Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Диагностика датчика температуры двигателя

Общие сведения о датчике температуры двигателя

Датчик температуры двигателя (ДТД), или как его чаще называют — датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) является регистратором температуры двигателя и представляет собой термистор, т. е. резистор, сопротивление которого существенно изменяется даже при незначительном изменении температуры.
В качестве чувствительных элементов таких датчиков используются вещества, способные изменять какое-либо свойство или параметр (обычно электрическое сопротивление) при нагреве или охлаждении.

Датчик ввернут в проточный патрубок охлаждающей системы двигателя и его чувствительный элемент постоянно находится в потоке охлаждающей жидкости. При низкой температуре двигателя датчик имеет высокое сопротивление (около 100 кОм при —40 °С), а при высокой температуре — низкое (10…30 Ом при 130 °С).

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ двигателя) подает к датчику через сопротивление определенной величины стабилизированное напряжение 5 В и с помощью делителя измеряет падение этого напряжения на датчике.
Падение напряжения будет значительным на холодном двигателе и небольшим, когда двигатель прогрет. По измеренному падению напряжения на датчике блок управления посредством программы определяет температуру охлаждающей жидкости и двигателя. Эта температура влияет на работу большинства систем, которыми управляет электронная автоматика.

Например, по температуре двигателя корректируется состав топливовоздушной смеси (ТВ-смеси): для холодного двигателя смесь должна быть обогащена, для прогретого — обеднена.
Угол опережения зажигания также корректируется по температуре двигателя.

Неисправности датчика температуры

Обрыв (плохое соединение) в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости интерпретируется в электронном блоке управления (ЭБУ) двигателя как низкая температура двигателя. ТВ-смесь при этом излишне обогащается, и двигатель начинает работать неэкономично, загрязняет окружающую среду. В регистраторе неисправностей (в памяти ЭБУ двигателя) будет записан код «Работа двигателя на богатой ТВ-смеси».

Замыкание в цепи или неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости интерпретируется в ЭБУ как перегрев двигателя. Система впрыска топлива будет формировать переобедненную ТВ-смесь, и работа двигателя станет неустойчивой. В памяти регистратора ЭБУ двигателя запишется код неисправности «Работа двигателя на бедной ТВ-смеси».

Датчик температуры охлаждающей жидкости следует проверять в следующих случаях:

• при обнаружении в регистраторе неисправностей соответствующих кодов;
• при затрудненном пуске, неустойчивой работе или остановках двигателя на холостом ходу;
• при повышенном расходе топлива, детонации или повышенной концентрации окиси углерода СО в отработавших газах;
• при негаснущей контрольной лампе «перегрев двигателя» (если имеется).

Проверка компонентов системы охлаждения двигателя

Перед проверкой датчика температуры охлаждающей жидкости следует убедиться в исправности системы охлаждения двигателя.

Система охлаждения должна быть правильно заправлена охлаждающей жидкостью.
Радиатор и резервуар расширителя должны быть заполнены по норме.
Следует помнить, что крышку на радиаторе или расширителе можно снимать только при остывшем двигателе, иначе охлаждающая жидкость с рабочей температурой более 100 °С может выплеснуться под давлением паров и причинить ожоги.
Для нормального функционирования датчика его рабочая часть должна постоянно находиться в потоке охлаждающей жидкости.

Крышка радиатора должна быть герметичной, иначе в системе охлаждения могут образоваться воздушные «карманы» и показания датчика температуры будут неверными.
Тип охлаждающей жидкости должен соответствовать рекомендациям производителя.
Вентилятор должен нормально работать, чтобы двигатель не перегревался.
Если в системе охлаждения установлены термостат или электроконтактный термовыключатель, то необходимо убедиться в их работоспособности.

Диагностика ДТОЖ с помощью мультиметра и контактного пирометра

С помощью мультиметра в отключенном от жгута датчике температуры охлаждающей жидкости проверяется сопротивление терморезистора. Выходное напряжение датчика проверяется при подключенном жгуте. Оба этих параметра должны соответствовать спецификации.

