для чего нужен датчик температуры воздуха во впускном коллекторе
Ремонт и техническое обслуживание автомобилей
Датчик температуры всасываемого воздуха
Общие сведения
Известно, что любое (даже самое возгораемое и взрывчатое) вещество не может гореть без кислорода, поскольку сам процесс горения, по сути, является процессом окисления, т. е. соединения элементов или компонентов вещества с кислородом. Но как компьютер (ЭБУ) узнает, сколько кислорода поступило в цилиндры двигателя?
Функция оповещения электронного блока управления о количестве воздуха, поступившего в цилиндры двигателя, возлагается на датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) с учетом информации от датчика температуры всасываемого воздуха (ДТВВ). Поскольку в воздухе содержится примерно 21% кислорода, а зависимость плотности воздуха от температуры является легко определяемой функциональной зависимостью, компьютеру несложно посчитать, какое количество кислорода (в массовых единицах) смогло попасть в цилиндр в процессе такта впуска.
Далее уже проще – зная количество кислорода в цилиндре, ЭБУ определяет оптимальное для данного режима работы двигателя количество топлива, способное обеспечить требуемые динамические и прочие показатели работы двигателя. Блок управления подает команду форсунке на впрыск требуемой порции бензина или дизтоплива, изменяя продолжительность открытого состояния клапана форсунки.
Холодный воздух плотнее теплого или горячего, в единице его объема содержится больше кислорода, следовательно, для поддержания требуемого состава топливовоздушной смеси при низких температурах требуется больше топлива. Поэтому зная температуру воздуха во впускном коллекторе можно получить более точные сведения о количестве кислорода, поступившего в цилиндры, чем опираясь лишь на информацию от расходомера (ДМРВ).
Рис. 1. Датчики температуры воздуха во впускном коллекторе
Располагается ДТВВ во впускном коллекторе, обычно на корпусе воздушного фильтра или непосредственно за ним. Он может быть выполнен отдельно или составлять общую конструкцию с датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ). Некоторые двигатели могут даже два датчика температуры воздуха (если имеется впускной сплит у коллектора или отдельные всасывающие коллекторы на шести- или восьмицилиндровых V-образных двигателях).
Принцип работы ДТВВ
При включении зажигания на датчик подается напряжение (обычно 5 В), электронный блок управления получает обратный сигнал и анализирует его. Величина сигнального напряжения изменяется пропорционально изменению температуры воздуха в коллекторе.
Неисправности датчика температуры всасываемого воздуха
Датчик температуры может быть поврежден из-за чрезмерного давления во впускном коллекторе. Минеральные твердые частицы и нефтяное загрязнение могут стать причиной потери чувствительности индикатора.
Многие проблемы в работе датчиков связаны с плохим напряжением или состоянием электрических контактов внутри прибора. Расположение датчика на двигателе также создает предпосылки плохому контакту проводки или клемм между выводом управляющего сигнала и блоком управления.
Ну и, конечно же, большую роль играет срок эксплуатации датчика – ничего вечного не бывает.
Существует несколько признаков неисправной работы датчика температуры воздуха на впуске.
Среди них можно выделить следующие:
Проверка датчика температуры всасываемого воздуха
Диагностику датчика температуры воздуха на впуске необходимо выполнять на основе измерения сопротивления и величины электрических сигналов, исходящих от него. Проверку начинают с вычисления сопротивления. Для этого пользуются омметром, сняв датчик с автомобиля, Проверка выполняется отключением питающего и сигнального проводов и подсоединения их к измерительному прибору (мультиметру).
Измерения проводят на холодном и полностью прогретом двигателе.
Рис. 2. Измерение сопротивления датчика тестером
Датчик температуры всасываемого воздуха является неразборным прибором, и какая-либо его настройка не предусматривается, поэтому при выходе из строя датчик заменяют на заведомо исправный. При ремонте и обслуживании выполняется лишь чистка контактов, проверка состояния питающих и сигнальных цепей.
При покупке нового датчика необходимо обратить внимание на его параметры, чтобы он подходил для данного автомобиля. В процессе установки ДТВВ необходимо соблюдать аккуратность, чтобы не повредить контакты, иначе устройство выйдет из строя.
