Устройство автомобилей
Приборы измерения температуры
Общие сведения о приборах для измерения температуры
Для контроля эффективной работы систем и агрегатов автомобиля необходимо знать их температурный режим. При эксплуатации, например, непрогретого двигателя резко снижаются его мощностные и экономические показатели, а его перегрев ведет к снижению ресурса или возникновению неисправностей, вплоть до полного отказа из-за заклинивания деталей цилиндропоршневой группы.
По принципу действия приборы для измерения температуры делятся на механические, электромеханические и электрические. К механическим приборам относятся жидкостные (обычно ртутные) и манометрические термометры. Механические термометры обычно используются для измерения относительно низких температур и в конструкции автомобилей не применяются.
В автомобильной технике для измерения температуры рабочих сред и элементов конструкции чаще применяются термобиметаллические импульсные и логометрические температурные приборы, которые можно объединить общим названием – термоэлектрические приборы.
В импульсных термобиметаллических термометрах используется эффект деформации, возникающий при нагреве пластины, спаянной из двух разнородных металлов или сплавов (биметаллическая пластина).
Работа термоэлектрических термометров логометрического типа основана на термоэлектрическом эффекте, возникающем при нагревании места спая двух проводников из неоднородных металлов или сплавов (терморезистора). Если два других конца проводников замкнуть, то под действием термоЭДС нагреваемого спая в образовавшейся цепи возникает электрический ток, величина которого зависит от степени нагрева места спая.
Спаянную или сваренную пару из двух разнородных металлов или сплавов называют термопарой или терморезистором. Обычно для измерения относительно низких температур (до 600 ˚С) в машиностроении применяют хромель-копелевые (ХК) термопары, а для измерения высоких температур (до 1000 ˚С) – хромель-алюмелевые (ХА) термопары. Существуют также и другие типы термопар.
Устройство термобиметаллического импульсного термометра
Термобиметаллический импульсный термометр состоит из датчика и стрелочного указателя. Общее устройство указателя и схема работы импульсной системы показаны на рис. 1.
Датчик термобиметаллического импульсного термометра (рис. 2) представляет собой латунный тонкостенный баллон 9, закрепленный в корпусе 6. Термобиметаллическая пластина 3 баллона закреплена на изоляторе 8 основания. На термобиметаллическую пластину намотана нагревательная обмотка 4, один конец которой соединен с контактом 2, а второй через контактор 5 подходит к выводному зажиму 7. Неподвижный контакт 1 соединен с корпусом 6 датчика.
Указатель термобиметаллического термометра по своей конструкции и принципу действия аналогичен термобиметаллическому указателю давления (рис. 1).
Устройство логометрического термометра
Логометрические термометры, также как и манометры состоят из датчика и указателя. Конструкция и принцип действия указателя логометрического термометра аналогичны конструкции указателя давления
Терморезисторный датчик к температуры (рис. 3) представляет собой латунный баллон 1, к плоскому донышку которого с помощью токоведущей пружины 3 прижат терморезистор 4, выполненный в виде таблетки.
Пружина 3 верхним концом соединена с зажимом 2 датчика и изолирована от стенки баллона специальной втулкой.
Сопротивление терморезистора значительно уменьшается при повышении температуры, что приводит к увеличению силы тока, проходящего через измерительные индукционные катушки логометрического указателя.
Сигнализаторы аварийной температуры
Применение на автомобиле дистанционного стрелочного термометра не гарантирует, что внезапное нарушение теплового режима двигателя будет сразу замечено водителем. Поэтому в дополнении к стрелочному термометру устанавливают сигнализатор аварийной температуры.
При этом если система охлаждения двигателя жидкостная, датчик сигнализатора температуры устанавливают в верхний бачок радиатора, а если на автомобиле двигатель с воздушным охлаждением (например, автомобили «ЗАЗ», «ЛуАЗ»), то датчик сигнализатора аварийной температуры устанавливают в смазочную систему и по температуре масла судят о температурном режиме двигателя.
Сигнализаторы применяют также для контроля температуры масла в автоматической коробке передач. Все используемые на автомобилях датчики сигнализаторов аварийной температуры биметаллические.