Непосредственно на работающем двигателе автомобиля температура проверяемого датчика может быть проконтролирована с помощью контактного пирометра. Пирометр – это прибор для контактного или бесконтактного (дистанционного) измерения температуры какого-либо объекта (рис. ниже).
Если датчик температуры исправен, а соответствующий код неисправности сохраняется в памяти ЭБУ двигателя, то, скорее всего, проблема с соединительным жгутом.
Проводка между датчиком и ЭБУ двигателя проверяется по методикам и диагностическим картам производителя.

Неисправный датчик не будет соответствовать стандартным параметрам и должен быть заменен, так как ремонту не подлежит.
Номинальное (рабочее) значение температуры охлаждающей жидкости варьируется в зависимости от моделей двигателя. На одних моделях термостат открывается при температуре 82 °С, на других — при 90 °С и выше.
Прежде чем заменять датчик, следует убедиться, что двигатель работает с температурой, оговоренной в спецификации.

В кустарных условиях проверку датчика температуры с помощью мультиметра можно выполнить, погружая датчик поочередно в горячую и холодную жидкость (например, воду). Терморезистор датчика должен реагировать на изменение температуры изменением сопротивления, что можно определить по показаниям омметра в мультиметре.
Конечно, такая проверка лишь приблизительно диагностирует правильную работу датчика и соответствие параметров сопротивления термистора требованиям спецификации.

Диагностика датчика температуры с помощью сканера

На дисплей сканера, подключенного к бортовому диагностическому разъему, выводятся текущие значения температуры охлаждающей жидкости. Измерение текущего (изменяющегося под воздействием температуры) значения сопротивления датчика не требуется, так как сканер автоматически сопоставляет эти значения с указанными в спецификации значениями напряжения и температуры датчика.

Эти значения сравниваются со значениями температуры, полученными с помощью исправного контактного пирометра.
Если разница превышает 5 °С, проверяются на исправность цепь подключения датчика к ЭБУ двигателя и разъем на датчике, контакты которого не должны быть окислены.
При исправном жгуте вероятнее всего неисправен датчик, и его заменяют.

Устройство, принцип действия, диагностика датчиков температуры

Датчики температуры двигателя. Engine coolant temperature sensor Intake air temperature sensor. Существуют различные типы систем управления двигателем, устройство которых может различаться в значительной мере. Но в любой из систем управления двигателем обязательно применяется датчик температуры охлаждающей жидкости. В большинстве систем применяется датчик температуры воздуха во впускном тракте двигателя.

Внешний вид датчика температуры двигателя — охлаждающей жидкости (слева) и датчика температуры воздуха во впускном тракте (справа)

В зависимости от температуры охлаждающей жидкости, блок управления двигателем корректирует состав топливовоздушной смеси, частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, угол опережения зажигания. Влияние показаний датчика температуры охлаждающей жидкости на работу системы управления двигателем очень велико. Например, если вследствие неисправности рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя не совпадает с фактической температурой охлаждающей жидкости двигателя на значительную величину, двигатель может заглохнуть / не запускаться. Большинство датчиков температуры воздуха во впускном тракте аналогичны по устройству и принципу действия датчику температуры охлаждающей жидкости. В зависимости от температуры воздуха во впускном тракте, блок управления двигателем несколько корректирует состав топливовоздушной смеси. Влияние показаний датчика температуры воздуха во впускном тракте на работу системы управления двигателем особенно заметно в таких системах, где не применяется датчик расхода воздуха.

Принцип действия датчиков температуры двигателя

В качестве датчиков температуры охлаждающей жидкости и большинства датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя применяются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом — с увеличением температуры датчика температуры двигателя его сопротивление уменьшается. Датчик температуры охлаждающей жидкости устанавливается в потоке охлаждающей жидкости двигателя. При низкой температуре охлаждающей жидкости, сопротивление датчика высокое (3,52 kQ при +20 °С); при высокой температуре -сопротивление датчика низкое (240 Q при +90 °С). От блока управления двигателем, через расположенный внутри блока управления двигателем резистор с постоянным электрическим сопротивлением, на датчик температуры двигателя поступает опор. напряжение величиной 5 V. Второй вывод датчика соединён с «массой».

Схема включения датчика температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которого применяется терморезистор. ECU Блок управления двигателем.