С целью экономии средств (новый датчик стоит от 30 до 60 долларов в зависимости от модели) можно попытаться отремонтировать его самостоятельно, заменив термистор датчика на приобретенный в магазине термистор с такими же характеристиками (его цена не превышает 1 доллар).
Для замены термистора потребуется пайка.
После проверки работоспособности датчика проверяются электрические цепи, соединяющие датчик с блоком управления (ЭБУ). Для этого используется омметр, который включается между разъемом температурного датчика и соответствующим контактом отключенного разъема ЭБУ. Проверяется исправность каждого контакта и цепи. Значение сопротивления при измерениях должно быть близким к 0 Ом.
При выполнении данной операции необходима схема расположения контактов датчика и ЭБУ.
Далее проверяется наличие напряжения питания на разъеме при включенном зажигании. Чаще всего величина напряжения должна составлять 5 В, однако у некоторых моделей ДТВВ это значение может отличаться, поэтому необходимо уточнить его нормативное значение в паспортных данных датчика.
Для чистки датчика и его контактов применяется чистящая жидкость (карбклинер, спирт, или другой очиститель). Работать нужно аккуратно, чтобы не повредить внешние контакты датчика.
Датчик температуры всасываемого воздуха: проверка, устройство
Современные автомобили содержат большое число средств автоматизации и контроля работы оборудования. Одним из таких устройство является датчик температуры всасываемого воздуха (ДТВВ), контролирующий состояние поступающих воздушных масс из окружающей среды. Что представляет собой это устройство, и с какими неисправностями может столкнуться автовладелец, мы рассмотрим в данной статье.
Назначение и расположение
Термодатчик предназначен для контроля температуры воздуха, поступающего воздуха из окружающей среды. В зависимости от температуры воздуха, изменяется состояние воздушно-топливной смеси и температура ее вспышки в цилиндре. В случае чрезмерного остывания или нагрева воздуха на улице режим движения автомобиля может существенно отличаться. Датчик реагирует на изменение температуры и посылает сигнал на блок управления для изменения действующих параметров работы.
Поэтому прямая функция датчика температуры всасываемого воздуха заключается в измерении текущих параметров. Косвенно он предназначен для повышения или уменьшения объема подаваемой топливной смеси в соответствии с внешними факторами.
Такой датчик температуры устанавливается в системе подачи воздуха автомобиля. Как правило, он располагается в непосредственной близи от воздушного фильтра или на его корпусе, в некоторых моделях может располагаться во впускном коллекторе.
Рис. 1. Место установки датчика воздуха
Способ расположения предусматривает направление чувствительного элемента в струю воздушного потока. Поэтому место установки должно предусматривать четкую фиксацию, так как при смещении сенсора в посадочном отверстии вы получите нечеткие показания.
Устройство и принцип работы
Для лучшего понимания возможных неисправностей и сбоев в работе необходимо разобраться в его устройстве и принципе действия.
Конструктивно датчик температуры для контроля всасываемого воздуха состоит из:
Заметьте, для плотного прилегания датчика к монтируемой поверхности между ними располагается уплотнительное кольцо. В противном случае произойдет утечка воздуха из системы.
Принцип работы датчика температуры всасываемого воздуха основывается на показаниях термистора с отрицательным температурным коэффициентом. В соответствии с п.23 ГОСТ 21414-75 это такой нелинейный элемент, омическое сопротивление которого снижается по мере нагревания самого термистора. Положение датчика выбирается таким образом, чтобы сенсор взаимодействовал с движущимся воздухом напрямую, в остальном работа происходит следующим образом:
Рис. 3. Принцип работы датчика температуры всасываемого воздуха
Как видите на рисунке выше, при движении потока всасываемого в систему воздуха, он напрямую воздействует на датчик, обтекая терморезистор. В начале запуска двигателя воздух в патрубке будет холодным и при взаимодействии с термистором его сопротивление будет в пределах нескольких кОм. В случае повышения температуры воздуха в системе сопротивление датчика начнет снижаться, уменьшиться величина падения напряжения и увеличится сила тока. Как только параметр достигнет установленного предела, в цепи управления начнет протекать ток достаточный для команды блоку управления.
