冷卻液溫度傳感器的工作原理是怎樣的
冷卻液溫度傳感器主要利用熱敏電阻等元件,將冷卻液溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào),傳遞給 ECU 以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。其內(nèi)部的熱敏電阻多為負(fù)溫度系數(shù),會(huì)隨冷卻液溫度升高電阻值下降,溫度降低電阻值上升。發(fā)動(dòng)機(jī)的 ECU 通過(guò)測(cè)量傳感器輸出電壓,依據(jù)分壓值判斷冷卻液溫度變化,并據(jù)此推算出冷卻液溫度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油、點(diǎn)火等相關(guān)系統(tǒng)的精確控制 。
在汽車(chē)的復(fù)雜系統(tǒng)中,冷卻液溫度傳感器有著至關(guān)重要的位置。它通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體、氣缸蓋、出水口或水道上,直接與冷卻液親密接觸,這樣的安裝方式能確保它精準(zhǔn)地感知冷卻液的溫度變化。
當(dāng)冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)的水道中循環(huán)流動(dòng)時(shí),冷卻液溫度傳感器細(xì)長(zhǎng)的頭部會(huì)敏銳地捕捉到溫度的改變。其內(nèi)部的熱敏電阻就像是一個(gè)“溫度感知精靈”,對(duì)溫度變化做出即時(shí)響應(yīng)。一旦冷卻液溫度升高,熱敏電阻的阻值就開(kāi)始下降;而當(dāng)溫度降低時(shí),阻值則穩(wěn)步上升。這種阻值的變化就如同一種特殊的“語(yǔ)言”,向外界傳達(dá)著冷卻液溫度的信息。
在這個(gè)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU(電子控制單元)發(fā)揮著“翻譯官”和“指揮官”的作用。ECU通過(guò)THW端子對(duì)傳感器輸出的電壓進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。由于熱敏電阻的阻值變化,導(dǎo)致電路中的分壓值發(fā)生改變,ECU憑借這個(gè)分壓值的變化就能敏銳地判斷出冷卻液溫度的變化情況。然后,它再依據(jù)預(yù)先設(shè)定好的電阻值與電壓變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系,精確地推算出冷卻液的實(shí)際溫度。
除了熱敏電阻這種常見(jiàn)的檢測(cè)元件外,冷卻液溫度傳感器還有其他類(lèi)型,比如熱電偶、電阻溫度檢測(cè)器(RTD)和IC溫度傳感器。熱電偶是通過(guò)兩種不同金屬絲接觸結(jié)產(chǎn)生的電勢(shì)差來(lái)測(cè)量溫度,電勢(shì)差的大小與溫度成正比;RTD利用電阻隨溫度變化的特性,當(dāng)溫度改變時(shí),電阻值也相應(yīng)改變,ECU依據(jù)電阻值的變化來(lái)判斷溫度;IC溫度傳感器則更為先進(jìn),它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出,大大提高了測(cè)量的精確性。
冷卻液溫度傳感器所傳遞的信號(hào)意義重大,它不僅僅是告知ECU冷卻液的溫度數(shù)值。這些信號(hào)還是發(fā)動(dòng)機(jī)噴油和點(diǎn)火的重要修正依據(jù)。比如,當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí),為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)更好地啟動(dòng)和運(yùn)行,ECU會(huì)根據(jù)傳感器信號(hào)適當(dāng)增加噴油量,使混合氣更濃;而當(dāng)溫度升高到一定程度,ECU又會(huì)減少噴油量,讓混合氣變稀,以達(dá)到更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。此外,它還能控制冷卻液風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到85℃以上時(shí),風(fēng)扇開(kāi)始低速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行散熱;當(dāng)溫度飆升到105℃時(shí),風(fēng)扇則高速運(yùn)轉(zhuǎn),全力為發(fā)動(dòng)機(jī)降溫。在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方面,當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到120℃時(shí),傳感器會(huì)控制空調(diào)退出,確保車(chē)輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。它對(duì)自動(dòng)變速器也有著重要的控制作用,當(dāng)冷卻液溫度超過(guò)56℃時(shí),變矩器進(jìn)入鎖止工況;當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí),變速器允許進(jìn)入超速擋。同時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過(guò)程中,根據(jù)冷卻液溫度不同,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)調(diào)整,在40℃以下時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min;在40 - 70℃時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1100r/min 。
總之,冷卻液溫度傳感器就像汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的“溫度衛(wèi)士”,通過(guò)巧妙的工作原理,精確感知冷卻液溫度,并將信息傳遞給ECU,讓發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能保持良好的運(yùn)行狀態(tài),保障汽車(chē)的穩(wěn)定行駛和高效性能。
(圖/文/攝:太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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