Jedes Auto verfügt über einen einfachen, aber wichtigen Sensor, der dabei hilft, die Motorleistung zu überwachen – einen Kühlmitteltemperatursensor.Lesen Sie, was ein Temperatursensor ist, welchen Aufbau er hat, auf welchen Prinzipien seine Funktionsweise beruht und welchen Platz er im Auto einnimmt.
Was ist ein Temperatursensor?
Der Kühlmitteltemperatursensor (DTOZh) ist ein elektronischer Sensor zur Messung der Temperatur des Kühlmittels (Kühlmittel) des Kühlsystems eines Verbrennungsmotors.Die vom Sensor gewonnenen Daten werden zur Lösung mehrerer Probleme verwendet:
• Visuelle Kontrolle der Temperatur des Aggregats – die Daten des Sensors werden auf dem entsprechenden Gerät (Thermometer) auf dem Armaturenbrett im Auto angezeigt;
• Anpassung des Betriebs verschiedener Motorsysteme (Leistung, Zündung, Kühlung, Abgasrückführung und andere) entsprechend dem aktuellen Temperaturregime – Informationen vom DTOZH werden an die elektronische Steuereinheit (ECU) weitergeleitet, die entsprechende Anpassungen vornimmt.
Kühlmitteltemperatursensoren werden in allen modernen Autos verwendet, sie haben grundsätzlich den gleichen Aufbau und das gleiche Funktionsprinzip.
Arten und Design von Temperatursensoren
In modernen Fahrzeugen (sowie in verschiedenen elektronischen Geräten) werden Temperatursensoren verwendet, deren empfindliches Element ein Thermistor (oder Thermistor) ist.Ein Thermistor ist ein Halbleiterbauelement, dessen elektrischer Widerstand von seiner Temperatur abhängt.Es gibt Thermistoren mit negativem und positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCS), bei Geräten mit negativem TCS nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab, bei Geräten mit positivem TCS hingegen steigt er.Heutzutage werden am häufigsten Thermistoren mit negativem TCS verwendet, da sie praktischer und kostengünstiger sind.
Strukturell sind alle Automobil-DTOZh grundsätzlich gleich.Grundlage der Konstruktion ist ein Metallkörper (Zylinder) aus Messing, Bronze oder einem anderen korrosionsbeständigen Metall.Das Gehäuse ist so gefertigt, dass sein Teil mit dem Kühlmittelstrom in Kontakt steht – hier befindet sich ein Thermistor, der zusätzlich durch eine Feder gedrückt werden kann (für einen zuverlässigeren Kontakt mit dem Gehäuse).Im oberen Teil der Karosserie befindet sich ein oder mehrere Kontakte zum Anschluss des Sensors an den entsprechenden Stromkreis des Bordnetzes des Fahrzeugs.Das Gehäuse verfügt außerdem über ein Gewinde und einen schlüsselfertigen Sechskant zur Montage des Sensors im Motorkühlsystem.
Temperatursensoren unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie an das Steuergerät angeschlossen werden:
• Mit einem elektrischen Standardstecker – der Sensor verfügt über einen Kunststoffstecker (oder -block) mit Kontakten;
• Mit Schraubkontakt – ein Kontakt mit einer Klemmschraube wird am Sensor hergestellt;
• Mit Stiftkontakt – am Sensor ist ein Stift- oder Spachtelkontakt vorhanden.
Sensoren des zweiten und dritten Typs haben nur einen Kontakt, der zweite Kontakt ist das Sensorgehäuse, das über den Motor mit der „Masse“ des elektrischen Systems des Autos verbunden ist.Solche Sensoren werden am häufigsten an Nutzfahrzeugen und Lastkraftwagen sowie an Sonder-, Landwirtschafts- und anderen Geräten eingesetzt.
Der Kühlmitteltemperatursensor ist am heißesten Punkt des Motorkühlsystems montiert – im Abgasrohr des Zylinderkopfes.In modernen Autos sind oft zwei oder sogar drei DTOZhS gleichzeitig verbaut, von denen jedes seine eigene Funktion erfüllt:
• Der Thermometersensor (Kühlmitteltemperaturanzeige) ist der einfachste und weist eine geringe Genauigkeit auf, da er nur zur visuellen Beurteilung der Temperatur des Aggregats dient.