В случае прохождения холодного воздуха возникает утяжеляющий эффект, которые требует впрыска большего объема горючего в цилиндр для поддержания нормального режима работы. При повышении температуры, датчик отреагирует пропорциональным снижением сопротивления, и блок управления даст команду на сужение форсунок и уменьшение объема впрыскиваемого топлива. Таким образом осуществляется корректировка работы мотора, в зависимости от температуры подаваемого воздуха. Однако система может давать сбои, существенно отражающиеся на работе транспортного средства.
Признаки и причины неисправности
Для своевременного выявления неполадок, связанных как с самим датчиком, так и с работой системы подачи воздуха. Наиболее распространенными признаками неисправности датчика температуры являются:
Причиной возникновения таких факторов могут быть различные неисправности, как в самом датчике, так и в сопутствующих элементах системы подачи воздуха. Среди причин у автомобилистов часто выявляются:
Также заметьте, что причина может быть в засорении фильтра и ухудшении проходимости системы. Но для определения конкретной неисправности необходимо провести диагностику.
Диагностика и замена
Для проверки работоспособности датчика температуры можно воспользоваться как простыми методами, доступными в домашних условиях, так и прибегнуть к помощи СТО. Если вы решили диагностировать устройство самостоятельно, вам понадобиться обзавестись, хотя бы простейшим мультиметром. Процесс проверки состоит из следующих этапов:
Если двигатель только заглушили и вы не знаете величину температуры, можете извлечь датчик и принудительно охладить его.
К примеру, рассмотрим ряд температур для датчика от Лада Приора, приведенный в таблице ниже:
Таблица: зависимость сопротивления датчика от температуры
| Температура всасываемого воздуха, °С | Сопротивление, кОм |
| –40 | 39,2 |
| –30 | 23 |
| –20 | 13,9 |
| –10 | 8,6 |
| 0 | 5,5 |
| +10 | 3,6 |
| +20 | 2,4 |
| +30 | 1,7 |
| +40 | 1,2 |
| +50 | 0,84 |
| +60 | 0,6 |
| +70 | 0,45 |
| +80 | 0,34 |
| +90 | 0,26 |
| +100 | 0,2 |
| +110 | 0,16 |
| +120 | 0,13 |
Как видите, при измерении сопротивления у холодного датчика, температура которого составляет 0 °С мультиметр выдаст 5,5 кОм. Если сенсор нагреть до +70 °С, то сопротивление составит около 450 Ом. В противном случае устройство неисправно и не может правильно показывать температуру воздуха и требует замены.
Чтобы заменить вышедший со строя датчик температуры, вам необходимо выполнить несколько простых действий. Отключите шнур питания от сенсора и выкрутите его из посадочного места.
Рис. 8. Выкрутите датчик при помощи ключа
Установите в посадочное место новый датчик температуры и плотно закрутите его в корпус. Подключите разъем к блоку контактов – устройство готово к эксплуатации.
Как выбрать новый датчик?
Рядовой автомобилист может потратить уйму времени на поиски нужного сенсора всасываемого воздуха по каталогам интернет магазинов, теряясь в существующем изобилии предложений. Так как неправильно выбранное устройство может не только отказаться взаимодействовать с системами автомобиля, но и не поместиться в посадочное отверстие.
Поэтому при выборе обязательно учитывайте:
Такой подход позволит минимизировать вероятность ошибки и предоставит продавцу максимум необходимой информации. Но, если вы новичок, и плохо разбираетесь в подобных вопросах, куда проще будет выбрать нужную модель с помощью VIN-коду.
VIN-код представляет собой уникальный шифр, присущий исключительно вашему прибору. Если вы подберете для замены новый сенсор по VIN-коду, то вероятность ошибки сводится к нулю. Это наиболее точный метод выбора оборудования для вашего авто. Однако, если выбор изделия упирается в нескольких производителей, стоит рассмотреть наиболее известных из них.
Среди зарубежных компаний, выпускающих сенсоры температуры всасываемого воздуха, лучшим качеством обладают японские и германские производители. Среди которых можно выделить Denso, Bosch, Borsehung, но и цена таких моделей относится к премиальному сегменту. Если вы ищите более демократичный вариант, то обратите внимание на отечественную компанию Энергомаш, тайваньскую фирму Vika или итальянский Facet.
