Bez chladicího systému se neobejde žádný spalovací motor – to je nesporný fakt. Přehřívající se jednotka nemůže normálně fungovat a každá její verze se bez chlazení zničí. V současné době se používá chlazení kapalinou, které vyžaduje přesně spolupracující součásti. Jednou z nich je snímač teploty chladicí kapaliny. Jak je konstruován a jak se projevuje jeho porucha?

Význam snímače teploty chladicí kapaliny v motoru

Snímač teploty chladicí kapaliny (Coolant Temperature Sensor, CTS) je klíčovým zařízením, které poskytuje vstupní údaje pro řídicí jednotku motoru. Jeho základním úkolem je nepřetržité sledování a předávání teploty chladicí kapaliny motoru do řídicí jednotky. Tato informace je naprosto nezbytná pro optimalizaci spalovacích procesů a řízení systémů motoru, protože má přímý vliv na jeho výkon, životnost a také na úroveň emisí výfukových plynů. Umístění snímače není náhodné – obvykle se montuje do bloku motoru nebo do těla termostatu, což zajišťuje jeho přímý kontakt s chladicí kapalinou.

ECU využívá údaje ze snímače k řízení přechodu motoru z fáze zahřívání (charakterizované zvýšenou spotřebou paliva a zvýšenými otáčkami volnoběhu) do fáze optimálního provozu, kdy je směs paliva a vzduchu stechiometrická a systém kontroly emisí pracuje v uzavřené smyčce.

Moderní spalovací motory, zejména ty, které splňují přísné emisní normy, vyžadují mimořádně přesné a rychlé informace o teplotě. Signál z CTS se nepoužívá pouze pro zobrazení na palubní desce, ale je základem, na kterém jsou založeny kritické algoritmy jednotky ECU. Přesné informace o teplotě chladicí kapaliny jsou klíčové pro udržení správné tepelné regulace, což se promítá do energetické účinnosti motoru.

Konstrukce snímače teploty chladicí kapaliny

Konstrukčně je snímač obvykle odporový člen uzavřený v kovovém (často mosazném) nebo plastovém pouzdře, které umožňuje hermetickou montáž do chladicího systému. Požadovaný instalační moment je přesně stanoven (v závislosti na jednotce), aby byla zajištěna těsnost. Měřicím prvkem je téměř výhradně termistor NTC (Negative Temperature Coefficient). Tyto senzory mají nejčastěji dva signální piny, existují však i dvojité varianty, které mohou dodávat nezávislý teplotní signál pro ukazatel na palubní desce a pro řídicí jednotku.

Termistor NTC je vyroben z polovodičových materiálů. Jeho klíčovou vlastností, od které pochází jeho název, je záporný teplotní koeficient odporu. To znamená, že s rostoucí teplotou okolí (chladicí kapaliny) odpor tohoto elementu prudce klesá. V opačném případě pokles teploty způsobuje zvýšení odporu. Tato změna odporu je měřena elektronikou vozidla a interpretována jako údaj o teplotě. Aby se změna odporu převedla na signál srozumitelný pro procesor, ECU používá jednoduchý, ale účinný obvod děliče napětí. Řídicí jednotka dodává konstantní referenční napětí a používá interní rezistor, jehož hodnota odporu je konstantní.

Snímač teploty chladicí kapaliny a správná funkce motoru

Informace poskytované snímačem CTS jsou velmi důležité a ovlivňují téměř všechny aspekty fungování spalovacího motoru – od palivové směsi přes nastavení předstihu zapalování až po řízení ostatních součástí chladicího systému.

Ve fázi zahřívání motoru má chladicí kapalina nízkou teplotu. Signál z CTS nyní ECU používá k aktivaci algoritmů obohacování palivo-vzduchové směsi. To je nezbytné k vyrovnání jevu kondenzování paliva na studených stěnách válců a potrubí.

Jakmile motor dosáhne určité minimální teploty chladicí kapaliny, která zase zajišťuje rychlé dosažení provozní teploty lambda sondy, může ECU přejít do režimu řízení emisí v uzavřené smyčce. Tato fáze se vyznačuje korekcí složení směsi na základě údajů sondy s cílem dosáhnout ideální stechiometrické hodnoty.

Teplota chladicí kapaliny ovlivňuje celkovou teplotu jednotky a v důsledku toho i teplotu ve spalovací komoře. Jedná se o klíčový faktor při řízení okamžiku zapalování. Vyšší provozní teplota motoru a také vyšší kompresní tlak zvyšují riziko nekontrolovaného spalování.

Řídicí jednotka motoru využívá data z CTS (a také z detonačního senzoru) k dynamické adaptaci předstihu zapalování. Nastavení předstihu zapalování, i když může zvýšit výkon, musí být přísně kontrolováno, aby se zabránilo detonaci, zejména při použití benzínu s nižším oktanovým číslem. Tento jev může vést ke snížení výkonu a v extrémních případech k mechanickému poškození.

Porucha snímače teploty chladicí kapaliny

Porucha snímače teploty může vést k vážným problémům souvisejícím s výkonem i životností motoru.

Jedním z příznaků poruchy, pokud snímač ukazuje příliš nízkou teplotu, je neustálé vynucování režimu zahřívání (studený start) řídicí jednotkou motoru, tj. provoz na obohacené směsi po celou dobu.

Pokud snímač nesprávně indikuje příliš vysokou teplotu, řídicí jednotka předpokládá, že motor je přehřátý nebo v optimálním provozním stavu, a okamžitě přistoupí k drastickému ochuzení směsi. Kromě toho může modul nadměrně aktivovat ventilátory chladiče.

U novějších vozidel lze diagnostiku provést pomocí počítače, na kterém budou v reálném čase zobrazeny hodnoty chladicí kapaliny. Hodnota by měla plynule stoupat a jakékoli anomálie – náhlé skoky a poklesy teploty – přímo vedou k diagnóze poruchy snímače.

Shrnutí

Snímač teploty chladicí kapaliny (CTS) plní v moderním spalovacím motoru roli integrátora systémů, který klíčovým způsobem propojuje palivovou a zapalovací strategii a řízení chlazení. Jedná se o díl kritického významu a jeho porucha má rozsáhlé a kaskádové důsledky přesahující samotné měření teploty.

Poškození CTS, zejména takové, které simuluje trvale nízkou teplotu, představuje vážné ohrožení životnosti motoru, protože vede k ředění oleje palivem. Tato nevyhnutelná degradace mazacích vlastností motorového oleje je jedním z nejvýznamnějších dlouhodobých důsledků ignorování poškozeného snímače.