В современном автомобилестроение применяется все больше датчиков и анализаторов, для автономного поддержания работоспособности автомобиля. Сегодня, датчики являются важной частью транспортного средства, которая контролирует состояние важнейших автомобильных систем. Одним из наиболее важных, является датчик контроля за температурой жидкости в охладительной системе. Датчик температуры охлаждающей жидкости находиться в отсеке двигателя автомобиля и выполняет важную функцию, передачу термических показателей рабочей смеси электронному блоку правления. Несмотря на то что функция анализатора крайне важна для правильной работы важнейшей системы транспортного средства, датчик имеет достаточно простое устройство.
Помимо контроля за температурой охлаждающей жидкости, анализатор имеет важное значение для работы многих систем транспортного средства. Анализируя показания датчика охлаждающей жидкости, блок управления контролирует работу топливной системы, устройств питания и других важнейших компонентов автомобиля. Неисправный датчик температуры охлаждающей жидкости, способствует неправильным действиям электронного блока, что может привести к достаточно неприятным последствиям. В связи с этим необходимо поддерживать работу анализатора на должном уровне и своевременно проверять его функциональность. Столкнувшись с неисправностью рассматриваемого устройства, некоторые автолюбители путают его с датчиком указателя охладительной смеси. Дело в том, что указатель температуры отвечает только за трансляцию показаний на приборную панель, в то время как датчик температуры охлаждающей жидкости взаимодействует с электронным блоком управления. После того как блок управления получает информацию о повышенной температуре рабочей смеси, он принимает соответствующие меры для нормализации работы системы. Температура охлаждающей жидкости, может регулироваться при помощи специального вентилятора.
Основные функции датчика температуры охлаждающей жидкости.
Благодаря функции анализатора охлаждающей жидкости, электронная система управления выполняет следующие функции:
— Установка правильного угла зажигания. Получая сигнал анализатора, система корректирует запаздывание и опережение зажигания. Корректно выставленное зажигание, в значительной мере снижает показатель отработанных газов и способствует меньшему потреблению топливной смеси. Помимо этого, правильный угол зажигания благоприятно влияет на продуктивность работы двигателя автомобиля.
— Насыщение топливной смеси на транспортных средствах с системой впрыска. После того как блок получает информацию от анализатора о низкой температуре движка, он продлевает воздействие на форсунки. Таким образом, настраивается работа мотора на холостом ходу и обеспечивается отсутствие посторонних колебаний при нагреве двигательной системы. В случае если блок получает сигнал о перегреве, насыщенность рабочей смеси снижается до необходимого уровня для поддержания должного расхода топливной смеси и снижения уровня выхлопных газов. Если функция анализатора нарушена, электронный блок управления не имеет возможности контролировать состояние рабочих систем автомобиля. В таком случае происходит неправильное обогащение смеси и сбивается правильная работа важнейшей системы транспортного средства.
— Определение и корректировка характеристик горючего состава при закрытом или свободном контуре. В случае неправильной работы устройства, блок никак не отвечает на информацию кислородного анализатора и его работа нарушается в большей мере.
Помимо этого, термический анализатор имеет важную роль для функционирования коленчатого вала, вентиляции фильтра и настройки холостого хода автомобиля. Еще одной важной функцией устройства, является отключение гидравлического трансформатора коробки передач в случае перегрева.
Как устроен датчик температуры охлаждающей жидкости?
До недавнего времени в автомобилестроении широко применялись механические анализаторы, представляющие собой простое термическое реле. Такое устройство, имело несколько меньше функций чем его современный аналог. Механический датчик, поддерживал термические показатели при закрытом контакте и насыщал рабочую смесь при открытым контакте.
Современное устройство имеет гораздо более широкий набор функций и соответственно более сложную структуру. Несмотря на это, современные датчики достаточно просты в эксплуатации, не требуют излишнего внимания и редко приходят в неисправность. Надежный принцип функционирования, позволяет поддерживать правильную работу автомобиля долгие годы.
