Vikupautomsk.ru

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

АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТИ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА АВТОМОБИЛЕ

Датчик температуры двигателя электронного блока управления

Библиографическая ссылка на статью:
Щербаков М.Е., Яковлев В.Ф. Анализ погрешности датчика температуры охлаждающей жидкости на автомобиле // Современная техника и технологии. 2014. № 10 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2014/10/4624 (дата обращения: 16.04.2021).

Температуру охлаждающей жидкости на автомобиле измеряют с помощью полупроводникового датчика − терморезистора (ДТОЖ) [1, c.48]. Датчик закреплен в рубашке водяного охлаждения двигателя так, что поток охладителя его омывает.

Сопротивление терморезистора в датчике меняется от 100 кОм при низких температурах до 10 ÷ 30 Ом при температуре 130 ºС.

Терморезистор датчика подключен к общей шине электронного блока управления двигателем (ЭБУ) и напряжению питания V 5 В через резистор R (Рис.1) [2, c.3].

Рис.1. Схема подключения ДТОЖ к ЭБУ

Таким образом, образуется делитель напряжения и ЭБУ измеряет падение напряжения на сопротивлении датчика Rt, косвенно определяя температуру охладителя. Температура в системе охлаждения двигателя является важным параметром и используется во многих подпрограммах программного обеспечения ЭБУ двигателя. Например, от температуры двигателя зависят состав топливо – воздушной смеси, угол опережения зажигания и т.д.

В таблице 1 приведены параметры ДТОЖ автомобилей ВАЗ и GM[1, c.50].

Таблица 1. Параметры ДТОЖ

Температура, ºСВыходное напряжение, ВСопротивление терморезистора, Ом
-404.95>100000
-84.6814628
4.529420
104.255670
203.893520
303.462238
402.971459
502.47973
602.00667
701.59467
801.25332
900.97241
1000.75177

Напряжение с выхода делителя Vx подается на аналоговый вход микроконтроллера. По значениям Vx контроллер вычисляет Rt, затем по калибровочной таблице 1 температуру.

(1)

Здесь V – напряжение +5 В, оно используется для электропитания большинства электронных компонентов ЭБУ, оно же иногда используется в качестве опорного для аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.

Температура охладителя определяется по калибровочной таблице 1:

(2)

Следует учесть и саморазогрев терморезистора протекающим через него током. Величина саморазогрева зависит от конструкции и размещения датчика. Для ДТОЖ саморазогрев составляет 1ºС на 1.3 мВт [1, с.47].

(3)

Оценим абсолютную погрешность ДТОЖ, например, для рабочей температуры охладителя 80 ºС:

(4)

По таблице 1 для 80 ºС определим:

(5)

(6)

Здесь ΔVx – погрешность квантования в АЦП микроконтроллера, для 10-ти разрядного АЦП:

(7)

Величина ΔV определяется по характеристикам применяемого стабилизатора напряжения. В российских контроллерах применяется микросхема TLE 4267 [3, с.83].с нестабильностью выходного напряжения ±2%, т.е. ΔV = 5·0.02 = 0.1 В. При использовании этого же напряжения в качестве опорного для АЦП составляющей ΔV погрешности пренебрегают.

Из таблицы 1 следует, что R имеет сопротивление 1 кОм, величина ΔR определяется классом точности резистора, если это ±1%, то ΔR = 10 Ом

При определении ΔRt рассматриваем наихудший случай и все составляющие погрешности суммируем. Расчет дает значения ΔRt = 13.8 Ом и Δt = 1.35ºС.

Температуру охладителя нет необходимости измерять более точно, калибровка измерительной цепи в данном случае также не применяется.

Библиографический список

  1. Соснин Д.А. Автотроника. Электрическое, электронное и автотронное оборудование легковых автомобилей, – М., Солон-Пресс, 2010. – 384 с.
  2. Яковлев В.Ф., Исмагулов М.К., Кузькин К.В. Датчики автомобильных электронных систем. Альманах современной науки и образован. Изд-во Грамота, Тамбов, 2009, №11, с.98-99.
  3. Соснин Д.А., Яковлев В.Ф. Новейшие автомобильные электронные системы, – М., Солон-Пресс, 2005. – 247 с.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:

&copy 2021. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».