Признаки неисправности датчика температуры всасываемого воздуха и проверка
Автомобиль давно превратился в хитросплетение проводов и прочих электронных систем. Одна из них задает работу двигателя, каждый элемент которого важен для правильного функционирования. Датчик всасываемого воздуха – важная составляющая, неполадки которой отразятся на корректной работе двигателя.
Что такое датчик всасываемого воздуха
Система управления использует данные, полученные с ДТВВ, для оценки плотности воздуха и балансировки воздушной смеси.
Холодный воздух имеет большую плотность, в связи с чем сохранение пропорций воздушно-топливной смеси обяжет использовать необходимое количество топлива. Устройство размещается отдельно за воздушным фильтром, интегрировано в датчик массового расхода воздуха. Местоположение зависит от конструктивных особенностей отдельно взятого автомобиля.
Назначение и принцип работы
ДТВВ состоит из полупроводникового элемента (в нашем случае, термистора), имеющий инверсную зависимость величины сопротивления от температурных показателей. Если перевести на более понятный язык, то рост температуры приводит к снижению электрического сопротивления и наоборот.
Какой должна быть плотность аккумулятора и как ее при необходимости поднять – смотрите здесь.
В нашем материале вы найдете информацию об аналогах Литол 24 и их особенностях.
Принцип работы состоит в сравнении величины сопротивления и напряжения, расчета температуры. Блок управления электронной системой анализирует полученную информацию о вышеназванных величинах, которые зависят от показателей температуры. Производится ее расчет, после чего корректируется работа двигателя.
Как и когда проверять
Диагностика выполняется на принципе пропорционального изменения величины напряжения и исходящих электрических сигналов.
Итак, с чего начинается проверка:
Первое измерение покажет высокоомное сопротивление, во втором же случае – низкоомное. Прилагаемая инструкция обязательно имеет таблицу зависимости сопротивления от температуры. Большие отклонения четко дают понять о неисправности полупроводникового прибора.
[stextbox что для корректной проверки необходима карта контактов. Конструкция предполагает наличие всего двух входов, которые и участвуют в вышеназванной процедуре.[/stextbox]
Датчик температуры всасываемого воздуха является полупроводниковым, так что настроить его не получится. Все доступные манипуляции поместятся в одну строчку: чистка контактов, проверка электрического сигнала, замена.
Причины и признаки неисправностей
Для начала разберемся с признаками неисправностей:
[stextbox всего встречается проблема разности показаний температуры и расчетным сопротивлением датчика. Это выражается в стремительном росте сопротивления при минимальных температурных показателях.[/stextbox]
Это заставляет расти передаваемое на блок управления напряжение, что приводит к ошибочному расчету температуры. Система будет расценивать это как повышение количества холодного воздуха, уменьшит его концентрацию и подаст больше топлива. Вследствие этого нарушаться пропорции воздушно-топливной смеси и двигатель будет работать прерывисто (из-за перенасыщения топливом), может произойти залив свечей зажигания.
Помимо вышеназванной причины, встречаются следующие:
Ремонт датчика всасываемого воздуха
[stextbox процедуре замены нет ничего сложного. Необходимо избавиться от крепления (1-4 болта), отсоединить разъем питания и провести аналогичные действия (только в обратном порядке), но уже с новым термистором.[/stextbox]
Если же вы решились на покупку нового датчика всасываемого воздуха, то обратите внимание на совместимость. У официальных дилеров и на СТО новый прибор обойдется в 30-50 долларов в зависимости от производителя и модели рассматриваемого автомобиля.
Также вы можете изучить видео-руководство по чистке датчика всасываемого воздуха:
Важные особенности
Могло сложиться впечатление, что ДТВВ представляет собой простейшее устройство, однако и оно имеет ряд особенностей:
Датчик температуры всасываемого воздуха можно смело назвать разновидностью резистора, который пропорционально меняет сопротивление от температурной величины. На основе полученных сигналов электронный блок управление определяет температуру и регулирует подачу как холодного воздуха, так и впрыск топлива.
