцюга. Причина в тому, що якщо ви вимірюєте опір будь-якого електричного приладу, який підключений до ланцюга, вимірювання буде неточним.

Перевірка напруги датчика температури двигуна

Іншим способом перевірки датчика є вимірювання напруги на клемах датчика при включеному запалюванні.

Датчик підключений до блоку керування двигуна. ЕБУ подає опорну напругу (зазвичай від 5 вольт), другий провід – це заземлення датчика. Опорна напруга та заземлення повинні бути перевірені насамперед.

Оскільки опір датчика знижується в міру прогріву двигуна, напруга також падає. Коли машина холодна, можна виміряти близько 3-4 вольт. На повністю прогрітому двигуні напруга знижується до 1 вольта.

При відключеному датчику мультиметр покаже 5 вольт. Якщо напруги немає, знайте, що ланцюг або розімкнений, або замкнув на масу. Наприклад, один із проводів у джгуті датчика може переломитися або перетертися об корпус і закоротити.

Порівняйте показання ДТЗ з іншими датчиками температури

Приклад іншого датчика, який вимірює температуру, є датчик температури повітря на впуску (IAT).

Якщо автомобіль простояв всю на ніч, температура двигуна і датчика температури впуску (IAT) повинні бути дуже близькі. Це можна перевірити за допомогою діагностичного сканера або адаптера ELM327 із програмою Torque.

Як ви можете бачити на фотографії, датчик на впуску показує 32 ° F всередині повітрозабірника, а ДТОЖ - 30,2 ° F. Невелика різниця у вимірах через те, що повітря прогрівається швидше, ніж двигун. Якби різниця була набагато більшою, це означало б, що один із датчиків вимірює температуру неправильно.

Діагностика переривчастої несправності датчика

Якщо в ланцюгу датчика температури ОЖ виникає уривчаста несправність, автомеханіки використовують діагностичний прилад для його діагностики.

При підключеному діагностичному приладі потрібно відстежувати напругу датчика, злегка постукуючи по ньому, ворушачи джгут проводів і роз'єм. Зміна напруги свідчить про проблемну область. Іншим способом є контроль температури, що показує датчик.

Чому датчик ДТОЖ показує −40 °C?

Коли датчик температури вимкнено, діагностичний пристрій показує −40 градусів.

Ця функція є корисною при діагностиці кодів несправностей, пов'язаних з ДТОЖ. Коли ЕБУ встановлює код несправності, він зберігає стоп-кадр, який є знімком основних параметрів на момент збою.

Якщо стоп-кадр показує температуру ДТЗ −40 °C, це означає, що ланцюг датчика був розімкнений під час несправності. Це може бути проблема з самим датчиком, роз'ємом або джгутом дротів.

Чи потрібно змінювати ДТЗ при заміні термостата?

Ні, це обов'язково.Однак, бувають переривчасті несправності, пов'язані з контролем температури двигуна, і важко визначити, чи є причиною термостат або датчик температури рідини, що охолоджує.

І тут зазвичай обоє замінюються одночасно. У деяких автомобілях блок керування необхідно перепрограмувати у разі несправності, пов'язаної з контролем температури двигуна.

Навіщо потрібен датчик температури охолоджуючої рідини та як його перевірити

У датчика температури рідини, що охолоджує, примітивна конструкція. Але він серйозно впливає на ефективність роботи двигуна. Як він влаштований, навіщо потрібний і як його перевірити: пояснюємо

Що таке датчик температури охолоджувальної рідини (ДТОЖ)

Датчик температури рідини, що охолоджує (ДТОЖ) - це один з елементів системи електронного управління двигуном, що відповідає за контроль температури антифризу. На багатьох автомобілях таких датчиків два: один відповідає за керування стрілкою температури, другий передає показання блоку керування.

Будь-який датчик температури є терморезистор. По суті, це звичайний залитий компаундом в металевому корпусі опір зі строго заданою характеристикою. Залежно від нагріву, на виході змінюються значення опору – їх і зчитує електронний блок керування двигуном (ЕБУ).

Для чого потрібен датчик температури рідини, що охолоджує

ДТОЖ є одним з елементів, що безпосередньо беруть участь в управлінні упорскуванням палива та деяких інших критично важливих процесах.По тому, які показання він передає, комп'ютер коригує склад суміші, кут випередження запалення, а також контролює роботу керованого термостата та швидкість вентилятора охолодження, якщо такі вузли та функції є. Звичайно, ДТОЖ не єдиний елемент, який відповідає за керування всім переліченим, але його роль у загальній логіці керування двигуном вкрай важлива.

Іноді буває так, що в автомобілі є другий, допоміжний ДТЗ. Він інформує водія про температуру антифризу - так можна швидко дізнатися про неполадку та запобігти перегріву. Також допоміжний датчик температури рідини часто відповідає за увімкнення вентилятора охолодження. Зрозуміло, якщо датчик у системі один, на нього лягають усі перераховані вище функції.

Де знаходиться датчик температури охолоджуючої рідини в автомобілі

Основний ДТЗ, відповідальний за показання для ЕБУ, майже завжди розташований у головці блоку циліндрів. Допоміжний зазвичай знаходиться у безпосередній близькості від виходу з радіатора.

Взагалі локація датчиків на кожному автомобілі індивідуальна, але загальна логіка схожа: головний ДТЗ ставлять на виході контуру охолодження з двигуна, допоміжний близько до виходу контуру з радіатора. Якщо датчик один, його слід шукати в районі термостата. Так, датчик охолоджуючої рідини на Лада Гранта, Лада Веста і УАЗ Патріот розташований біля термостата. На "Шевролі Нива" два датчики: один знаходиться на термостаті, другий у блоці циліндрів.