Датчики электронной системы управления двигателем

На современных автомобилях российского и импортного производства используется инжекторная система подачи топлива. Чтобы обеспечить оптимальный режим работы двигателя и своевременную подачу необходимой топливно-воздушной смеси в цилиндры, используются специальные датчики, которые подают сигнал на электронный блок управления (или «ЭБУ»). А он, в свою очередь, анализируя полученные сигналы, принимает решение о том или ином порядке действий. В совокупности датчики и электронный блок управления образуют электронную систему управления двигателем, или инжектор. Более конкретно остановимся на функциях каждого датчика.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Он установлен в патрубке головки блока цилиндров и представляет собой термистор – резистор, способный изменять свое электрическое сопротивление под воздействием температуры. ЭБУ анализирует величину сопротивления (точнее падение напряжения) на датчике и, исходя из этого, отдает необходимые команды системе питания. Особенно это заметно при пуске двигателя в холодную погоду. Наверное, вы не раз обращали внимание на повышенные обороты коленчатого вала при прогреве двигателя.

Датчик детонации: что это

Этот датчик вмонтирован в верхнюю часть блока цилиндров. Его функция – улавливание детонационных стуков в цилиндрах ДВС. Чем сильнее стуки, тем более интенсивно генерируются импульсные напряжения на датчике, которые считываются электронным блоком управления.

Датчик массового расхода воздуха

Он устанавливается на воздушном рукаве системы фильтрации. Датчик изменяет сигнал путем увеличения или уменьшения напряжения в зависимости от количества проходящего через него воздуха. Помимо этого, в датчик встроен еще один датчик – датчик температуры воздуха. Он представляет собой термистор, как и датчик температуры охлаждающей жидкости. При выходе датчика из строя на панели приборов загорается сигнальная лампа «CHECK ENGINE», и ЭБУ принимает решения на основе фиксированного значения температуры воздуха, равного 33 градусам Цельсия.

Датчик скорости

Он монтируется в коробку передач автомобиля и вырабатывает 6 импульсов каждый 1 метр пробега машины. Анализируя количество импульсов, электронный блок управления определяет скорость движения машины.

Читать еще:  Шевроле реззо какое масло лить в двигатель

Датчик положения дроссельной заслонки

Он устанавливается на дроссельном узле и жестко фиксируется на оси вращения дроссельной заслонки. При нажатии на педаль акселератора датчик изменяет свое напряжение. Чем сильнее нажатие на педаль, тем сильнее отклоняется заслонка и тем больше увеличивается выходное напряжение датчика. Получая эту информацию, ЭБУ увеличивает количество впрыскиваемого форсунками топлива, и двигатель начинает набирать обороты. Датчик воспринимает закрытую заслонку как нулевую отметку. В этом случае количество подаваемого воздуха в обход заслонки зависит от положения электромагнитного клапана регулятора холостого хода, установленного также в дроссельном узле.

Датчик положения коленчатого вала

Устанавливается на крышке масляного насоса напротив шкива привода генератора и определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя. На шкив генератора нанесены специальные зубья (58 зубьев. Два зуба срезаны для формирования специального импульса синхронизации, связанного с положением поршней 1 и 4 цилиндра в верхней мертвой точке) . Проходя через датчик, зубья попадают в магнитное поле датчика. На основе этого датчик формирует специальные импульсные сигналы переменного тока, которые поступают в электронный блок управления. Анализируя полученные данные, ЭБУ делает вывод о частоте вращения коленчатого вала.

Датчик концентрации кислорода (лямбда зонд)

Устанавливается на приемной трубе системы выпуска отработавших газов. Датчик функционирует при температуре не ниже 300 градусов Цельсия. Поэтому для быстрого его нагревания в него встроен нагревательный элемент. Взаимодействуя с кислородом, попадающим в систему выпуска, датчик посылает определенные сигналы на электронный блок управления, который создает поправочные команды для изменения концентрации топливно-воздушной смеси. Форсунки воспринимают импульс от электронного блока управления и изменяют величину впрыскиваемого во впускной коллектор количества топлива.

