Датчик температуры свечу

Свеча накаливания

Для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время (от +5 до –30°С) производится нагрев воздуха в цилиндрах с помощью свечей накаливания. По своей сути свечи накаливания являются одним из устройств предпускового подогрева.

Свеча накаливания имеет различные места установки в зависимости от конструкции дизельного двигателя.

• в вихревой камере (двигатели с раздельной камерой сгорания );
• в форкамере (двигатели с раздельной камерой сгорания );
• в камере сгорания (двигатели с нераздельной камерой сгорания ).

Конструктивно свеча накаливания представляет собой электрическое нагревательное устройство, состоящее из спирали накала, помещенной в защитную оболочку. Различают два вида свечей накаливания: с металлической спиралью и керамические.

Свеча накаливания с металлической спиралью включает нагревательный наконечник из термостойкого сплава, в который помещены две последовательно соединенные спирали: нагревательная и регулировочная. Нагревательная спираль обеспечивает быстрый нагрев наконечника. Регулировочная спираль регулирует интенсивность накала нагревательной спирали за счет увеличения электрического сопротивления при повышении температуры. Таким способом обеспечивается саморегулирование величины накала свечи и защита ее от перегрева.

Пространство между нагревательной трубкой и спиралями заполняется изолирующим наполнителем, который выполняет две функции – защиты спирали от механических воздействий и эффективной передачи тепла. Свечи накаливания с металлической спиралью реализуют температуру накала до 1000°С и обеспечивают время прогрева 3-4 сек.

Керамическая свеча накаливания имеет аналогичную конструкцию, но в ней керамический нагревательный элемент, выполняющий функции спирали, помещен в керамическую оболочку. Керамические свечи накаливания имеют более высокую температуру накала (до 1350°С), меньшее время прогрева (2 сек) и соответственно лучшие характеристики холодного запуска.

Ведущими производителями свечей накаливания являются фирмы Bosch. NGK. Lucas.

Управление свечами накаливания производится с помощью реле или отдельного электронного блока управления. Данные устройства регулируют величину подаваемого на свечи напряжения и, тем самым, обеспечивают необходимый момент и температуру накала, а также продолжительность нагрева.

Работа реле свечей накаливания (блока управления) осуществляется на основании сигналов входных датчиков (датчика температуры охлаждающей жидкости. датчика частоты вращения коленчатого вала ) системы управления дизельным двигателем.

Свечи накаливания включаются при определенных температурных условиях во время запуска двигателя (первое положение ключа в замке зажигания ), о чем сигнализирует контрольная лампа на панели приборов. После того, как лампа погаснет, а прогрев закончится, производится запуск двигателя (второе положение ключа в замке зажигания ).

На современных дизельных двигателях свечи накаливания помимо предварительного (предпускового) накала обеспечивают дополнительный накал после запуска двигателя. Дополнительный накал производится для уменьшения шума при сгорании смеси на непрогретом двигателе, а также сокращения вредных выбросов в атмосферу. Фаза дополнительного накала имеет продолжительность порядка 3 минут и заканчивается при достижении охлаждающей жидкостью температуры 20-30°С.

Керамические свечи накаливания помимо дополнительного накала используются для регенерации сажевого фильтра .

Мы успешно продвигаем

Реле времени для свечи нагрева дизельного двигателя

Дизельное топливо имеет тенденцию парафиниться при низких температурах. В этом состоянии топливо негодно для использования. Насос высокого давления способен прокачать его через форсунки и впрыснуть в цилиндры, но для воспламенения нужна струя горящего топлива с воздухом. Поэтому один из методов пуска дизельных двигателей – установка свечи подогрева смеси - термостартера - во впускном воздушном коллекторе. В отечественных системах на свечу также подводится топливо от насоса. При кручение стартера срабатывает клапан свечи, свеча нагревает и поджигает топливо и смесь втягивается в двигатель. Факел, созданный термостартером, состоящий из горящего топлива впрыснутого в цилиндры, обеспечивает запуск дизельного двигателя даже при очень низких температурах. В зарубежных системах используется просто нагрев при помощи свечей накаливания. Также поступают и автолюбители зимой: когда дизель застывает - вставляют во всасывающий коллектор фен и прогревают так двигатель.

Часто производитель устанавливает кнопку для принудительного включения свечи. Но так как человечество постоянно двигается в сторону автоматики, уже многие переходят на автоматическую систему включения подогрева свечи.

Однажды зимой в моей машине лампочка индикации подогрева свечи просто не засветилась. Соответственно не сработала и свеча, а двигатель не запустился. Пришлось искать электронный блок, который оказался около левого крыла. В некоторых машинах блок управления свечой объединен с основными "мозгами". После визуального изучения платы обнаружилось перегорание "микрухи", на которой все сплавилось. Что за она, понять было невозможно, а вместе с ней полностью вылетела дорожка на печатной плате. Чинить ее было невозможно, по крайней мере для меня.

