Датчик температуры жидкости: температура двигателя - под контролем

На современные двигатели внутреннего сгорания устанавливается множество датчиков, в том числе и датчики температуры жидкости различного назначения. О том, что такое датчик температуры охлаждающей жидкости, как он устроен и работает, а также о правильном выборе и замене датчиков — узнайте из статьи.

Датчик температуры жидкости — назначение и особенности

Датчик температуры жидкости (датчик температуры охлаждающей жидкости, ДТОЖ) — один из основных датчиков системы контроля и управления силовым агрегатом; электронный датчик для контроля температуры охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения силового агрегата.

Общая компоновка датчика температуры жидкости

С помощью ДТОЖ решается несколько задач:

• Визуальный контроль текущей температуры двигателя с помощью связанного с датчиком прибора (термометра) в салоне/кабине автомобиля;
• Управление системами силового агрегата в соответствии с изменением его температуры — соответствующие корректировки вносятся электронным блоком управления (ЭБУ) двигателем;
• Аварийное включение и отключение систем или всего двигателя при чрезмерном росте или падении температуры.

Данный датчик играет важную роль в обеспечении нормальной работы мотора любой конструкции и типа (как бензинового, так и дизельного), поэтому при любой неисправности или некорректной работе его следует заменить. А, чтобы сделать верный выбор, нужно разобраться в типах и особенностях этих приборов.

Типы, устройство и характеристики жидкостных датчиков температуры

Общее устройство датчика температуры жидкости

Все применяемые сегодня ДТОЖ принципиально одинаковы по конструкции и принципу действия. Датчики строятся на основе терморезисторов (или термисторов) — полупроводниковых приборов, электрическое сопротивление которых (проводимость) изменяется в ту или иную сторону при росте и падении температуры. Зависимость сопротивления терморезистора от температуры описывается температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Данный параметр может быть отрицательным — с повышением температуры сопротивление прибора падает, и положительным — с повышением температуры сопротивление приора растет, и наоборот. На автотракторной технике чаще используются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Термистор выполнен в виде таблетки или капли, которая помещена в герметичный корпус датчика — баллон из бронзы, латуни или другого металла, обладающего высокой устойчивостью к коррозии. Для более надежного контакта терморезистора со стенкой баллона (чтобы колебания температуры жидкости с минимальной задержкой передавались на чувствительный элемент), он может дополнительно иметь прижим пружиной. В верхней части ДТОЖ располагается одна клемма или клеммная колодка для подключения к соответствующей электрической цепи электронного блока управления или термометра.

Работа датчика температуры на основе термистора сводится к следующему. На прибор подается постоянное напряжение (5 или 9 вольт в зависимости от датчика и его схемы подключения) — в соответствии с законом Ома на термисторе наблюдается падение напряжения, которое отслеживается электронной схемой в ЭБУ или термометром. Изменение температуры охлаждающей жидкости влечет за собой изменение сопротивления термистора и падение напряжения в его цепи — на основании этих изменений и определяется степень нагрева жидкости в двигателе.

Датчик температуры жидкости устанавливается в головку блока цилиндров (ГБЦ) двигателя и в радиатор системы охлаждения, и непосредственно контактируют с потоком охлаждающей жидкости (в точке ее наибольшей температуры). Монтаж может выполняться тремя способами:

Датчик температуры жидкости с монтажем на защелке

• Резьбой, выполненной на корпусе датчика;
• С помощью кронштейна (фланца), интегрированного в корпус датчика;
• С помощью металлической скобы (защелки), фиксирующей датчик на кронштейне.

ДТОЖ первого типа имеют классическую конструкцию — цилиндрический корпус, на переднем торце которого располагается чувствительный элемент, на заднем — клемма или клеммная колодка, в центральной части нарезана резьба для вворачивания в ГБЦ или радиатор, а также выполнен шестигранник под ключ (обычно под размер от 19 до 22 мм). Датчик устанавливается через прокладку, обеспечивающую герметичность соединения.

ДТОЖ второго типа может иметь плоский корпус с кронштейном, имеющим отверстие под болт. Датчик монтируется на головку или в радиатор таким образом, что чувствительный элемент встает в свой колодец (через прокладку), а прижим обеспечивается пропущенным чрез кронштейн болтом, вворачиваемым в ГБЦ/радиатор.