Датчик фаз

Устанавливается на заглушке головки блока цилиндров. На распределительном валу имеется специальный металлический выступ – штифт, который проходит через магнитное поле датчика. Исходя из этого, датчик формирует специальный сигнал низкого напряжения. Сигнал по времени совпадает со временем нахождения поршня 1 или 4 цилиндра в верхней мертвой точке. Необходим для того, чтобы электронный блок управления своевременно отдавал команды форсункам на впрыскивание необходимого количества топлива.

Анализируя сигналы от каждого датчика, электронный блок управления принимает оптимальное решение, касательно режимов работы двигателя автомобиля. Все это обеспечивает надежную работу всех систем и агрегатов, а также увеличивает эксплуатационные характеристики деталей и узлов машины.

Контроль прочих систем и отдельных датчиков в D-OBD

Контроль отдельных систем и датчиков в D-OBD выполняется аналогично алгоритмам OBD у бензиновых двигателей. Поэтому мы лишь кратко остановимся на некоторых деталях. Общий контроль прочих систем и датчиков зависит от типа автомобиля и уровня оснащения. Проверяется электрическая функция всех датчиков, исполнительных механизмов и выходных каскадов, а также правдоподобность сигналов. Каждый ЭБУ контролирует подключенные к нему датчики, исполнительные механизмы и выходные каскады по падению напряжения. Проверка выполняется по следующим критериям:

  • входные и выходные сигналы;
  • замыкание на массу деталей и/или сигнальную массу;
  • КЗ детали или сигнала;
  • обрыв цепи.

Отдельные датчики, как и в случае с OBD бензиновых двигателей, проверяются на три типа ошибок — правдоподобность сигналов датчиков, постоянно измеряемые значения и выходы за пределы диапазонов.

Диагностика CAN — шины

ЭБУ дизельного двигателя «знает» блоки управления, относящиеся к D-OBD и обменивающиеся данными по CAN — шине. При отсутствии ожидаемых сообщений от определенного электронного блока распознается и регистрируется неисправность. Примеры ЭБУ на CAN — шине, имеющих отношение к D-OBD:

  • ЭБУ с блоком индикации на панели приборов;
  • ЭБУ систем управления динамикой движения;
  • ЭБУ АКПП;
  • ЭБУсвечей накаливания;
  • ЭБУ системы восстановления фильтра или SCR.

Если CAN — шина исправна, то все подключенные к ней ЭБУ регулярно отправляют данные на блок управления двигателем. Тот распознает, что все ожидаемые сообщения получены, и обмен данными работает нормально. При обрыве CAN — шины один или несколько ЭБУ не будут отправлять данные. Эту ситуацию распознает ЭБУ двигателя, идентифицирует такой или такие ЭБУ и регистрирует соответствующую неисправность.

Для D-OBD важно, чтобы обмен данными по CAN — шине происходил нормально. По шине данных отправляются команды других ЭБУ на включение индикатора MIL. При наличии неисправности, к примеру, в ЭБУ АКПП через CAN — шину на блок управления двигателем должен быть отправлен сигнал активации индикатора MIL, поскольку неисправность в АКПП может иметь последствия и для системы выпуска ОГ.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

Для проверки правдоподобности измеренных значений датчика температуры охлаждающей жидкости оценивается реальное время прогрева в заданном временном промежутке. Измеренные значения считаются правдоподобными, если датчик температуры ОЖ при работающем двигателе выдаст в течение заданного времени определенное пороговое значение или определенный рост температуры. При этом заданное время зависит от начальной температуры ОЖ.

Так, например, начальная температура ОЖ более 10 °С в течение 2 минут может превысить 20°С. Если при начальной температуре менее 10°С датчик в течение 5 минут распознает рост температуры ОЖ на 10°С, то сигнал также будет считаться правдоподобным. В этих случаях исходят из того, что датчик ОЖ исправен.

