Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP
Czujniki temperatury silnika
Autor: Piort Gębiś
18.03.2007.
Zmieniony 18.03.2007.
Prowadząc szkolenia dla mechaników naprawiających systemy wtrysku benzyny nieraz mówię, że silniki
krokowe uszkadzają się mechanicznie, a nie pod względem elektrycznym. Wówczas z sali protestują
przede wszystkim instalatorzy gazu, gdyż zwarcia między zwojowe, czy też przerwy w obwodach cewek
są na porządku dziennym.
{viewonly=Public}
Dostęp do pełnej wersji artykułu po zalogowaniu.
{/viewonly}
{hidefrom=Public}
Gdy podczas szkoleń stwierdzę, że jednym z najważniejszych parametrów określających pracę silnika jest
jego temperatura i nie znam takiego systemu, który nie posiadałby czujnika temperatury, to wówczas
nikt nie protestuje.
Sterownik mikroprocesorowy decydując o stosunku powietrza do paliwa bierze pod uwagę sygnały z
czujników, które przekształcają zjawiska fizyczne na sygnały elektryczne. Rzeczą zrozumiałą jest, że
dawka paliwa powinna być zwiększana przy uruchamianiu zimnego silnika, a zmniejszana przy
uruchamianiu gorącego silnika. Podczas uruchamiania silnika nie zależy nam na tym, aby wytwarzana
była mieszanka stechiometryczna – sonda lambda nie jest wówczas brana pod uwagę. W
przypadku uszkodzenia czujnika temperatury mogą pojawić się problemy z uruchamianiem silnika, a
wówczas najlepsza instalacja gazowa jest bezużyteczna. Taka sytuacja może mieć miejsce w przypadku
„zafałszowania” informacji o temperaturze. Czujnik „powie” sterownikowi,
że temperatura silnika wynosi +90 stopni C, a tak naprawdę silnik jest uruchamiany w ujemnej
temperaturze. Ważne jest zatem zrozumienie zasady pracy czujnika temperatury.
Tym bardziej, że w nowoczesnych opracowaniach sekwencyjnego wtrysku gazu producenci informują
„ (…) na podstawie ustalonego przez sterownik benzynowy czasu wtrysku benzyny oraz
bieżących odczytów parametrów z czujników (m.in. temperatury, ciśnienia) system określa odpowiednie
czasy wtrysku gazu oraz steruje zaworami gazowymi”.
Przez wiele lat w samochodach jako czujniki temperatury stosowane były termistory
Termistory, jako podzespoły elektroniczne, zmieniają swoją rezystancję w zależności od temperatury w
jakiej się znajdują. Przekształcanie zatem temperatury na napięcie elektryczne (bo tylko taką informację
może przyjąć przetwornik analogowo-cyfrowy współpracujący z mikroprocesorem) jest bardzo łatwe.
Można sobie wyobrazić, że w najprostszym przypadku szeregowo z termistorem połączony jest rezystor
zasilany ze stałego napięcia 5V.
Jeżeli wartość rezystora w jakiejś temperaturze będzie równa wartości termistora, to wówczas napięcie
wejściowe na przetwornik analogowo-cyfrowy wyniesie 2.5V. Przetwornik A/C to po prostu wewnętrzny
woltomierz, który przekazuje mikroprocesorowi informację o napięciu w sposób cyfrowy. Jeżeli w pamięci
mikroprocesora będzie zapisana informacja, że napięcie 2.5V odpowiada temperatura 60 stopni C, to w
przypadku pojawienia się takiego napięcia na wejściu sterownika w punkcie ZL1-1, sterownik będzie
dawkował paliwo w ilości odpowiedniej dla temperatury 60 stopni C. Przy innej temperaturze będzie inna
rezystancja termistora, inne napięcie i inna dawka paliwa.
Czujniki w zależności od marki samochodu różnią się między sobą. Najczęściej w temperaturze 20 stopni
C termistory mają rezystancję kilku kiloomów, ale są i przypadki, że kilkudziesięciu. Najczęściej ze
wzrostem temperatury rezystancja czujnika maleje, ale nieraz rośnie (pozystory). Zdarza się także, że
końcówka ZL1-2 podłączona jest nie do masy, a do 5V. Z dwóch czujników, które znajdują się w korpusie
silnika, ten będzie informował sterownik wtrysku, który ma dwie końcówki. Ten z jedną przekazuje
informację na deskę rozdzielczą. Spotyka się również czujniki zintegrowane –podzespół z czterema
końcówkami.
Sprawdzić czujnik temperatury można za pomocą zwykłego omomierza. Pamiętać tylko należy o
odłączeniu czujnika od instalacji elektrycznej samochodu, gdyż omomierz przy pomiarach posiłkuje się
http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 26-12-2009, 14:51
Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP
wewnętrzną baterią. Mając dane techniczne zmieniając temperaturę płynu w którym zanurzamy czujnik
możemy obserwować, czy prawidłowo zmienia się rezystancja. W praktyce pewniejszą metodą jest
pomiar napięcia. Przy odłączonym czujniku mierząc napięcie stwierdzamy, że na końcówce ZL1-1 będzie
występowało napięcie +5V, a na ZL1-2 potencjał masy (0V). Po podłączeniu czujnika napięcie na
końcówce ZL1-1 spadnie poniżej 5V w zależności od rezystancji czujnika. Gdyby w obwodzie czujnika
występowała przerwa, to napięcie na końcówce ZL 1-1 nadal pozostawałoby na poziomie 5V. A przerwa w
praktyce powstać może przecież w dowolnym miejscu – na złączu, w przewodzie
doprowadzającym lub też samym sterowniku.
Mając daną tylko charakterystykę w postaci zmian rezystancji w funkcji temperatury łatwo można
określić również charakterystykę w postaci napięcia - posługując się potencjometrem. Potencjometr
należy umieścić zamiast czujnika. Jest on również przydatny, gdy chcemy sprawdzić jak będzie reagował
silnik na zmianę rezystancji. W celu zasymulowania czujnika temperatury polecam zastosowanie
potencjometrów audio-stereo. Wówczas jeden obwód potencjometru można podłączyć do instalacji
elektrycznej samochodu, a do drugiego można podłączyć omomierz. Taka metoda pozwala obserwować
wartość ustawianej rezystancji, gdyż obie ścieżki oporowe potencjometru nie są ze sobą połączone
elektrycznie.
Przypadki z życia pokazują, że nawet serwisy wyposażone w bardzo dobry sprzęt diagnostyczny, który
umożliwia „czytanie” parametrów rzeczywistych, popełniają podstawowe błędy.
Przykładem może być niepotrzebna wymiana czujnika temperatury, gdyż nie sprawdzono wcześniej
poziomu płynu chłodzącego i czujnik znajdował się w powietrzu (nie odzwierciedlał temperatury silnika).
Nie dysponując dokładnymi danymi technicznymi należy pamiętać, że konstruktorzy samochodów ze
względu na dużą awaryjność termistorów będą w przyszłości korzystać również z innych typów czujników.
Już w niektórych modelach samochodów stosowane są czujniki półprzewodnikowe. Przy tego typu
czujnikach sprawdzanie ich za pomocą omomierza nie jest możliwe.
Przyszłość przyniesie nam jeszcze bardziej nowoczesne rozwiązania. Nie usunie nam jednak z systemów
pomiaru temperatury.
mgr inż. Ryszard Hołownia
{/hidefrom}
http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 26-12-2009, 14:51