При достижении температуры охлаждающей жидкости 92…98 ˚С термобиметаллическая пластина разгибается и замыкает контакты 5 и 4, что приводит к включению контрольной лампочки на приборной панели.
Аналогичную конструкцию имеют датчики аварийного включения вентилятора системы охлаждения в современных автомобилях с электрическим приводом вентилятора. Основное отличие этих датчиков от рассмотренных выше заключается в наличии двух контактных выводов вместо одного.
Датчик наружной температуры воздуха: устройство, расположение и точность вычислений
Нет ли ошибки в показателях датчика температуры наружного воздуха?
В большинстве современных автомобилей помимо температуры двигателя можно сегодня встретить еще один температурный показатель. Речь идет о температуре на улице. Вы обращали внимание, что иногда температура воздуха, которая показывается на приборной панели или информационно-развлекательном дисплее, резко меняется? Задумывались ли вы о правдивости данной температуры?
А знаете ли вы, где находится внешний термометр в машине? Интернет-издание 1gai.ru объясняет тайну датчика температуры наружного воздуха в автомобиле.
Датчик температуры наружного воздуха часто фиксируется в задней части переднего бампера.
Датчик наружной температуры Prius установлен сразу за номерным знаком, внутри бампера, примерно в 30 см от земли.
Сначала давайте узнаем, где чаще всего устанавливается температурный датчик, который измеряет температуру наружного воздуха.
Возьмем для примера такие автомобили, как Toyota.
Например, у автомобилей Toyota Prius и Toyota Aqua датчик температуры расположен на нижнем конце передней панели бампера, ниже конца радиатора, на высоте около 30 см от земли по направлению к внешней периферийной решетке. В Toyota Sienta датчик расположен почти на этом же месте: в нижней правой части передней решетки радиатора, на высоте 30 см от земли, только в отличие от Toyota Prius и Toyota Aqua сдвинут вправо.
В случае с автомобилями Toyota нет большой разницы в монтажном положении температурного датчика, неважно, о какой модели идет речь (седаны, гибриды, внедорожники и т. д.). Почти всегда этот автокомпонент в основном устанавливается между внутренней частью передней решетки радиатора и радиатором.
Обратите внимание на датчик температуры воздуха на правой стороне бампера, вокруг внутренней части
Так как датчик температуры воздуха расположен близко к подкапотному пространству, на него, вероятно, влияет тепло двигателя. Но на самом деле такие датчики расположены таким образом, чтобы наружный воздух в достаточной степени оказывал на них существенное влияние.
Например, когда автомобиль находится в движении, влияние тепла двигателя минимально, так как на температурный датчик воздействует окружающая среда. То есть этот датчик предназначен для контроля температуры наружного воздуха, только когда автомобиль находится в движении. Когда автомобиль долгое время стоит на месте с заведенным мотором, показания температуры воздуха могут существенно отличаться от реального значения.
А как насчет, например, автомобилей Volkswagen? На наш запрос представитель компании ответил, что в основном все автомобили бренда имеют датчик температуры воздуха в задней части переднего бампера.
Кстати, благодаря этому датчику в автомобилях Volkswagen работает система предупреждения об образовании гололедицы на улице. Тем, кто не знает, напомним, что это система предупреждения водителя, информирующая об опасности замерзания поверхности дороги. Как правило, при падении температуры до 4 градусов по Цельсию в машине раздается предупреждающий сигнал, а на дисплее приборной панели (в зависимости от типа транспортного средства) отображается предупреждение об опасности гололедицы.
Кстати, сигнал тревоги издается, например, когда температура с минусовым значением поднимается выше нуля градусов, но не превышает 4 градусов по Цельсию. Но как только температура наружного воздуха становится более 4 градусов, система предупреждения об опасности замерзания дороги прекращает информировать водителя об опасности.
Насколько велика разница между обычным уличным термометром и наружным датчиком температуры воздуха в автомобиле?
Температура капота была измерена и достигла 81,0 градусов.
Датчик наружной температуры автомобиля в то же время показал 40,0 градусов. Если асфальт новый и слишком черный, температура, которая отображалась на дисплее в машине, была бы немного выше.