Если при начальной температуре менее 10°С в течение 5 минут она не вырастет до 20°С или на 10°С, значит значения неправдоподобны. Неисправен сам датчик или его цепь, регистрируется неисправность.

Датчик температуры топлива

Все системы впрыска дизельного топлива подают больше топлива, чем необходимо для работы двигателя. Излишек топлива возвращается в бак через возвратный трубопровод, датчик температуры топлива и радиатор охлаждения топлива. В современных системах впрыска высокого давления температура возвратного топлива достигает 140°С. Сигналы датчика температуры топлива используются также для подключения или отключения радиатора охлаждения топлива или нагревателя топлива. Датчик температуры топлива представляет собой датчик с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Он находится в возвратном трубопроводе, между топливным насосом и радиатором охлаждения топлива.

Читать еще:  Датчик температуры для газели 406 двигатель карбюратор

Вязкость дизельного топлива изменяется в зависимости от температуры. Таким образом, температура топлива непосредственно влияет на фактически впрыскиваемое количество топлива, что, в свою очередь, влияет на токсичность выхлопа двигателя. Чтобы учесть плотность топлива при различных температурах блоку управления двигателем требуется фактическая температура топлива — для расчета момента начала впрыска и объема впрыска. В системах Common Rail температура топлива влияет также на фактическое давление в магистрали. Необходим контроль работоспособности датчика. Диапазон измерения у датчика температуры топлива, как правило, составляет от -40 °С до 120°С. ЭБУ учитывает изменение вязкости путем коррекции времени открывания форсунок. Вообще, значения считаются правдоподобными, если в течение цикла движения температура топлива поднимается на определенное количество градусов — например, на 10°С или в течение нескольких часов работы регистрируется заметно больший рост температуры топлива, например, на 30°С.

Термоанемометрические пленочные датчики массового расхода воздуха

Датчики массового расхода воздуха особенно чувствительны к загрязнению маслом и к отложениям. На основе оборотов, давления наддува и температуры наддувочного воздуха блок управления двигателем вычисляет номинальную массу воздуха. Фактически измеренное датчиком массового расхода воздуха значение сравнивается с вычисленным, и образуется относительная величина. Если в течение заданного интервала времени относительная величина превышает определенное пороговое значение, то распознается неисправность. Если датчик массового расхода воздуха в порядке, то вычисленное относительное значение колеблется около нуля. С помощью проверки правдоподобности функции датчика массового расхода воздуха можно распознать следующие неисправности:

  • негерметичность в тракте забора воздуха двигателя;
  • загрязнение датчика массового расхода воздуха, поскольку измеренные значения не отражают фактический режим работы двигателя;
  • клапан рециркуляции, заклинивший в открытом положении;
  • неправильно работающую систему охлаждения наддувочного воздуха.

Лямбда-зонд и регулирование обогрева лямбда-зонда

У дизельных двигателей в сочетании с системами фильтрации частиц используются лямбда-зонды. В силу характеристики сигнала и всегда бедных смесей у дизельных двигателей для этого очень подходят широкополосные лямбда-зонды. Правдоподобность измеренной лямбда-зондом концентрации кислорода в ОГ можно проверить в двух рабочих точках. В диапазоне частичной нагрузки значение лямбда можно сравнить с концентрацией кислорода, вычисленной на основе расхода впрыска и поступившей массы воздуха. Разность между вычисленным и измеренным значениями допускается лишь в пределах узкого диапазона. В режиме принудительного холостого хода проверка правдоподобности выполняется в сравнении с концентрацией кислорода в окружающем воздухе (20,6%). Поскольку впрыск не выполняется, измеренная концентрация кислорода в ОГ должна примерно соответствовать концентрации кислорода в окружающем воздухе. Если ЭБУ двигателя в обоих случаях выявит слишком большую разность этих значений, то будет зарегистрирована неисправность, но индикатор MIL не загорится, поскольку неисправности лямбда-зонда у дизельных двигателей не приводят к увеличению выбросов и поэтому не контролируются системой D-OBD.