Встал вопрос о том, как быть дальше. Самый простой вариант - подключить катушку реле включения свечи от замка зажигания. Заводишь машину - и параллельно подается напряжение на катушку свечи, которая срабатывает, пока крутишь стартер. Минус в том, что так крутить можно достаточно долго, а аккумуляторы зимой быстро разряжаются, да и предварительный прогрев свечей также необходим. Вторым вариантом было принудительное включение катушки свечи через кнопку. Способ хороший, только можно забыть выключить свечи и они подсадит аккумулятор, т.к. тянут 40 ампер. Третьим способом стала разработка простой платы, выполняющей все функции родного реле времени. В пользу последнего способа стало еще и то, что заводская плата для современной машины стоит примерно 500 $.

В дебрях инета я нашел примерную схему блока реле времени для свечи нагрева машины toyota. Скорее всего примерные схемы и у остальных авто производителей. Питание подается на 4 и 10 контакты схемы. 4 контакт – «+», 10 – «-». Датчик температуры подключается на 7 контакт. Датчик температуры установлен рядом с датчиком температуры двигателя и имеет два контакта. Один на плату, а второй - на массу. В зависимости от температуры двигателя, реле времени регулирует время включения реле. Примерно от 20 секунд для -20°С до 0 секунд для +20°С. При этом чтобы разгрузить аккумулятор при срабатывании стартера, стоит блокировка отключения реле, если срабатывает генератор, т.е. машина заводится. 6 контакт шел на «+» перед свечой, но для чего – непонятно. В итоге все стало работать и без него. Как говорится, если остались детали – работать будет.

В итоге блочная схема имеет вид

Следующим шагом стало определение параметров датчика температуры. То, что эта штучка изменяет свое сопротивление при изменении температуры – понятно, но в какую сторону и в каких пределах - предстояло выяснить. Измерять сопротивление можно обычным омметром. Для измерения сопротивления в промежутке от -20°С до +20°С подойдет морозильная камера обычного холодильника. К датчику температуры крепятся провода от омметра (если мультиметр может измерять температуру - отлично), термометр с выносным датчиком температуры. Затем все перематывается изолентой для прочности конструкции и точности измерений. Температура датчика опустится до –20°С минут за 10. На протяжении этого времени нужно на каждом градусе термометра делать измерения сопротивления датчика. Если же наоборот охладить датчик, а затем вынуть и измерять сопротивление, то точность будет ниже, т.к. нагрев будет идти с большой скоростью, а термометр меняет свои показания достаточно редко.

В результате по измеренным величинам можно построить график зависимости сопротивления от температуры. Если требуется измерить сопротивление при высоких температурах, то можно воспользоваться чайником, в который нужно опустить датчик, термометр и провода.

В результате график будет иметь вид.

Далее вопрос в самой схеме необходимого реле времени. На просторах сети распространена схема на таймере NE555. Обвязка микрухи также простая. Если к микрухе добавить пару реле, то вполне можно реализовать реле времени для свечи подогрева. Однако схемы инета не позволяют ввести в схему датчик температуры, который будет влиять на изменение времени срабатывания. Пришлось экспериментально разрабатывать нужную схему.

Итак, при подаче питания от замка зажигания на клемму 4” через конденсатор С1 подается отрицательный импульс для срабатывания таймера. С выхода таймера, нога микрухи 3, подается положительное напряжение на ключ – транзистор VT1, на коллекторе которого появляется отрицательный потенциал. Таймер управляет транзистором, а транзистор обеспечивает нагрузку в цепи катушки реле К1. Лампа HL – лампа индикации на приборной панели. Катушка реле К2 отключит реле свечи нагрева, подключенную на клемму 5” в том случае, если на контакте 11” появится положительное напряжение. Напряжение обязательно появится при включении генератора и это защита свечей - принудительного отключения свечи нагрева. Диод VD2 нужен для того, чтобы напряжение от катушки реле К2 не долбало стартер.

Времязадающие элементы – резистор R1 и конденсатор C2. Для настройки схемы проще менять только конденсатор С2, хотя можно крутить и резистор R1. С увеличением емкости время срабатывания увеличивается. Также времязадающим элементом являются резистор R3 и датчик температуры R4, подключенные между массой и пятой ногой микросхемы. Резистор R3 служит для адаптации датчика.

Промежуточные реле нужно использовать с катушками на 12 В, обычные для машины.

Схема реле подогрева свечей для наших и зарубежных генераторов представлена ниже. На самом деле реле - дополнительные проблемы на машине - лучше без всяких реле.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

7” – выход на датчик температуры

9” – вход «-» от генератора

Примерно такая схема получилась. Цена вопроса составила 3 $. Получилась куча деталей, правда с тройным запасом, чтобы несколько раз не катать на рынок. Травить плату на тестовом варианте было лень, да и впоследствии тоже, так что ограничился сборкой на макете.

В роли макета выступила картонка и иголка. Времени было много – электричка везла меня на дачу, поэтому, выверив все места, я проколол отверстия и вставил в них детали. Минусы такого монтажа очевидны – ненадежная подложка: возможные замыкания при перегибании, разрушение при транспортировке, но при этом быстрота и новизна способа монтажа. Возможно, восточные ученые так будут строить в будущем радиооборудование.

Деталей относительно получилось немного. Светодиод я вставил для индикации срабатывания. Светодиод необходимо включать через дополнительное сопротивление. Сопротивление легко найти по формуле

Iсв.д. = 20 мА

Uсв.д. = 3 В

n – количество светодиодов, включенных последовательно

R=(Uпит-n*Uсв.д.)/Iсв.д.

R=(12-1*3)/0,02=450 Ом

Если к примеру нужно подключить группу светодиодов к сети 220 В из 5 штук, то ограничивающее сопротивление будет равным

R=(220-5*3)/0,02=10250 Ом

На обратной стороне картонки можно нарисовать монтажную схему. Из ножек можно собрать часть дорожек схемы. Главное нигде не ошибиться и не закоротить ножки между собой.

После распайки схемы необходимо подвести все провода. Для теста можно воспользоваться машинным или аккумулятором от шуруповерта, подкинуть датчик и засечь время. Следует учитывать температуру там, где находится датчик. Если время не устраивает, то нужно изменять емкость электролитического конденсатора. Окончательный тест необходимо производить на машине, иначе можно наколоться с временными интервалами включения.

Когда все отлажено, можно перенести схему на стеклотекстолитовую основу. В итоге получилось, что при температуре +20°С реле работает 3 секунды, а при -20°С – 20 секунд. Все проверки времени срабатывания можно производить, если вместо датчика установить переменный резистор на 20 кОм.

Схему можно делать навесным монтажом. В принципе, будет лучше если всю плату залить эпоксидной смолой, чтобы обеспечить водонепроницаемость схемы, а в доступное место установить коммутационные реле.

В итоге схема примерно выполняет все функции родного реле. Непонятно, почему такая разница в стоимости, но скорее всего эту обусловлено большей точностью времени срабатывания, а также большим желанием заработать.

Схема работает следующим образом: R1 и C2 - времязадающие - чем больше емкость или сопротивление, тем больше времени требуется для прекращения работы. С1 нужен для автоматического включения таймера при подачи питания. R3 - сопротивление датчика температуры, его, возможно, придется корректировать - запаивать параллельно дополнительные сопротивления. R4 - отграничивает ток через базу транзистора VT1 от микросхемы NE555. VD3 - не пропускает ток на выход микросхемы NE555 3 при поступлении сигнала от стартера через VD2 и R6. VD1 останавливает таймер при подачи сигнала от генератора. HL1 - лампа индикации на панели прибора. K1 - силовое реле включения свечей. Это реле обычно идет отдельно от таймера и устанавливается вместе со всеми реле. Итак, включаем зажигание в машине. Если на улице прохладно, то лампочка включения свечей начинает светиться. Это означает, что таймер начал отсчет и на выходе микросхемы NE555 есть положительный потенциал. Проходит до 20 секунд, лампочка тухнет, реле отключается - значит таймер отработал и на выходе микросхемы нет потенциала. Начинаем стартовать - включается лампочка включения свечей от сигнала со стартера - все правильно, раскаленные свечи облегчают пуск. После запуска лапочка тухнет - таймер заблокирован потенциалом от генератора. Если не дождаться отработки таймера, а сразу пробовать завестись - ничего страшного, при успешном пуске работа таймера прервется по сигналу от генератора, а если не получилось - таймер доотработает процедуру прогрева свечей. Если одного раза не хватило - прогреть свечи можно еще раз.

где 3” – вход «-» через лампочку индикации

4” – вход «+» через предохранитель 7,5 А

5” – выход реле времени на катушку управления свечой нагрева

7” – выход на датчик температуры

9” – вход «+» от генератора

10” – масса, общий «-»

11” – вход «+» от катушки стартера

УАЗ Patriot "Bear Project"3.0TDI › Бортжурнал › Помогите!Реле свечей накала.

Алексей Захватов, 27 лет

Минск, Беларусь

Собственно говоря, есть стандартное реле свечей накала. на нем разъем на 6 выходов на свечи накала, постоянный "+" прикрученный и разъем управления самой релюхой. Так вот КАК обмануть систему и заставить ее работать? Я так понимаю, она работает от датчика температуры, но у меня он только тот, который в голове и на стрелку в приборке, забегу в перёд и скажу, что ради интереса даже к нему подключал и совсем не заработало.

Реле срабатывает секунды на 2-3, все свечи греет, всё ок. НО 2-3 секунды, вместо положенных там каких- то 8-15ти. или сколько ну суть та.

перелопатил интернет на столько, сколько хватило времени сегодня и терпения и толку не добился(( может кто сталкивался с мерседесами и имеет электросхемки по дизелякам? ОМ 606…