Вот пример эксперимента, который был проведен блогером из Японии. 18 августа 2019 года, когда была зафиксирована самая высокая этим летом температура в Токио (среднее значение 35,2 градуса), автовладелец решил сравнить показатели температуры воздуха, которые показывали ручной электронный градусник и автомобильный датчик температуры. В момент замеров автомобиль черного цвета стоял на асфальтированной парковке под солнечными лучами (машина простояла с 12:00 до 14:00).
Температура наружного воздуха, которую показал электронный термометр, составляла 38,8 градуса. Спустя два часа автоблогер замерил температуру на поверхности капота, которая составила 81 градус. Так нагрелся на солнце капот черного цвета. Затем автолюбитель включил зажигание и посмотрел, какую температуру показывает температурный датчик. Его значение составило 40 градусов.
Как видите, разница огромна. Даже с учетом официальных данных о погоде в тот день температурный датчик имеет довольно-таки большую погрешность, не говоря уже об огромной разнице между температурой на поверхности капота и температурой, зафиксированной автомобильным датчиком температуры воздуха.
Разница между реальными значения температуры воздуха и датчиком зависит в первую очередь от асфальтового покрытия. Есть асфальт с сильным отражением солнечных лучей. В этом случае температура на дисплее машины может не иметь ничего общего с реальным значением температуры воздуха. Как правило, температура на приборной панели немного выше реальных значений. Особенно когда машина стоит на месте с включенным двигателем и кондиционером. Но как только вы начинаете движение, разница в температуре уменьшается при попадании ветра на датчик.
Датчик температуры наружного воздуха устанавливается в основном в передней решетке радиатора или под передним бампером в таком месте, чтобы предотвратить воздействие тепла от двигателя и кондиционера. Также, как правило, датчик расположен так, чтобы не подвергаться прямому воздействию солнечных лучей.
Что касаемо высоты, чтобы нивелировать воздействие тепла, исходящего от земли, датчик обычно располагают примерно на 30 см над дорожной поверхностью. При таком расположении датчик должным образом воспринимает движущийся ветер во время движения машины. Также месторасположение температурного датчика удобнее для простой конструкции проводки.
Кстати, попутный ветер, который воздействует на датчик во время движения транспортного средства, играет важное значение для точного измерения температуры. Дело в том, что, несмотря на то что датчик расположен на 30 см от земли, тепло от земной поверхности влияет на конечные показатели температуры. Благодаря попутному ветру это влияние уходит. Именно поэтому в большинстве автомобилей температурный датчик устанавливается как можно в более высоком месте, например как можно ближе к нижнему краю передних фар.
Обратите внимание, что в некоторых автомобилях датчик температуры воздуха может быть установлен в неприметной части зеркала, но это, как правило, исключение.
Как температурный датчик в машине сообщает температуру воздуха на приборную панель?
Итак, датчик в передней части машины определяет температуру воздуха, но как он передает данные на приборную панель? Дело в том, что датчик температуры наружного воздуха является функциональным автокомпонентом, который работает с устройством под названием «Термистор», фиксирующим изменение температуры воздуха на улице.
Этот элемент использует свойство полупроводника, заключающееся в том, что его электрическое сопротивление изменяется с небольшим изменением температуры. Например, это устройство используется для работы автоматического климат-контроля, который в зависимости от температуры наружного воздуха регулирует выставленную в салоне температуру.
Термисторы, используемые в автомобилях, называются термисторами с отрицательным температурным коэффициентом. Когда температура повышается, значение сопротивления уменьшается, а изменение температуры и значения сопротивления практически равны, поэтому оно используется для датчика температуры.
Кроме того, термистор PTC (положительный температурный коэффициент) используется в качестве датчика для обнаружения повышения температуры, поскольку значение сопротивления быстро увеличивается при достижении определенной температуры. Устройство отображения в автомобиле измеряет ток, протекающий от термистора PTC, предусмотренного в датчике наружной температуры, и отображает его как наружную температуру.
Не беспокойтесь об ошибке температуры
Внешний термометр, отображаемый на приборке, показывает температуру на улице в каждый момент времени в зависимости от ситуации, в которой находится автомобиль. Если вы продолжите движение по шоссе в течение длительного времени, температура упадет, а если вы припарковались на стоянке, где асфальт отражает тепло и солнечные лучи в течение длительного времени, температура будет иметь тенденцию повышаться.