• Der ECU-Sensor am Ausgang des Gerätekopfes ist der zuverlässigste und genaueste Sensor (mit einem Fehler von 1–2,5 °C), der es Ihnen ermöglicht, Temperaturänderungen von mehreren Grad zu verfolgen;
• Kühlerauslasssensor – ein Hilfssensor mit geringer Genauigkeit, der das rechtzeitige Ein- und Ausschalten des elektrischen Kühlerlüfters gewährleistet.
Mehrere Sensoren liefern weitere Informationen über das aktuelle Temperaturregime des Aggregats und ermöglichen Ihnen eine zuverlässigere Überwachung seines Betriebs.
Das Funktionsprinzip und der Ort des Temperatursensors im Fahrzeug
Im Allgemeinen ist das Funktionsprinzip des Temperatursensors einfach.An den Sensor wird eine konstante Spannung (normalerweise 5 oder 9 V) angelegt, und am Thermistor fällt die Spannung gemäß dem Ohmschen Gesetz (aufgrund seines Widerstands) ab.Eine Temperaturänderung führt zu einer Änderung des Widerstands des Thermistors (bei steigender Temperatur nimmt der Widerstand ab, bei sinkender Temperatur steigt er) und damit des Spannungsabfalls im Sensorkreis.Der gemessene Wert des Spannungsabfalls (bzw. die tatsächliche Spannung im Sensorkreis) wird von einem Thermometer oder Steuergerät verwendet, um die aktuelle Temperatur des Motors zu ermitteln.
Zur visuellen Kontrolle der Temperatur des Aggregats ist an den Sensorkreis ein spezielles elektrisches Gerät angeschlossen – ein ratiometrisches Thermometer.Das Gerät verwendet zwei oder drei elektrische Wicklungen, zwischen denen sich ein beweglicher Anker mit einem Pfeil befindet.Eine oder zwei Wicklungen erzeugen ein konstantes Magnetfeld, und eine Wicklung ist in den Temperatursensorkreis eingebunden, sodass sich ihr Magnetfeld je nach Kühlmitteltemperatur ändert.Durch die Wechselwirkung konstanter und wechselnder Magnetfelder in den Wicklungen dreht sich der Anker um seine Achse, was zu einer Positionsänderung der Thermometernadel auf seinem Zifferblatt führt.
Um die Funktion des Motors in verschiedenen Modi zu steuern und seine Systeme zu steuern, werden die Sensorwerte über die entsprechende Steuerung an die elektronische Steuereinheit weitergeleitet.Die Temperatur wird anhand der Größe des Spannungsabfalls im Sensorkreis gemessen. Zu diesem Zweck gibt es im Speicher des Steuergeräts Entsprechungstabellen zwischen der Spannung im Sensorkreis und der Motortemperatur.Basierend auf diesen Daten werden im Steuergerät verschiedene Algorithmen für den Betrieb der Hauptmotorsysteme gestartet.
Basierend auf den Messwerten des DTOZH wird der Betrieb des Zündsystems (Änderung des Zündzeitpunkts), der Stromversorgung (Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, seiner Abreicherung oder Anreicherung, der Drosselklappensteuerung), der Abgasrückführung usw. angepasst Andere.Außerdem stellt das Steuergerät entsprechend der Motortemperatur die Kurbelwellendrehzahl und andere Eigenschaften ein.
Ähnlich funktioniert der Temperatursensor am Kühlkörper, er dient zur Steuerung des Elektrolüfters.Bei einigen Fahrzeugen kann dieser Sensor mit dem Hauptsensor gekoppelt werden, um verschiedene Motorsysteme präziser steuern zu können.
Der Temperatursensor spielt in jedem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor eine wichtige Rolle, im Falle einer Panne muss er so schnell wie möglich ausgetauscht werden – nur in diesem Fall ist der normale Betrieb des Aggregats in jedem Modus gewährleistet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2023