ДТОЖ третьего типа имеет компактный цилиндрический корпус, который устанавливается в кронштейн специальной формы на ГБЦ или радиаторе, и фиксируется на нем с помощью металлической пружинящей скобы.

При этом подключение датчика к электросистеме может выполняться с помощью разъемом двух основных типов:

• Двухклеммный разъем различных видов — с двумя штыревыми или ножевыми контактами, с пластиковой юбкой или без нее. Также существуют датчики с байонетными (поворотными) разъемами, обеспечивающими повышенную надежность соединения. Разъемы могут располагаться непосредственно на корпусе датчика или на кабеле;
• Одноклеммный разъем — одна штыревая или ножевая клемма, либо клемма с винтовым зажимом. Роль второго контакта играет корпус датчика, соединяемый с "массой" электросистемы.

Наиболее широкое применение ДТОЖ с разъемами первого типа находят на легковых транспортных средствах. Датчики с разъемами второго типа чаще встречаются на коммерческом и грузовом транспорте, тракторах и прочей технике. При этом приборы всех типов делятся на три группы по напряжению бортовой электросети — 6, 12 и 24 В.

На силовом агрегате может устанавливаться от одного до трех датчиков температуры жидкости, каждый из них решает свой круг задач:

• ДТОЖ на ГБЦ для управления двигателя — данный прибор позволяет отслеживать температуру охлаждающей жидкости с высокой точностью, он соединен электронным блоком управления двигателем;
• ДТОЖ на ГБЦ для визуального контроля температуры двигателя (датчик термометра) — простой прибор с невысокой точностью, соединенный с термометром на приборной панели;
• ДТОЖ для управления электрическим вентилятором (вентиляторами) охлаждения радиатор — прибор с относительно невысокой точностью, монтируемый на выходе радиатора системы охлаждения, с его помощью осуществляется только управление вентилятором.

Датчики первого типа подключаются к контроллеру (электронному блоку управления) двигателя, полученные с их помощью данные используются для внесения корректировок в работу систем питания, зажигания, рециркуляции отработавших газов и других основных систем силового агрегата. Датчики второго типа подключаются к логометрическому термометру, стрелка которого отклоняется на тот или иной угол в соответствии с изменением сопротивления термистора, указывая текущую температуру охлаждающей жидкости. Датчики третьего типа могут подключаться к блоку управления вентилятором и контроллеру двигателя, повышая точность управления силовым агрегатом.

Вопросы выбора и замены датчиков температуры

Местоположение датчика температуры охлаждающей жидкости

Неисправный датчик температуры жидкости нарушает функционироване мотора и может стать причиной серьезных поломок. Поэтому очень важно вовремя произвести замену этого устройства. На замену следует брать датчик того же типа и каталожного номера, что был установлен ранее — только так есть гарантия, что все завязанные на датчик системы будут работать корректно. Обычно датчики продаются в комплекте с прокладками (уплотнительными кольцами) и, если это необходимо, с крепежными элементами. Если этих деталей нет, то следует позаботиться и об их покупке.

Замену ДТОЖ следует выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и техническому обслуживанию данного автомобиля (трактора или иной техники). Так как датчики устанавливаются непосредственно в ГБЦ или радиатор, то замену следует выполнять на остановленном двигателе и максимально быстро — это исключит ожоги от вытекающей охлаждающей жидкости и минимизирует ее потери. После установки нового ДТОЖ рекомендуется добавить жидкость в систему охлаждения.

Новый датчик, как правило, после монтажа и выполнения электрического соединения начинает работать сразу и не требует калибровки. Проблемы могут возникнуть при использовании "неродного" датчика с иными параметрами термистора (его ТКС и сопротивления). Дело в том, что в алгоритмах, заложенных в ЭБУ двигателя и вентилятора, заложены определенные параметры датчика, поэтому их изменение полностью нарушает работу этих систем. Это в полной мере относится и к логометрическому термометру — при работе в паре с ДТОЖ, имеющим другие характеристики, он будет некорректно отображать температуру.

При правильном выборе и замене любого из датчиков температуры работа силового агрегата будет восстановлена быстро и с минимальными затратами.