Лучше не слишком беспокоиться о температуре наружного воздуха и погрешности плюс-минус 3 градуса. Однако, если имеется значительное отклонение, например в 5 градусов или более, существует вероятность сбоя датчика, поэтому, пожалуйста, проведите диагностику. И помните, что значения температуры наружного воздуха вам необходимы не в качестве обычной функции комфорта.
Датчик температуры наружного воздуха встроен в ваш автомобиль для того, чтобы вы знали, какую температуру комфортнее всего выставить в салоне. Напомним, что для оптимального климата в салоне и более эффективного расхода топлива не следует выставлять на климатической установке слишком большую разницу между температурой наружного воздуха и температурой в салоне. Оптимально, когда разница составляет 3-5 градусов.
Все под контролем: выбираем автомобильный прибор для индикации температуры
Далеко не все транспортные средства, которые сегодня находятся в пользовании наших граждан, оборудованы приборами для контроля температуры в салоне, не говоря уже о показаниях за бортом. Это весьма важная информация для водителя, например, разница в полградуса приводит к образованию ледяной корки и грозит безопасности пассажиров. Впрочем, знать температуру внутри машины также не помешает – появляется возможность точнее настроить климатическую установку.
Разновидности термометров
Сегодня они продолжают пользоваться спросом благодаря своей простоте и надежности. Принцип работы известен многим со школы – металлическая спираль или лента из биметалла расширяется или сужается, приводя в движение стрелку.
Выбор у современных автомобилистов несколько шире, чем буквально 20 лет назад. Добавился еще один тип – электронные приборы. Некоторые образцы способны указывать не только температуру внутри салона, т.е. совмещены с такими полезными устройствами, как:
Здесь принцип работы несколько сложенее, чем у «механики»: микропроцессор обрабатывает информацию, поступающую от датчика, и выводит ее на экран. Практически все электронные модели контролируют состояние забортной температуры. В комплекте завод-изготовитель предоставляет крепление и необходимые датчики.
Механические образцы: что выбрать?
На упаковке красуется надпись: «Сделано в Германии», однако такие данные нужно подвергать сомнению, так как велика вероятность пусть и неплохой, но подделки. В любом случае при покупке следует внимательно осмотреть механизм и протестировать его на точность показаний.
Что нужно знать перед тем, как купить электронный автомобильный термометр
Рынок цифровой продукции представлен намного шире, сказывается влияние технического прогресса. По цене они немного дороже механических аналогов, объясняется это китайским происхождением большинства изделий. Наиболее выгодно выделяется продукция под брендом VST. Например, модель VST-7043, ценой 5,5 Евро, включает целый комплекс дополнительных опций:
Замеры производятся каждые 20 секунд. Опытные автовладельцы советуют крепить внешний датчик ближе к дорожному покрытию, подальше от солнечных лучей и горячего двигателя. Жидкокристаллический дисплей устанавливается на торпеду.
Не забыли и владельцев стареньких ВАЗов и ГАЗ-31024, они смогут купить электронный автомобильный термометр VST-7042V в цилиндрическом корпусе. Такая конструкция прибора позволит без проблем установить его на штатное место взамен старых механических часов. Функциональность устройства соответствует уровню всей линейки.
Еще одна популярная марка из Швеции, но с производством в Китае – RST. Модель под номером 02179 обойдется в 6 Евро, она имеет набор опций:
В комплекте двухсторонний скотч для крепления подставки на любой поверхности. При покупке следует учесть, что питание прибора осуществляется от батарейки или из разъема прикуривателя. Поэтому тем, кто пользуется зарядным для телефона, придется подумать о тройнике или замене батарей. Прибор под маркой RST 02180 имеет те же функции, плюс календарь. Принцип монтажа тот же, что и у предыдущей модели. Цена – 10 Евро.
Приобрести термометр для машины сегодня не представляет проблемы. При выборе следует обратить на набор дополнительных опций, а также качество изготовления и точность показаний.