Причины неполадок устройства могут быть абсолютно разными, важнее вовремя заметить тревожные признаки и избавиться от корня проблемы. Путей выхода из сложного положения несколько – самостоятельно заменить термистор, воспользоваться услугами СТО. Однако и цена вопроса будет прямо пропорциональна вашему выбору.
[stextbox бы там ни было, правильная эксплуатация автомобиля позволит не только избежать неприятных ситуация, но сэкономить уйму времени, сил и денежных средств.[/stextbox]
Температура воздуха на впуске
Температура воздуха на впуске используется блоком управления двигателем для двух основных корректировок при работе двигателя внутреннего сгорания.
Принцип измерения температуры поступающего в камеры сгорания воздуха во многом похож на принцип измерения температуры охлаждающей жидкости. И там, и там изменяется сопротивление датчиков от приложенной к ним температуры.
При повышении температуры, напряжение на датчике температуры воздуха понижается и ЭБУ, на основании этих данных вносит коррективы в процесс топливоподачи и в алгоритм изменения угла опережения зажигания. Из этого следует, что датчик играет не последнюю роль в процессе управления двигателем.
Зачем нужен датчик температуры воздуха на впуске?
Зачем, вообще, измерять температуру воздуха на впуске?
Ну, во-первых, нужно понимать, что двигатель внутреннего сгорания работает на…, правильно – воздухе! По массе поступившего в двигатель воздуха рассчитывается нагрузка на двигатель со всеми вытекающими корректировками по подаче топлива и изменениями угла опережения зажигания.
Количество воздуха – это понятно и это количество можно определить по ДМРВ (датчик массового расхода воздуха – устанавливается на одну часть автомобилей) или по ДАД (датчик абсолютного давления во впускном коллекторе – устанавливается на остальную часть автомобилей).
Но зачем же нам знать температуру этого воздуха?
Всё просто. Из школьных уроков физики вспомним, что чем холоднее воздух, тем больше его плотность! Следовательно, при одном и том же объёме воздуха, холодный воздух будет иметь бОльшую массу, чем тёплый. А при расчёте топливо-воздушной смеси используется именно масса воздуха, а не объём!
Даже имеется такое понятие, как стехиометрическая топливо-воздушная смесь – это смесь, при которой топливо сгорает более полно, а каталитический нейтрализатор имеет наибольшую продуктивность.
Стехиометрия обозначается буквой “лямбда” λ.
При сжигании 1кг бензина требуется 14,7кг воздуха! – это и есть стехиометрическая смесь
Так вот, ЭБУ, зная объём воздуха и его температуру, мгновенно высчитывает его массу и корректирует топливоподачу. Это то, что касается корректировки топливо-воздушной смеси.
А причём тут угол опережения зажигания и температура воздуха на впуске? Какая связь?
Если объяснить на простом языке, то чем выше температура на впуске, тем выше шанс детонации в камере сгорания. Поэтому угол опережения зажигания пораньше особо не сделаешь. А при холодном воздухе на впуске, риск детонации меньше и можно увеличить УОЗ, благодаря чему более полно сгорит смесь и увеличится приемистость двигателя. К слову, двигатель всегда пытается работать на грани детонации – чтобы УОЗ был как можно раньше, но детонация не наступала.
Стоит отметить, что на автомобилях с ДМРВ, датчик температуры воздуха часто вмонтирован в корпус ДМРВ и составляет с ним одно целое, а на автомобилях с ДАД, он расположен отдельно, либо в торце впускного коллектора, либо перед входом во впускной коллектор.
Как проверить датчик температуры воздуха на впуске
Датчик температуры воздуха на впуске можно проверить диагностическим адаптером или мультиметром.
Проверка при помощи показаний диагностического адаптера:
Если диагностика вызвала сомнения в исправности датчика, тогда его можно проверить по этой инструкции
Если самодиагностика системы управления двигателем выявила неисправности в цепи работы датчика температуры воздуха на впуске, тогда могут выставиться вот такие ошибки:
Полный перечень кодов ошибок можно посмотреть здесь
Хочется отметить, что датчик температуры воздуха на впуске выходит из строя крайне редко. Главная его проблема – это, когда он установлен во впускном коллекторе, то он подвержен загрязнению от системы вентиляции картерных газов и поэтому может иногда требовать очистки или замены на новый и чистый датчик.