Настоящие датчики, представляют собой особые термические резисторы, которые в максимально короткий временной период способны изменить сопротивление при возрастании или понижении температуры. Как правило, современные анализаторы производят из специального сплава никеля и кобальта, а также других материалов, обладающих хорошей проводимостью. При изменении температуры, в резисторе изменяется количество свободных электронов. Таким образом, изменяется сопротивление анализатора.
Само устройство расположено в защитном корпусе, обладающим специальным разъемом соединения и крепежом. Температурные показатели устройства являются отрицательными, и датчик увеличивает свое сопротивление в случае пониженной температуры двигателя. При нагреве двигателя, сопротивление уменьшается и соответственно изменяется напряжение анализатора. Реагируя на изменения в датчике, электронный блок управление производит контроль состояние двигательной системы, изменяя температуру охлаждающей жидкости.
В последнее время, процесс анализа температуры постоянно усложняется. На большинстве современных автомобилей, установлен дополнительный датчик для контроля за термическим состояние мотора. Благодаря такой системе, контроль за состоянием двигателя становится более надежным и продуктивным. Установка дополнительного датчика, позволяет электронному блоку более точно следить за состоянием важнейшей системы транспортного средства.
Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости своими руками?
Несмотря на надежность современных устройств, как и любой компонент автомобиля датчик имеет свойство приходить в неисправность. Даже незначительные перебои в работе датчика могут приводить к неблагоприятным последствиям. Поэтому возникает необходимость поддерживать работу анализатора на должном уровне. Значительно поврежденный датчик не подлежит восстановлению, а требует обязательной замены. Но перед этим, необходимо в обязательном порядке выявить причины неисправности. Для продуктивной проверки датчика, требуется наличие соответствующего оборудования. Диагностическое устройство способно определить код ошибки, тем самым вывив характер и причину неисправности. Поэтому для проверки датчика потребуется обратиться в специализированный сервис. После получения номера неисправности, можно продолжить работу самостоятельно.
Если сброс ошибки не принес необходимого результата, требуется заменить неисправный датчик. Для этого, необходимо найти оригинальное устройство завода изготовителя. Использование аналогов, как правило, не приносит должного результата. При этом могут возникнуть сложности при его установке. Поэтому крайне не рекомендуется использовать иные анализаторы.
Диагностику неисправного устройства можно провести самостоятельно путем визуального осмотра. В ходе такого обследования можно выявить характерные неисправности, такие как: утечку охладительной смеси, нарушение структуры анализатора путем механического воздействия, образование коррозии на держателях.
Конечно, такие неполадки не требуют замены самого датчика, но в значительной мере могут повлиять на работоспособность устройства. После визуального осмотра, необходимо провести анализ напряжения и сопротивления элемента. Для этого, необходимо воспользоваться электроизмерительным прибором. Полученные значения, сравниваются с указанными в комплектующей инструкции.
Полная проверка элемента, поможет успешно выявить причины неисправности, и принять меры к их устранению.
Как правило, причинами утраты функции датчика являются:
- Неправильная работа вентилятора охлаждение или нарушение функции термостата.
- Нарушение герметичности проводников.
- Потеря напряжения.
Определить причину неисправности можно только после проведения качественной диагностики. Замена устройства производится только при достаточном сливе охлаждающей жидкости. При смене, датчик должен находиться выше уровня рабочей смеси.
Удачной диагностики!
В каждом автомобиле, изготовленном позднее девятнадцатого века и работающем на более современном топливе, чем древесный или каменный уголь, имеется радиатор , термостат и бортовая система, тщательно отслеживающая работу машины в целом. Перегретый двигатель в центре городского затора в жаркое летнее время вряд ли сможет кого-то порадовать. Чтобы этого не произошло, каждый автомобиль оснащают датчиком температуры охлаждающей жидкости, который сообщает бортовому компьютеру и водителю о том, что температура нагрева близка к критической.
Разновидности датчиков
Температурные датчики охлаждающей жидкости бывают магнитными и биметаллическими. Определить, какой именно стоит в вашем автомобиле, можно самостоятельно. Для этого нужно завести машину и понаблюдать за стрелкой указателя. При наличии магнитного датчика она начнет подпрыгивать для отображения показаний, а при биметаллическом – двигаться постепенно.