Как правильно выбрать термометр для своего автомобиля
Не на каждой машине есть специальное устройство, которое может показывать температуру воздуха внутри и снаружи транспортного средства. А ведь эти параметры могут сыграть достаточно важную роль в обеспечении комфорта и безопасности передвижения по дорогам в период нестабильной и постоянно меняющейся погоды.
Некоторые водителям банально просто интересно, сколько сейчас на улице градусов, либо насколько эффективно работает их установленная система кондиционирования. А для этого требуется выбрать и установить соответствующий прибор учёта.
Механические стрелочные градусники давно остались в прошлом. Сейчас автомобилистов интересуют только цифровые или электронные модели, обладающие отличными функциональными возможностями, приятным внешним видом и другими объективными преимуществами.
Функциональные возможности
При выборе термометров в машину многие автомобилисты обращают особое внимание на функции, доступные в составе того или иного градусника.
Электронные девайсы основаны на том, что у них предусмотрено наличие встроенного микропроцессора. Он анализирует информацию, поступающую от датчиков, и выводит соответствующие параметры на дисплей. Такое устройство может привнести в салон автомобиля не только возможность следить за температурой. Также термометр обладает порой обширным списком возможностей и просто привлекательным внешним видом. Тем самым можно добавить приятный визуальный эффект в салон своего транспортного средства.
Но по внешним параметрам автомобильные градусники точно выбирать не стоит. Есть более важные первоочередные критерии выбора. Потому автовладельцам рекомендуется начинать с функциональных возможностей.
Все современные цифровые термометры, предназначенные для установки в автомобилях, имеют минимум 2 основных датчика, предопределяющих их основные функции. А именно:
Наружный датчик. Этот контроллер располагается за бортом транспортного средства. Необходим для измерений текущей температуры снаружи;
Внутренний датчик. Он же салонный. Анализирует и передаёт информацию на микропроцессор, а далее на дисплей о температуре внутри авто.
Внутренние датчики нужны не просто для удовлетворения любопытства. Водители могут следить за тем, как работает их система кондиционирования. Не всегда сама система или климат-контроль располагают точными датчиками, они не работают или вовсе не предусмотрены конструкцией. Взглянув на цифровой дисплей, водитель сразу поймёт, насколько в салоне тепло или холодно, нужно ли переключить режим и пр.
Автомобилисты отмечают, что знание наружной температуры зачастую требуется чаще, нежели внутренней. Одной из функций внешнего датчика температуры является оповещение о возможном гололёде. Учитывая климат некоторых регионов, порой буквально нескольких минут хватает, чтобы дорога покрылась тонкой ледяной коркой, став невероятно опасной для участников дорожного движения. Зная потенциальную угрозу, водитель сможет заранее подготовиться, сбросить скорость, изменить стиль вождения.
Не стоит забывать о банальной необходимости выйти из машины. Кинув взгляд на термометр, человек поймёт, стоит ли ему брать с собой куртку, или в дополнительной одежде нет необходимости. Мелочь, но это тоже вопрос сохранения собственного здоровья.
Но производители не стали ограничиваться только двумя датчиками. Они пошли дальше и оснастили автомобильные градусники дополнительными функциями и возможностями. Потому при выборе термометра стоит уделить внимание наличию:
Часы, будильник и таймер являются достаточно удобными приспособлениями. В разных ситуациях эти функции могут пригодиться. Плюс водителю не придётся отвлекаться на поиски мобильного телефона или другого девайса, чтобы взглянуть на время, следить за таймером. Всё будет перед его глазами на одном дисплее.
Настраиваемая подсветка также далеко не самая бесполезная функция. В ночное время можно установить оптимальный для визуального восприятия цвет дисплея, тем самым не всматриваться в экран, а также не слепить самого себя. Это минимизирует нагрузку на глаза, и водителю не придётся всякий раз заново сосредотачивать и фокусировать зрение на дороге. Ещё один плюс к вашей безопасности.
Что же касается наличия вольтметра, то с его помощью удаётся следить за напряжением в аккумуляторной батарее, опять же не применяя никакие дополнительные устройства. Встроенный вольтметр в термометре способствует получению оперативной информации о низком уровне заряда в АКБ. Тем самым автомобилист сможет своевременно принять соответствующие меры, не глушить двигатель или отправиться в сервис для подзарядки. Это особенно важная функция в зимний период, когда аккумулятор начинает активно разряжаться и может подвести в любой момент.