Причини несправності датчика температури охолоджувальної рідини

Конструкція датчика рідини, що охолоджує, дуже проста. Тому приводів для його поломки буде небагато.

• Внутрішнє руйнування.Навіть якщо зовнішній вигляд не викликає сумнівів, сам терморезистор може вийти з ладу з природних причин просто від часу.
• Обрив через тріщини в ізолюючому компаунді і подальшого окислення внутрішньої (невидимої) частини контактів.
• Зміна структури терморезистивного елемента. Через це формально датчик працює, але його показання відрізняються від номінальних, що робить його непридатним до експлуатації.
• Обрив проводки на датчик. Найочевидніший варіант.

Ознаки несправності датчика температури охолоджувальної рідини

Нижче наведено типові симптоми несправного ДТОЖ. Деякі з них можуть вказувати і на поломки інших датчиків, але для датчика ОЖ вони будуть актуальними.

• Некоректні показання стрілки температури на панелі приладів.
• Утруднений запуск двигуна.
• Підвищена витрата палива.
• Постійне перегрівання або, навпаки, недогрівання двигуна.
• Неадекватний алгоритм включення вентилятора охолодження або повна непрацездатність оного.

Все вищеперелічене може супроводжуватися символом Check engine і/або іконкою перегріву двигуна, що загоряється. Буває і так, що датчик температури рідини, що охолоджує, працює некоректно тільки в певному температурному діапазоні. Наприклад, на холодну все функціонує як належить, а з виходом на штатну температуру ДТОЖ занижує або завищує показання. При цьому жодних аварійних символів на панелі приладів не висвітлюється. У такому разі найвірнішим рішенням буде підключення OBD-сканера для контролю показань датчика, або наведені нижче методи класичної діагностики мультиметром.

Як перевірити датчик температури охолоджуючої рідини

Крім комп'ютерної діагностики, яка деякі відхилення у роботі ДТОЖ може і не виявити, існують і перевірені часом методи.

Перевірка мультиметром на повітрі

Датчик бажано витягти з двигуна і принести в приміщення із відомою температурою повітря. Також необхідно точно визначити модель (артикул) датчика ОЖ та знайти для нього в Мережі чи документації таблицю опорів. Далі перевести мультиметр в режим перевірки опору з межею до 20 кОм і заміряти у датчика. Після цього порівняти показання з таблицею. При значних відхиленнях ДТОЖ вважатимуться несправним.

Заводська таблиця опорів на прикладі одного з найпопулярніших датчиків BOSCH. Праворуч таблиці вказані оригінальні артикули деталі для різних марок (Фото: BOSCH)

Важливо! На просторах Мережі повсюдно зустрічаються всілякі «універсальні» та «типові» таблиці опорів терморезистивних датчиків. Так ось, варто твердо знати - ніякої «універсальності» в цьому випадку не може бути. Кожна деталь повинна суворо відповідати своїй таблиці характеристик, що застосовується лише до неї та офіційно сертифікованим аналогам. В іншому випадку працювати на автомобілі такий датчик теж буде "приблизно".

Перевірка мультиметром під час кип'ятіння

Спосіб є доповненням до описаної методики вимірювань на повітрі, т.к. справність датчика антифризу слід перевіряти мінімум у двох точках температур, що сильно відрізняються. Деталь необхідно помістити в каструлю з водою, після чого довести її до кипіння і виміряти опір ДТОЖ, порівнявши результат з еталонними показаннями таблиці.

Перевірка графіка показань із використанням термометра

Найправильніший, але трудомісткий варіант. Як було сказано вище, справний ДТЗ повинен відповідати еталонній таблиці опорів у всіх точках температур. Щоб це перевірити потрібен тарований термометр. Він міститься в ємність із водою, яка поступово нагрівається. Мультиметр при цьому завжди підключений до датчика, а той, хто перевіряє в процесі збільшення температури, постійно порівнює табличні показання з фактичними.

Нагадаємо, що конструктивно ДТОЖ примітивний і є опір зі строго заданою кривою характеристик. Тому будь-які способи перевірки будуть вимірами значень цього опору в різних умовах іншого способу просто немає.

Заміна датчика температури охолоджувальної рідини

Будь-який ДТЗ просто вкручується по різьбленню, і процес його заміни може бути пов'язаний лише зі складнощами організації підкапотного простору. Іншими словами, відкрутити ключем стару деталь і вкрутити нову під силу навіть самому необізнаному автомобілісту. А ось дістатися місця розташування датчика і його роз'єму з першого разу може виявитися дійсно нелегко. Крім того, в більшості випадків керівництво з ремонту наказує злити (хоча б частково) антифриз, що теж не додає ентузіазму новачкам. Щоправда, деякі умільці призвичаїлися робити заміну датчика температури без зливу ОЖ - зрозуміло, втрачаючи при цьому деяку частину антифризу і доливаючи згодом свіжу порцію в бачок.

В іншому процедура дуже проста, як і сам датчик. Конкретних інструкцій дати неможливо, оскільки, повторимося, найскладнішим є «розкидати» місце проведення робіт — а воно на кожній машині відрізнятиметься.Далі лише потрібно частково злити охолодну рідину (через пробку радіатора або відкачати через бачок) і викрутити/вкрутити ДТОЖ.

Чи можна їздити з несправним датчиком

Незважаючи на безумовну важливість ДТОЖ для нормального функціонування двигуна, він не є деталлю, без якої неможлива експлуатація. якщо датчик всього один, або вийшов з ладу той, що відповідає за стрілку та/або увімкнення вентилятора, залишається високий ризик перегріву, який прагне стовідсоткового влітку.