В состав магнитного датчика входят две катушки, оснащенные с каждой стороны поворотным железным якорем, цель которого – фиксация стрелки. Катушка должна быть подключена к электрической сети машины – один провод следует заземлить, а второй соединить с датчиком, который будет показывать сопротивление, напрямую зависящее от значения температуры двигателя. Под воздействием тока, протекающего через катушку, создается магнитное поле, влияющее на перемещение якоря.
Биметаллический датчик температуры работает по принципу расширения и сужения веществ в зависимости от температурных значений. Металлы сужаются незначительно, поэтому биметаллический датчик в этом случае может отталкиваться только от показаний коэффициента расширения. Например, плотно сжатые стальная и медная пластины после нагревания незначительно увеличиваются. Пластина из меди, обладающая более высоким коэффициентом расширения, увеличивается в длину и при наличии крепкого соединения со стальной пластиной, сгибается, стараясь обогнуть последнюю. А внутри биметаллического датчика имеется стержень, едва заметного изменения длины которого достаточно для того, чтобы стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости пришла в движение.
Имеются также датчики старого образца – капиллярные, принцип работы которых заключается в следующем: жидкость, содержащаяся в датчике имеет низкую температуру кипения, а во время нагрева прибора начинает испаряться и кипеть, повышая при этом значение давления в колбе, что заставляет индикаторную стрелку двигаться.
Датчик температуры охлаждающей жидкости и принцип его работы
Не каждому автолюбителю известно, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости, но всем будет полезна эта информация. Так, вот расположен он рядом с термостатом в целях передачи максимально точных результатов. К стандартным местам установки датчика можно смело отнести:
- корпус термостата;
- головку блока цилиндров;
- верхний шланг радиатора.
Размещение датчика в другом месте подкапотного пространства сведет на нет всю точность и надежность. Когда автомобильный двигатель нагревается, одновременно происходит рост его электрического сопротивления, и наоборот.
Конечно, при этом система охлаждения должна находиться в стабильном работоспособном состоянии. Говоря другими словами, радиатор должен быть идеально целым с оптимальным уровнем охлаждающей жидкости (минимальная отметка на расширительном бачке) и неизношенными патрубками. Вентилятор должен вращаться в нормальном режиме. Если состояние всего вышеописанного можно назвать адекватным и работоспособным, но бортовой компьютер все равно указывает на ошибку, то следует переходить к проверке датчика температуры охлаждающей жидкости.
Видео
Как снять датчик температуры охлаждающей жидкости:
Датчик температуры охлаждающей жидкости обеспечивает раннее предупреждение о перегреве двигателя , что позволяет заглушить автомобиль прежде, чем произойдёт что-либо печальное и чаще всего довольно дорогостоящее в ремонте. В очень холодную погоду датчик температуры двигателя может также показать нам, переохлаждён ли двигатель в настоящее время (что приведет к увеличенному расходу топлива и износу двигателя) и необходимо ли увеличить обороты, чтобы тот не заглох и быстрее прогрелся.
Работа биметаллического ленточного датчика. Его главное визуальное отличие заключается в том, что он включается постепенно, когда Вы включаете зажигание. Блок датчиков позволяет току изменяться в зависимости от температуры двигателя и, в свою очередь, нагревать катушку на ленточном стержне. Биметаллические полоски внутри катушки поворачивают стрелку на величину, зависящую от величины тока, чтобы в конечном счёте дать показания температуры.
Датчики температуры используются не только для измерения теплоты охлаждающей жидкости двигателя, хотя это их основное применение. Машины часто имеют датчики, установленные в ней для измерения температуры масла в двигателе, так как она может сильно увеличиться в тяжёлых условиях. Некоторые гоночные автомобили даже имеют датчики для контроля температуры коробки передач и масла в дифференциале . Ну и, конечно же, не следует забывать о датчике температуры окружающего воздуха.
