一、冷却液温度表的结构与原理
汽车冷却液温度表主要由电热式、电磁式与数字式 3 种,其中载重汽车使用电磁式较多,现代乘用车与高级轿车大多使用数字式,电热式温度表是早期产品,现在很少使用。
(一)电磁式温度表的结构与原理
电磁式冷却液温度表由装在汽缸盖水套中的热敏电阻传感器和装在仪表上的冷却液温度显示两部分组成。 传感器由外壳、接线端子、负温度系数热敏电阻 (有些车型采用正温度系数热敏电阻)组成。 负温度系数热敏电阻的特性是温度降低电阻增大,反之温度升高电阻减小。 冷却液温度显示表由塑料支架、2 个线圈 L1、L2、带指针的衔铁等组成。 L1与传感器并联,L2与传感器串联,2 个线圈中间装有指针可转动的衔铁。 当点火开关转动到工作挡位时, 电流由蓄电池正极→点火开关→线圈 L2→分 2路(一路流经热敏电阻,另一路流经线圈 L1)搭铁→蓄电池负极构成回路。 当冷却液温度低时,传感器热敏电阻的阻值增大,电流经 L2后,大部分流入 L1中, 产生的合成磁场使带指针的衔铁向左偏转,使指针指向低温刻度;当冷却液温度高时,传感器中的热敏电阻阻值减小,L1中的电流相对减小, 产生的合成磁场使带指针的衔铁向右偏转,使指针指向高温刻度。
(二)数字式温度表的结构特点
数字式冷却液温度表与电磁式温度表在结构与原理上有较大区别。 一是数字式冷却液传感器上有 2 个负温度系数电阻,在工作时产生两个温度信号,分别送往发动机控制单元和仪表;二是数字式仪表的指针是由仪表通过驱动步进电机来实现温度指示。 即数字式的组合仪表由微控器完成各种被测物理量的采集, 经过运算后直接驱动控制步进电机,再由步进电机驱动指针,在刻度盘上指示被测物理量,其他信息在显示屏上显示。 三是冷却液温度监测的基本原理是利用串联电路的分压原理并结合负温度系数热敏电阻的物理特性进行工作的。在汽车冷却液温度表电路中,首先有检测电路给出一个标准参考电压信号,其电压信号大小一般为 l2伏或 5 伏,不同的控制电路稍有不同。 当负温度系数热敏电阻上分的电压值越高,则检测电路认为所测得的水温越低;反之,当负温度系数电阻分的电压越低,则检测电路认为此时温度高。
二、搭铁不实对温度表的影响
(一)搭铁不实对电磁式冷却液温度表的影响
对电磁式冷却液温度表来说, 当发动机搭铁线、蓄电池负极与车架搭铁线搭铁不实时,相当于热敏电阻的阻值增加,电流经 L2后,大部分流入 L1中, 产生的合成磁场使带指针的衔铁会向左偏转,使指针指向低温刻度,导致指示温度“虚低”;当仪表出现搭铁不实时, 相当于线圈 L1的电阻阻值增大,L1中的电流相对减小, 产生的合成磁场使带指针的衔铁会向右偏转,使指针指向高温刻度,导致指示温度“虚高”。
(二)搭铁不实对数字式水温表的影响
热敏电阻传感器是通过发动机缸体、发动机与车架搭铁线、车架与蓄电池负极搭铁线等 5 处搭铁节点构成与蓄电池负极的回路。 在这 5 个节点中出现任何一处搭铁不实都会对温度表指示产生影响。如果在传感器到蓄电池负极的 5 个节点上搭铁出现不实,就会导致发动机本体上的电位与蓄电池负极电位不是等电位,相当于在水温监测的串联电路中有额外的串联附加电阻,电路当中又多出一分压负载,因此直接检测冷却液温度的负温度系数热敏电阻所能够分得的电压就相对减少,这样,检测电路就认为现在的温度增加了,水温表将指示高温刻度,导致温度“虚高”故障产生;对数字式冷却液温度表来说,能够对冷却液液温度进行正确的反应有一个很重要的参数,就是标准参考电压信号,标准参考电压信号由电源控制模块对车辆电源电压进行处理后得到。 如果仪表本身搭铁不实,会导致电源处理电路出现异常, 相当于电源的内阻增大,当电源内阻增大时,其能够有效输出的端电压就会降低。 即参考信号电压降低,负温度系数热敏电阻通过分压原理所分得到的电压就会降低,这样检测电路就会认为冷却液温度增高,导致温度“虚高”故障产生。