Температура впуска! Температура воздуха во впускном коллекторе! Датчик температуры впускного воздуха! Перенос ДТВВ!
ДРУЗЬЯ ВПЕРЕДИ МНОГО ТЕКСТА И ПОЛЕЗНОЙ ИНФОРМАЦИИ!
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ВО ВПУСКНОМ КОЛЛЕКТОРЕ ДВИГАТЕЛЯ
В предыдущей записи по ДТВВ и впуске я расчитал изменение температуры смесеобразования приблизительно и она у меня получилась +10С к температуре окружающей среды 290К(17С) ссылка здесь
Теперь всё более точно с максимально научным подходом! Поехали!
Температура подогрева смеси, обеспечивающая наилучшее смесеобразования, составляет 40-60С.
Следующие данные я взял из научной статьи о проведенных исследованиях Тюменского государственного нефтегазового университета по ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА
ВО ВПУСКНОМ КОЛЛЕКТОРЕ ДВИГАТЕЛЯ! Если коротко, то главной целью исследования было определение именно экономичной составляющей расхода топлива с приемлемой мощностью!
В результате экспериментов установлено, что при температуре подогрева воздуха во впускном коллекторе выше 67˚С наполнение цилиндров уменьшается на 3-5 %, при подогреве до 90-100˚С более чем на 8 %, поэтому подогрев впускного воздуха нецелесообразен более 67-76˚С. Степень подогрева зависит от скорости давления воздуха чрез нагревательный элемент и его площади, времени движения воздуха через нагревательный элемент и разности температур.(Собственно в движение автомобиля температура естественно будет ниже, ну и от системы впуска зависит)
Следующая выдержка: Двигатели, работающие при низких температурах
окружающей среды, должны иметь более высокую температуру воздуха на впуске, что сокращает период между началом впрыска топлива и его воспламенением и обеспечивает мягкую работу двигателя, а так же надежный пуск холодного двигателя.
Далее: Давление и перемешивание топлива с воздухом наиболее интенсивно происходит при вихревом движении воздуха в камере сгорания.( Если кто не в курсе именно это вихревое движение ВАЗовские инженеры реализовали в нашем двигателе 21179 1.8L)
Дальше поговорим о ДТВВ! Мы уже знаем что он участвует в расчете ЭСУД по смесеобразованию! Согласно стехиометрическому соотношение топливо/воздух для полного сгорания бензина равно 1/14.7. Это соотношение справедливо для ХХ и частичных нагрузках! На мощностных режимах ЭСУД уже начинает корректировать соотношение топлива к воздуха…учитывая давление, температуру воздуха в коллекторе и остаток кислорода по лямбде…тем самым он как обогащает смесь так и обедняет ее…весь процесс взаимообратный! Много я прочитал и изучил про обогащение, обеднение, богадую и бедную смесь! Это темный лес!
В нашем случае перенос ДТВВ это небольшая корректировка, в некоторых моментах позволяющая обогатить немного ТВ смесь… Да и при этом естественно впрыск топлива будет чуть больше…Если топливо сгорит полностью при этом, то КПД будет максимальным и увеличение расхода топлива Вы не заметите, если сгорит не полностью то расход увеличиться(но это сразу можно будет почувствовать…машина станет тупее, так же она будет тупее и при обедненной смеси). Если соотношение будет 1/13 то мощность увеличится и немного увеличится расход! Я ГОТОВ пойти на небольшой корректирующий обман в пользу приемистости двигателя! Если кто не понял, ещё раз дублирую, что для наиболее эффективного сгорания топлива справедлива температура 40-60С топливно-воздушной смеси! Следовательно исходя из всех расчетов ДТВВ переносить далеко не стоит, а конкретно устанавивить его приблизительно за 10 см до дроссельной заслонки!.
Всё же теплоемкость воздуха ниже того же ресивера и коллектора, соответственно датчик однозначно прогревается сильнее от воздействия на него паразитного тепла коллектора…воздух на самом же деле прохладнее)))!
Для сравнения я просмотрел где устанавливают ДТВВ на своих двигателях Opel, Mazda, Volkswagen…а именно на впускном патрубке после воздушного фильтра!