Современные двигатели часто снабжены серией температурных датчиков, распределённых вокруг охлаждающих и масляных каналов. Они дают не просто статичное представление о температуре , но и динамичекую информацию о путях, в которых двигатель нагревается под нагрузкой, так что изменения могут быть внесены умным бортовым компьютером в систему очень быстро, чтобы дать больше охлаждения в перегретые районы.
Система измерения температуры двигателя, как правило, состоит из двух элементов: сам датчик температуры и блок датчика, который контролирует его - они оба соединены между собой с помощью одного провода.
Типы датчиков температуры охлаждающей жидкости
Выше мы привели схему работы биметаллического датчика. Однако, существует два основных типа механизмов температурных датчиков охлаждающей жидкости:
- магнитные датчики
- биметаллические датчики.
Вы можете сами определить, какой тип датчика температуры установлен в Вашем автомобиле, по тому, как быстро он реагирует, когда Вы включаете зажигание машины. Стрелка указателя температуры в магнитном датчике сразу подпрыгивает, чтобы дать показания; а биметаллические датчики медленно и после некоторой паузы двигают стрелку к чтению температуры.
Где же находится датчик? Температурные датчики почти всегда встроены в корпус указателя температуры автомобиля на приборной панели. Блок датчика, однако, может находиться в одном из нескольких мест:
- на корпусе термостата
- на головке блока цилиндров
- на верхнем шланге радиатора.
Однако, во всех случаях датчик расположен так, чтобы быть на пути течения охлаждающей жидкости из двигателя к радиатору.
Магнитные датчики температуры
Магнитный датчик - это пара катушек, по одной на каждой стороне от поворотного железного якоря, который держит стрелку. Катушки подключаются непосредственно к электрической сети автомобиля - один из проводов заземлён по прямой, в то время как другой провод проходит через датчик, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры двигателя. Ток, протекающий через катушки, создаёт магнитное поле, которое перемещает якорь в ту или иную сторону в зависимости от температуры двигателя. Величина перемещения зависит от разницы в магнитных полях, создаваемых двумя катушками. Эта разница, в свою очередь, зависит от размера тока, пропускаемого от сенсорного блока.
Биметаллические датчики температуры
Работу биметаллических датчиков температуры мы рассмотрели выше. Основной принцип работы таких датчиков заключается в свойстве веществ расширяться и сужаться в зависимости от их температуры. У металлов такое сужение едва заметно даже в случае, когда мы измеряем их огромные масштабы. Но главное в том, что у разных металлов коэффициент такого расширения также отличается. Что это нам даёт. Давайте плотно и надёжно приклеим две пластины из стали и меди, а затем нагреем их. В результате нагрева обе пластины совсем чуть-чуть увеличатся, однако, медная пластина имеет больший коэффициент расширения и потому увеличится немного больше стали, и, став немного длиннее и будучи крепко соединённой со стальной пластиной, просто согнётся, пытаясь обогнуть стальную пластину. Этот эффект в технике часто и называют "биметаллической структурой".
В биметаллическом датчике эту роль играет стержень, который едва заметно изменяет свою длину, однако, этого вполне хватает для движения стрелки указателя температуры охлаждающей жидкости.
Есть два типа сенсорных блоков, которые работают совместно с датчиками температуры: полупроводниковые и биметаллические планочные.
Полупроводниковые сенсорные блоки на сегодняшний день являются наиболее распространённым типом и состоят из элемента полупроводникового резистора в металлической капсуле. Главная особенность этого полупроводника заключается в том, что сопротивление этого полупроводника уменьшается с ростом температуры охлаждающей жидкости. По мере того, как двигатель нагревается , сопротивление датчика уменьшается, увеличивая ток в датчике.
Биметаллической принцип используется гораздо реже. Движение биметаллической полоски внутри нагревательной катушки в датчике открывает пару контактов, увеличивая или уменьшая ток, текущий к указателю на приборной панели.
Капиллярные датчики
Но есть ещё один очень старый тип датчиков температуры охлаждающей жидкости двигателя - капиллярный. Он основан на прямой связи между непосредственно датчиком и указателем температуры.
