В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, который помогает 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 здесь.
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 датчиком, используются для решения нескольких задач:
• Визуальный контроль температуры силового агрегата – данные с датчика отображаются на соответствующем приборе (термометре) на приборной панели автомобиля;
• Регулировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработавших газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом – информация от ДТОЖ поступает в электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.
Датчики температуры охлаждающей жидкости используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.
Типы и конструкция датчиков температуры
В современных транспортных средствах (а также в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом которых является терморезистор (или терморезистор).Термистор — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры.Существуют терморезисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление уменьшается с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС, наоборот, увеличивается.Сегодня чаще всего используют терморезисторы с отрицательным ТКС, так как они удобнее и дешевле.
Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы.Основой конструкции является металлический корпус (цилиндр) из латуни, бронзы или другого устойчивого к коррозии металла.Корпус выполнен таким образом, что его часть соприкасается с потоком теплоносителя – здесь расположен терморезистор, который дополнительно можно поджимать пружиной (для более надежного контакта с корпусом).В верхней части корпуса имеется контакт (или контакты) для подключения датчика к соответствующей цепи электросистемы автомобиля.Также корпус имеет резьбу и изготовлен шестигранник под ключ для крепления датчика в системе охлаждения двигателя.
Датчики температуры различаются по способу подключения к ЭБУ:
• Со стандартным электрическим разъемом — датчик имеет пластиковый разъем (или колодку) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с прижимным винтом;
• Со штыревым контактом – на датчике предусмотрен один штифтовый или шпательный контакт.
Датчики второго и третьего типов имеют только один контакт, второй контакт — это корпус датчика, подключенный к «массе» электросистемы автомобиля через двигатель.Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и другой технике.
Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в самой горячей точке системы охлаждения двигателя – в выпускном патрубке головки блока цилиндров.На современных автомобилях зачастую устанавливаются сразу два, а то и три ДТОЖС, каждый из которых выполняет свою функцию:
• Датчик термометра (указатель температуры охлаждающей жидкости) – самый простой, имеет низкую точность, так как помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;
• Датчик ЭБУ на выходе головки блока – самый ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°С), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе радиатора – вспомогательный датчик низкой точности, обеспечивающий своевременное включение и выключение электровентилятора охлаждения радиатора.
Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют более достоверно контролировать его работу.
Принцип работы и место датчика температуры в автомобиле
В целом принцип работы датчика температуры прост.На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), а на терморезисторе напряжение падает в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления).Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления терморезистора (при повышении температуры сопротивление уменьшается, при понижении температуры - увеличивается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика.Измеренное значение падения напряжения (точнее, фактическое напряжение в цепи датчика) используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.
Для визуального контроля температуры силового агрегата к цепи датчика подключается специальное электрическое устройство – логометрический термометр.В устройстве используются две или три электрические обмотки, между которыми находится подвижный якорь со стрелкой.Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, причем одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры теплоносителя.В результате взаимодействия постоянного и переменного магнитных полей в обмотках он вызывает вращение якоря вокруг своей оси, что влечет за собой изменение положения стрелки термометра на его циферблате.
Для контроля работы мотора в различных режимах и управления его системами показания датчиков поступают в электронный блок управления через соответствующий контроллер.Температура измеряется по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ имеются таблицы соответствия напряжения в цепи датчика температуре двигателя.На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.
На основании показаний ДТОЖ регулируется работа системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), электропитания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и другие.Также ЭБУ в соответствии с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.
Аналогично работает датчик температуры на радиаторе охлаждения, он используется для управления электровентилятором.На некоторых автомобилях этот датчик может быть совмещен с основным для более точного управления различными системами двигателя.
Датчик температуры играет важную роль в любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, в случае поломки его необходимо как можно быстрее заменить – только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата в любом режиме.
Время публикации: 24 августа 2023 г.