如今大部分农用车发动机冷却水温度的控制系统电路主要由电动风扇、温控开关、水温传感器( 连接水温表的,或连接 ECU 的) 、指针式水温表等组成。电路图如图 1 所示。其工作原理是: 当冷却水温度改变时,水温传感器的电阻值发生变化,从而使水温表电路中的电流发生变化,导致水温表指示针发生偏转,指示到相应的温度刻度上。当冷却水温度超过规定警戒温度时,温控开关闭合,( 有的车型温控开关有 2 个 DANG 挡位,用来控制电动风扇的不同转速) ,从而使电动风扇转动,进一步降低发动机冷却水温度,使发动机的冷却水温度保持在规定范围之内。这种传统的冷却水温度控制电路虽然应用很广泛,但有以下几个方面的缺点。
( 1) 水温表指针显示不准确,只能大概显示温度数值,无法达到精确显示。如果仪表损坏更换难度大,要把整个仪表拆下来; 同时,仪表电路中稳压装置损坏后,指针显示会产生失准,与实际温度值不符合。
( 2) 水温超过警戒温度导致“开锅”时,不能及时发现,无警报装置。
( 3) 因为温控开关是机械式的,对温度感应不灵敏,导致控制不精确; 当冷却水温度达到规定温度时,这时大电流会经过温控开关,会在温控开关上产生大电弧,所以温控开关极易损坏,而温控开关一旦损坏,电动风扇就无法正常运转,就会造成发动机水箱“开锅”。
( 4) 测温点单一,无法全面反应发动机冷却系统各部位的温度,不便于及时发现故障,并进行故障判断排除。
为解决上述缺点,特设计了 1 种电脑控制的发动机冷却水温度控制系统。
1 总体设计
采用 ATMEL 89C51 单片机作为控制系统的核心控制器; 以性能优良的 DS18B20 作为温度传感器,实现对冷却水温度的精确采集; 选用 1602 型 LCD 液晶显示器作为温度显示装置,准确显示发动机各部位的冷却水温度,从而实现实时监控的作用; 以发光二极管、蜂鸣器作为温度警报系统; 通过继电器控制在大电流情况下工作的电动风扇的正常运行。其单片机控制系统电路如图 2 所示。
2 硬件设计
包括电源系统设计、单片机控制系统的设计。
2. 1 电源设计
采用 4 个二极管组成桥式电路,这样可以实现蓄电池的 12 V 电压的接入极性可以任意接入; 用7805 三端稳压芯片进行稳压,把电瓶的 12 V 电压转至 5 V 电压,用来给单片机、DS18B20 以及液晶显示器等供电。