Принцип работы этого типа датчика заключается в том, что самим датчиком является ёмкость, содержащая жидкость с низкой температурой кипения, и соединённая с указателем с помощью тонкой металлической капиллярной трубки. В то время как датчик нагревается, жидкость испаряется или кипит, повышая давление в колбе. Это давление передаётся через капиллярную трубку к указателю, а там расположена так называемая трубка Бурдона, которая имеет свойство распрямляться под давлением, чтобы передвинуть индикаторную стрелку на приборной панели .
Недостатком этой конструкции является то, что все эти датчики и трубки должны оставаться единым целым механизмом, то есть довольно длинная трубка должна проходить через весь капот машины до приборной панели, что создаёт большие трудности при ремонте и обслуживании автомобиля. Кроме того, тонкая капиллярная трубка может быть легко повреждена, и когда это происходит, весь узел датчикам должен быть заменён.
Сигнальная лампа перегрева двигателя на панели приборов
Лампочка перегрева или холодного двигателя работает по тому же принципу, что биметаллический датчик температуры - нагретая металлическая пластина сгибается, соединяя контакты для этой сигнальной лампочки, впоследствии чего она загорается.
Где находится датчик температуры?
Как мы уже знаем, температурный датчик охлаждающей жидкости находится чаще всего на корпусе двигателя. Чаще всего он расположен на верхней части его корпуса и выглядит почти всегда одинаково для всех моделей автомобилей:
В датчиках температуры охлаждающей жидкости используются свойства металлов и полупроводников менять свое сопротивление при изменении температуры окружающей среды. Современные автомобили оснащены датчиками температуры , представляющими собой полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), — их сопротивление уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. По сравнению с металлическими терморезисторами полупроводниковые обладают примерно в 10 раз большим значением ТКС, т.е. изменение температуры вызывает резкое изменение их сопротивления.
Датчик включается в электрическую цепь контрольного прибора. При изменении температуры ток проходящий через датчик, изменяется, что вызывает отклонение стрелки указателя контрольного прибора. Сопротивление терморезистора датчика нелинейно зависит от температуры.
рис 1.2—схема включения датчика температуры в цепь контрольного прибора Д-датчик, У-указатель, Uбс-
напряжение бортовой сети, Iд- ток протекающий через датчик.
Устройство, работа. Во всех отечественных автомобилях применяются указатели температуры
охлаждающей жидкости (термометры) логометрического типа (рис. 1.3.), принцип действия которых
основан на взаимодействии поля постоянного магнита 6 соединенного со стрелкой
2,с результирующим магнитным полем трех измерительных обмоток (1,3,4),по которым протекает
ток, причем величина тока в обмотке 1 зависит от сопротивления датчика.
рис 1.4 —Датчики температуры охлаждающей жидкости.
I-датчик-ТМ 100А, II-датчик ТМ 106, а- устройство, б-зависимость сопротивления от температуры, 1-
полупроводниковый терморизистор, 2-токоведущая пружина, 3- корпус, 4-вывод
Датчик термометра (рис. 1.4) представляет собой латунный или бронзовый баллон (корпус) 3, на
расширенной верхней части которого выполнены шестигранник под ключ и коническая резьба для
крепления датчика. К плоскому донышку баллона прижат терморезистор 1, выполненный в виде
таблетки. Между зажимом датчика и таблеткой установлена токоведущая пружина 2, которая
изолирована от стенки баллона При низкой температуре охлаждающей жидкости сопротивление
датчика велико, поэтому ток в обмотке 1 (см. рис. 1.3) и ее магнитный поток будут малы.
Вследствие действия результирующего магнитного потока всех трех обмоток постоянный магнит и
вместе с ним стрелка 2 повернуты в левую часть шкалы указателя. С увеличением температуры
охлаждающей жидкости сопротивление терморезистора уменьшается, увеличивается ток в
обмотке 1 и создаваемый ею магнитный поток. Результирующий магнитный поток обмоток также
изменяется, и стрелка 2 поворачивается в правую часть шкалы указателя.