В рамках проверки электрической функции элементов систем фильтрации частиц контролируется и регулировка обогрева лямбда-зонда. При этом значение внутреннего датчика температуры лямбда-зонда сравнивается с температурой в нормальной рабочей точке. Если ЭБУ двигателя при проверке выявит слишком большое отклонение температуры от заданной номинальной, то ЭБУ зарегистрирует неисправность системы выпуска ОГ и загорится индикатор MIL.

Сигнал скорости

Сигнал скорости используется многими ЭБУ. Информация о скорости движения передается на электронику от датчиков ABS или отдельного датчика скорости. Датчики проверяются на наличие электрических неисправностей. Сигнал скорости косвенно сравнивается с фактическим расходом впрыскиваемого топлива и соответствующими оборотами двигателя. ЭБУ определяет правдоподобность сигнала скорости по сравнению с другими данными. Еще одной возможностью является прямая обработка фактического сигнала датчика скорости и проверка его правдоподобности. При выявлении неправдоподобных значений ЭБУ регистрирует неисправность и загорается индикатор MIL.

Датчик температуры охлаждающей жидкости в автомобиле — как он работает

  • Датчик температуры охлаждающей жидкости в автомобиле — как он работает
  • Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости?
  • Что собой представляет современный ДТОЖ – его устройство
  • Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания оборудована датчиком температуры, который показывает, на сколько нагрета охлаждающая жидкость. От ее температуры будет зависеть оптимальность созданной топливной смеси.

  • Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости?
  • Что собой представляет современный ДТОЖ – его устройство
  • Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости?

С помощью датчика в системе ДВС можно постоянно контролировать температурные показатели внутри двигателя. Когда мотор работает, происходит повышение температуры его главных узлов. Для того, чтобы забрать это тепло, которое концентрируется в цилиндрах, и нужна эта охлаждающая жидкость. Во время заборов тепла температура цилиндров и блока меняется. Именно эти колебания фиксируются датчиком температуры охлаждающей жидкости, после чего информация поступает на электронный блоку управления автомобиля. После того, как сигнал принят, становится понятно, каково состояние мотора, то есть работает ли он при заданной температуре, холодный он или слишком нагретый, как именно прогревается.

1) Выставить опережение или запаздывание зажигания. Если угол зажигания выставлен правильно, то объем отработанных газов будет значительно меньшим, машина будет потреблять меньше горючего, а работа двигателя в целом будет более рациональном;

2) Обогащается бензин в случае машины с системой впрыска горючего. Сразу после того, на блок управления приходит сигнал о том, что температура движка малая, то есть мотор холодный, то он моментально увеличивает продолжительность импульса, который передается форсункам, за счет чего исключаются колебании во время прогревания двигателя, а также обеспечивается оптимальность его работы в режиме холостого хода. Когда температура повышается, то горючая смесь обедняется блоком, из-за чего машина выдает меньший выхлоп, а расход бензина падает. Если датчик не работает, то ЭБУ не может контролировать процессы в двигателе и моторе, от чего смесь становится чрезмерно обогащенной (что не совсем нужно), загрязняется и потребляется в чрезмерном количестве.

Читать еще:  Что означает лампочка неисправность в двигателе

3) Изменение и контроль над параметрами горючей смеси в условиях замкнутого и разомкнутого контура. В случае поломки ДТОЖ, ЭЮУ не среагирует на импульсы от кислородного датчика (до тех пор, пока хладагент не нагреется или не остынет до нужной температуры), то есть блок управления будет лишен обратной связи (он ведь не видит каков номер посыла), а от этого не будет улучшен холостой ход, а топливная смесь не будет обогащена для работы в холодном моторе. Говоря простыми словами, работа мотора полностью нарушится.

Кроме всего прочего, температурный датчик нужен для осуществления контроля над вращением коленчатого вала, продувкой элемента для фильтрации в механизме улавливания паров от топлива, блокировкой при прогревании муфты гидротрансформатора коробки передач, повышением оборотов на холостом ходу.