1. Точка подключения зажима типа «крокодил» осциллографического щупа.
2. Точка подключения пробника осциллографического щупа для получения осциллограммы выходного напряжения датчика.
3. Датчик температуры.
4. Выключатель зажигания.
5. Аккумуляторная батарея.

Датчик температуры двигателя шунтирует опор. напряжение, вследствие чего, значение напряжения на датчике оказывается меньшим опор. С увеличением температуры охлаждающей жидкости (например, при прогреве двигателя), сопротивление датчика уменьшается и, соответственно, уменьшается напряжение на датчике. По величине этого напряжения блок управления двигателем рассчитывает текущее значение температуры охлаждающей жидкости двигателя.

Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости.

Температура, °С	Сопротивление, Q ± 2%
-40	100 700
-30	52 700
-20	28 680
-15	21 450
-10	16 180
-4	12 300
0	9 420
+5	7 280
+10	5 670
+15	4 450
+20	3 520
+25	2 800
+30	2 240
+40	1 460
+45	1 190
+50	970
+60	670
+70	470
+80	330
+90	240
+100	180
+130	70

Типовые неисправности датчика температуры двигателя

Наиболее распространённой неисправностью датчиков температуры двигателя, в качестве чувствительного элемента которых применён терморезистор, является несоответствие его электрического сопротивления температуре его корпуса. Чаще всего, такая неисправность проявляется как резкое увеличение электрического сопротивления датчика в очень узком диапазоне температур корпуса датчика (или в нескольких диапазонах температур), реже встречается обрыв чувствительного элемента датчика. В момент, когда температура корпуса датчика попадает в этот диапазон, сопротивление датчика резко увеличивается, вследствие чего увеличивается и напряжение на датчике. Вследствие этого, рассчитанное блоком управления значение температуры по увеличенному напряжению на датчике оказывается меньшим действительного. Если рассчитанное блоком управления двигателем значение температуры охлаждающей жидкости двигателя окажется меньшим действительного на значительную величину, блок управления может увеличить количество подаваемого топлива настолько, что двигатель заглохнет из-за переобогащения топливовоздушной смеси. Пуск двигателя при этом становится невозможным. В некоторых случаях может понадобиться замена свечей зажигания. Неисправность датчика температуры двигателя в момент её проявления можно выявить при помощи омметра путём сравнения измеренного сопротивления датчика температуры двигателя с табличным значением для данной температуры.

При необходимости проведения проверки датчика температуры, необходимо просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во всём диапазоне его рабочих температур. При проведении проверки датчика температуры необходимо дать двигателю полностью остыть, после чего записать и просмотреть осциллограмму выходного напряжения датчика во время прогрева двигателя, вплоть до момента включения вентилятора системы охлаждения двигателя (или до момента, когда вследствие неисправности диагностируемого датчика двигатель заглохнет).

Осциллограмма напряжения на исправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Прогрев холодного двигателя в режиме работы на холостом ходу. По мере прогрева, напряжение на датчике плавно и без каких либо рывков / провалов снижается.

По мере прогрева датчика, напряжение на исправном датчике должно плавно снижаться.

Осциллограмма напряжения на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости. Двигатель почти прогрелся до рабочей температуры. Отчётливо видны искажения формы осциллограммы.

Напряжение на неисправном датчике температуры охлаждающей жидкости при прогреве двигателя внезапно резко увеличивается. В этот момент, блок управления двигателем резко обогащает топливовоздушную смесь. Но так как в данном случае неисправность датчика проявляется в очень узком диапазоне температур, а следовательно и в течение короткого времени, двигатель не заглох. По мере дальнейшего увеличения температуры охлаждающей жидкости неисправность уже не проявлялась.

В качестве датчиков температуры воздуха во впускном тракте двигателя иногда применяется PN-переход (диод), например, датчик температуры воздуха встроенный в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5.

Внешний вид датчика температуры воздуха во впускном тракте на основе PN-перехода (датчик температуры встроен в корпус датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5)

С ростом температуры такого датчика при заданном токе, протекающем через датчик, напряжение на датчике снижается от 650 mV до 350 mV.