Датчик дождя является самым новым дополнением в современных автомобильных термометрах. С его помощью можно в автоматическом режиме запускать в работу стеклоочистители.
Вряд ли стоит сомневаться в том, что расширение набора функций продолжится. Производители пока активно думают над тем, какие опции можно добавить и чем порадовать своих потребителей.
Достоинства цифровых устройств
Чтобы померить температуру внутри или снаружи автомобиля, требуется специальный термометр, устанавливаемый в автомобиль. Никто не спорит, что и старый стрелочный градусник прекрасно измеряет параметры. Но преимущество объективно на стороне цифрового устройства, которое не так уж сложно установить в автомобиль.
Измеряющий с помощью датчиков и микропроцессора температуру наружный градусник может похвастаться следующими достоинствами:
Отдавая предпочтение таким выносным устройствам как цифровой или электронный термометр, важно убедиться в том, что он оснащается необходимым и качественным выносным датчиком. К тому же внешний датчик порой не полезнее, чем внутренний.
Начинать выбор нужно именно с основного функционала. В продаже есть модели термометров, оснащённые только выносным датчиком, и лишённые внутреннего контроллера температуры. Так девайс теряет половину своих возможностей. Даже широкий перечень дополнительных функций не всегда компенсирует отсутствие одного из ключевых датчиков.
Рекомендации по выбору
Чтобы покупка вас не разочаровала, нужно грамотно и ответственно подойти к вопросу выбора автомобильного термометра для измерения внешней и внутренней температуры.
Некоторые отталкиваются сугубо от внешнего вида, не принимая во внимание тот факт, что разница даже между двумя внешне схожими и одинаковыми по цене может оказаться огромной.
Есть несколько основных критериев, на которые следует обращать своё внимание, покупая автомобильный цифровой градусник.
Вы можете наглядно видеть, что отобрать среди огромного ассортимента подходящий термометр для своего автомобиля не так уж и просто. Здесь нужно учитывать множество нюансов, внимательно смотреть на качество и происхождение устройства, учитывать необходимые и необязательные дополнительные функции.
Чтобы значительно облегчить себе выбор, многие автомобилисты просто изучают различные рейтинги и списки наиболее популярных цифровых термометров. Это даёт возможность на опыте других автолюбителей подобрать хороший и действительно достойный внимания девайс.
Популярные модели
Выбирая термометры для авто, оснащённые выносным датчиком, не все хотят самостоятельно разбираться в широком перечне нюансов подбора оборудования. Порой куда проще изучить список востребованных моделей, и уже среди них выбрать себе подходящий вариант.
Среди отечественных потребителей действительно выделяется ряд цифровых градусников для автомобилей, которые завоевали заслуженную популярность, пользуются спросом и считаются в настоящий момент лучшими термометрами.
Каждый из автомобилистов должен понимать, что на этом список достойных вариантов цифровых термометров не ограничивается. На рынке представлен большой ассортимент устройств, которые смогут достойно заменить лидеров рынка и подарить обширный перечень дополнительных преимуществ.
Выбирая себе автомобильный электронный градусник, не стоит забывать о его основном функциональном назначении. Это прибор для фиксации наружной и внутренней температуры транспортного средства. В современных термометрах, перенасыщенных дополнительными опциями, главные функции попросту теряются.
Важно также учитывать, что в погоне за многофункциональностью, многие производители забывают про качество, упускают очень значимые нюансы, которые способны существенно повлиять на работоспособность, срок службы прибора и качество отображаемой информации на дисплее. Многие функции на деле оказываются лишними и бесполезными. Плюс за них придётся существенно переплачивать, что также не всегда идёт на пользу потребителю.
Ответственно подойдите к вопросу выбора, внимательно изучите все предложенные варианты, отталкивайтесь от собственных потребностей и не забывайте учитывать основные параметры, которые заслуживают наибольшего внимания при покупке цифрового автомобильного термометра. Только так приобретённый девайс вас не разочарует, и он сможет в полной мере удовлетворить ваши ожидания. А местами может и превзойти их.