Что собой представляет современный ДТОЖ – его устройство

Если рассмотреть температурные датчики, которые изготавливались до недавнего времени, то они представляли собой обыкновенное термореле, выполняющее свою функцию, то есть держать температуру движка на нужном показателе, только при условии, что контакт закрыт. А вот обогащать топливную смесь он мог, наоборот, при открытом контакте.

Современные ДТОЖ обладают более широким функционалом, а вероятность его поломки сведена к минимуму. Такие датчики крайне редко выдают «глюки», так как их схема работы очень надежная и продуманная. Датчики, которые выпускаются сегодня, представлены в виде резистора (термистора), способный в секунды менять показатель своего сопротивления в зависимости от температурных колебаний. Эти резисторы выполнены из никелевого, кобальтового оксидов или других материалов, которые обладают характеристиками полупроводника. Когда температура повышается, то в термисторе увеличивается число свободных электронов, из-за чего уменьшается его сопротивление.

Резистор, то есть датчик температуры охлаждающей жидкости, помещают в защитный корпус, который способен проводить тепло. В корпусе есть электрический соединительный разъем и специальная крепежная резьба. У термистора температурный коэффициент отрицательный, поэтому его сопротивление максимально только тогда, когда мотор холодный. Когда температура повышается, то сопротивление уменьшается вместе с напряжением температурного датчика. Начальное сопротивление равно примерно 5 вольтам. ЭБУ определяет температуру охладителя по показаниям этих «скачков».

Следует отдельно отметить, что по последним разработкам вместе с основным датчиком, который расположен в выпускном патрубке ГБЦ, устанавливают и дополнительный, который локализируют в выходной точке радиатора. Благодаря такой схеме температура определяется более совершенным способом. Именно из-за наличия второго температурного датчика ЭБУ более качественно выполняет свои функции.

Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости

Любой серьезный дефект датчика (разные «глюки», создаваемый для ЖБУ помехи) можно решить единственным способом – заменить датчик. Смешить с этим делом никак нельзя. Сначала нужно продиагностировать двигатель с помощью специальных компьютерных программ, которые всего за несколько минут проверят датчик вместо со всеми параметрами системы охлаждения, после чего будет выведен код одной или нескольких ошибок, которые мешают нормальной работе ДТОЖ. Если знать этот номер, то можно будет эту ошибку сбросить и покидать стены автосервиса.

Если менять датчик действительно нужно, то есть он продолжает глючить даже после того, как были сброшены ошибки, то устанавливать нужно только оригинальное устройство, маркировка которого совпадет со старым датчиком. Совет специалистов таков: «левые» изделия ставить нельзя, так как предусмотреть последствия от их установки невозможно. Каков бы ни был производитель, неоригинальное устройство почти сразу начнет подтормаживать и глючить.

Диагностировать неисправности ДТОЖ можно и «на глаз». Так можно будет заметить, есть ли где-то отверстия, из которых вытекает охладитель, появились ли в корпусе датчика трещины, заржавели ли зажимы. Если такие неисправности имеют место быть, то датчик можно не менять. Для более серьезной проверки датчика на работоспособность нужно измерять его сопротивление и напряжение. Определить эти показатели можно с помощью вольтметра и осциллографа, которые есть на любой станции технического обслуживания. После получения результатов, показания нужно сравнить с теми, которые указаны в технической документации самого датчика. Если грамотно проверить ДТОЖ, то можно точно определить, почему он неисправен. Причины могут быть следующими:

— оборвалась проводка;

— вышел из строя термостат или вентилятор для охлаждения;

— где-то происходит потеря напряжения или короткое замыкание и т.д.

Можно долго гадать о том, почему же датчик температуры работает неправильно, но окончательный вердикт можно вынеси только после проведения профессиональной диагностики специалистом. И последнее – менять описанное устройство можно только после того, как в системе охлаждения останется очень незначительное количество жидкости для охлаждения. Слить нужно столько субстанции, чтобы датчик возвышался над жидкостью, а не находится в ней.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector