Taşıtlara Sıcaklık Sensörleri

Sıcaklık fiziksel bir büyüklük olarak motor kontrol sisteminde önemli bir giriş değişkenidir.Özellikle yakıt/hava oranının ayarlanması ve ateşleme zamanının tespiti için gerekli değişken,dış ortam sıcaklığı ve motor sıcaklıdir. Tipik bir sıcaklık sensörü yakıt veya hava akımınıngeçtiği yerlere monte edilebilir.
Ayrıca soğutma sıvısının sıcaklığının ölçümü de bu sensörJer tarafından yapılır. Sensörünalgılayıcı kısmı soğutma sıvısı ile temas edecek şekilde monte edilir ve buradan alman verilerile gerekli yerlere bilgi aktarılır. Örneğin mikro işlemciye yakıt/hava oranını ayarlayacakşekilde, motor sıcaklığının fonksiyonu olarak değişen bir gerilim sağlar. Mikro işlemci bubilgiye dayanarak, motor rejim sıcaklığının altında çalışırken gereken zenginleşmeyi sağlar.Böylece motor soğuk iken motorun düzenli çalışması temin edilir.
Sıcaklık ölçümünde yaygın olarak kullanılan iki tür eleman vardır. Bunlar; termoelemanlar(termoçift) ve termistörlerdir.

Termoelemanlar (Termoçiftler)

Termoelemanlar, metallerin elektriksel özelliklerinin sıcaklıkla değişimi ve birbirlerinden farklı olması esasına göre geli
ştirilmiş sıcaklık ölçüm elemanlarıdır. Farklı tellerin birbirine sarılması veya kaynatılması ile oluşan bir uç (terminal) veya iki farklı telin bağlanması ile elde edilen iki uç kullanılarak elde edilen gerilim T sıcaklığının veya (T1-T) sıcaklığının birfonksiyonudur. Bu termoçiftler kalibre edilerek bize direkt sıcaklık veya sıcaklık farkı veren cihazlar üretilebilir. Bu tür sensöıier, kullanılan telin malzemesine göre çok düşük sıcaklıklar ölçebilecekleri gibi
egzoz veya yanma odası sıcakları da ölçebilirler. Termoelemanların ölçme prensibi Şekil 1`de gösterilmektedir.

Termistörler

Termistörler, sıcaklığa bağlı olarak, direncinin artması veya azalması özelliğine göre iki ana gruba ayrılırlar. Sıcaklığa bağlı olarak direnci azalanlar negatif ısı katsayılı (NTC), direnci artanlar ise pozitif ısı katsayılı (PTC) termistör olarak adlandırılır. NTC termistörler, manganez oksit, demir oksit gibi maddelere bir miktar titanyum veya nikeloksit, kobalt oksit gibi maddelere de lityum karıştırılmak suretiyle elde edilir. PTC termistörler ise, baryum veya stronsiyum gibi maddelere uygun miktarda titanyum oksitkarıştırılarak elde edilir. Isıtılan termistörün yarı iletken yapısındaki kovalent bağlı elektronlar serbest kalır. Metallerde serbest elektron sayısı artarsa iletkenlik özelliği yükselir, dolayısıyla termistör direnci azalmışolur. Direncin sıcaklıkla değişimi Şekil 2`de grafik olarak gösterilmiştir. Grafikte sıcaklık arttıkça direncin azaldığı gözlenmektedir. Bazı elektronik kontrol sistemlerinde emme manifoldu giri

ş sıcaklığı bu tür sensörler ile ölçülür. Hava sıcaklık sensörü, direnci sıcaklıkla ters orantılı değişen bir NTC tipi dirençtir.Elektronik kontrol ünitesi, sensörü 5 volt civarında bir referans gerilimle besler ve devredeki akımı ölçerek, akım şiddetindeki değişimin direnci değiştirmesi nedeniyle, bu değişimden sıcaklığı elde eder.

  

manifold hava PTC termistörler, sıcaklığı arttıkça direncinin de artacağı veya sıcaklığı azalınca direncinin de azalacağı tarzda veri kullanılmak üzere tasarlanan kontrol ünitelerinde kullanılırlar. Bazı araçlarda emme sıcaklığının ölçümünde PTC tip sensörler de kullanılmaktadır.

PTC termistörler, direncin sıcaklıkla değişmesi bağıntısında, NTC termistörlere göre önemli bir farklılık gösterirler. Bir NTC termistör çalışma sıcaklığı limitleri içindeki bütün derecelerde, sıcaklık arttıkça direnci azalıp, sıcaklığı azalınca direncinin artmasına karşın PTC termistörlerde, örneğin 10°C ve daha yüksek değerlerde, sıcaklık arttıkça, direnç artar, sıcaklık azaldıkça direnç azalır. 100°C civarında ise direnç hızla Ω değerinden KΩ, değerine yükselir. 10°C'den daha küçük ve (-°C) de ğerlerde ise, PTC termistör, NTC özeliği gösterir.Yani sıcaklık azaldıkça direnci artar. Şekil 3`te PTC tipi sensör karakteristikleri görülmektedir.

Sıcaklık ölçen elemanlar otomotivde uygulama alanlarına göre ise şu gruplara ayrılabilir:

• Motor sıcaklık sensörü(ECTS)

• Hava sıcaklık sensörü (ör: IATS)

• Motor yağı sıcaklık sensörü (EOTS)

• Yakıt sıcaklık sensörü

• Eksozt gazı sıcaklık sensörü (EGTS)

• Eksozt Gazı Çevrimi Sıcaklık Sensörü (EGRS)

Motor Sıcaklık (Soğutma suyu sıcaklığı-ECT) Sensörü Motor sıcaklığının bir göstergesi olarak soğutma sıcaklığını ölçen elemanlardır. Genellikle ölçülebilir sıcaklık -40 ile 130 C arasında değişmektedir

Hava Sıcaklık Sensörü (IAT) Motor emme manifoldu girişine monte edilerek -40 ile 120 C arasında ölçüm yapabilmektedirler. Özellikle kapalı çevrim kontrollerinde (EGR) set pointin belirlenmesinde önem taşırlar

Motor Yağı Sıcaklık Sensörü  Özellikle servis zamanının belirlenmesinde önemlidir. -40 ile 170 C arasında ölçüm yapabilirler.

Yakıt sıcaklık Sensörü  Yakıt sisteminin düşük basınç tarafına monte edilir. Püskürtülen yakıt miktarını belirlemede önemli rol oynar. -40 ile 120 C arası sıcaklıklarda ölçüm yapabilmektedir.Eksozt Gazı Sıcaklık Sensörü  Eksozt sistemine yerleştirilerek aftertreatment uygulamalarında önem kazanmaktadır. Resistör eleman olarak genellikle Platinyum kullanılmaktadır. -40 ile 1000 C arasında ölçüm yapabilmektedirler.
Eksozt Gazı Çevrimi Sıcaklık Sensörü (EGRS)  Yanma odasında yanma sıcaklığının yüksek olmasından dolayı bu sıcaklıklarda Nox gibi bileşiklerin egzost gazındaki miktarıda sıcaklıkla birlikte artacaktır. Özellikle emisyon seviyesini tutturmak için yanmış egzost gazının bir kısmı soğutularak yanma odasına yeniden gönderilir. Bu durumda, egzost gazı daha önce yandığı için yanmaya katılmayacak fakat bir miktar soğuma sağlayacaktır. Bu da Nox miktarının azalmasına yardımcı olacaktır.İşte bu olaya egzost gazı resürkilasyonu (EGR) vebu olayda kullanılan sıcaklık sensörüne de EGR sıcaklık sensörü denilmektedir.