性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

柴油機(jī)冷卻液溫度傳感器的工作原理及安裝位置圖

 

一、冷卻液溫度傳感器的工作原理

 

      冷卻液溫度傳感器是一種用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的傳感器，它在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)中起著重要的作用。本文將從工作原理的角度來(lái)簡(jiǎn)述冷卻液溫度傳感器的工作原理。

      冷卻液溫度傳感器通常由感溫元件和信號(hào)處理電路兩個(gè)主要部分組成，感溫元件是一個(gè)靈敏的熱敏電阻器，它的電阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化。信號(hào)處理電路則負(fù)責(zé)將感溫元件的電阻變化轉(zhuǎn)換為與溫度成正比的電壓或電流信號(hào)。

      當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，冷卻液開始循環(huán)流動(dòng)。冷卻液溫度傳感器通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的進(jìn)口或出口處，以便能夠準(zhǔn)確地測(cè)量到冷卻液的溫度。當(dāng)冷卻液溫度傳感器暴露在冷卻液中時(shí)，感溫元件會(huì)受到冷卻液溫度的影響而發(fā)生變化。

       感溫元件的電阻值隨著溫度的升高而降低，隨著溫度的降低而升高。這是因?yàn)楦袦卦碾娮柚蹬c其溫度成反比。當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，感溫元件的電阻值降低，信號(hào)處理電路會(huì)將這一變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。這個(gè)信號(hào)會(huì)被傳輸?shù)杰囕v的電子控制單元（ECU）中，ECU會(huì)根據(jù)這個(gè)信號(hào)做出相應(yīng)的調(diào)整，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。

      冷卻液溫度傳感器的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為感溫元件受到冷卻液溫度的影響而發(fā)生電阻變化，信號(hào)處理電路將電阻變化轉(zhuǎn)換為與溫度成正比的電壓或電流信號(hào)，該信號(hào)被傳輸?shù)紼CU中進(jìn)行處理，如圖1所示。冷卻液溫度傳感器的工作原理非常簡(jiǎn)單，但它在柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)中起著非常重要的作用。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量冷卻液的溫度，冷卻液溫度傳感器可以幫助ECU及時(shí)控制冷卻液的流動(dòng)以及其他相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)運(yùn)行。

      電控型柴油發(fā)電機(jī)用溫度類傳感器幾乎都采用了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻式傳感器，其工作原理完全相同。冷卻液溫度的變化引起電阻值的變化（具體關(guān)系如圖2所示，冷卻液溫度越低電阻值越大，冷卻液溫度越高電阻值越小），系統(tǒng)根據(jù)接收到的電阻值計(jì)算出當(dāng)前冷卻液溫度。水溫傳感器通常安裝在柴油發(fā)電機(jī)缸體水套或冷卻液管路中，與冷卻液接觸，用來(lái)檢測(cè)柴油發(fā)電機(jī)的冷卻液溫度。ECU收到該溫度信號(hào)后修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間。

      總結(jié)起來(lái)，冷卻液溫度傳感器通過(guò)感溫元件和信號(hào)處理電路的相互配合，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量到冷卻液的溫度，并將這一信息傳輸?shù)紼CU中進(jìn)行處理。這個(gè)過(guò)程保證了發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)運(yùn)行，從而提高了柴油發(fā)電機(jī)組的性能和壽命。

 

圖1  冷卻液溫度傳感器工作原理圖

圖2  冷卻液溫度傳感器的信號(hào)特征

 

二、冷卻液溫度傳感器的結(jié)構(gòu)

 

1、冷卻液溫度傳感器的安裝位置

      冷卻液溫度傳感器外觀如圖3所示，它們通常由制造商放置在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上或冷卻水管中，傳感器的尖端與柴油機(jī)冷卻液接觸。冷卻液溫度傳感器由半導(dǎo)體材料制成，測(cè)量電阻安裝在殼體內(nèi)。冷卻液溫度傳感器主要由熱敏電阻、金屬引線、接線觸點(diǎn)和外殼等組成。冷卻液溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)電阻計(jì)NTC，隨著溫度的升高，其電阻值會(huì)下降。DME通過(guò)測(cè)量其電壓值，可以計(jì)算出電阻的大小，從而推算出冷卻液溫度。冷卻液溫度傳感器有2個(gè)PIN腳，PIN1為信號(hào)線，PIN2為搭鐵線，接線如圖4所示。

 

圖3  冷卻液溫度傳感器外觀圖

圖4  冷卻液溫度傳感器電路連接圖

 

2、負(fù)溫度系數(shù)電阻的特性

       冷卻液溫度愈高，電阻愈低；冷卻液溫度愈低，電阻愈高。

      可根據(jù)溫度和制造商的規(guī)格檢查傳感器的電阻變化。您可以使用一杯熱水/冷水或打火機(jī)加熱傳感器的尖端并監(jiān)測(cè)電阻變化。如果用打火機(jī)燒，看阻值0.2～0.3Ω。如果浸入冷水中，電阻值將從 4.8 增加到 6.6 Ω。對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，我們可以使用診斷機(jī)在數(shù)據(jù)列表中查看啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的溫度變化。

表1    負(fù)溫度系數(shù)電阻的特性參數(shù)

 

三、冷卻水溫度傳感器的檢測(cè)

 

1、電阻檢測(cè)

（1）就機(jī)檢查

       一般發(fā)電機(jī)組的點(diǎn)火開關(guān)都會(huì)置于OFF 位置，用戶需要將冷卻水溫度傳感器導(dǎo)線連接器進(jìn)行拆卸，采用數(shù)字式高阻抗萬(wàn)用表來(lái)對(duì)傳感器兩端子間的電阻值進(jìn)行測(cè)試。它的電阻值是與溫度的高低成反比的，用戶們需要注意在熱機(jī)時(shí)應(yīng)該小于1ΚΩ。

（2）單件檢查

      用戶要進(jìn)行單件檢查時(shí)，需要將冷卻水溫度傳感器導(dǎo)線連接器拔下，然后在從柴油發(fā)電機(jī)上將冷卻水溫度傳感器拆下。用戶將拆下的傳感器放置于水杯內(nèi)的水中，并將杯中的水進(jìn)行加熱。同時(shí)在不同水溫條件下采用萬(wàn)用表檔對(duì)水溫傳感器兩接線端子間的電阻值進(jìn)行測(cè)量，并且要將測(cè)得的值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。如果比較結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，則用戶就需要更換水溫傳感器了。

2、輸出信號(hào)電壓的檢測(cè)

      用戶將冷卻水溫度傳感器裝好，連接好傳感器的導(dǎo)線的連接器。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于“ON”的位置上時(shí)，然后從水溫傳感器導(dǎo)線連接器的端子間對(duì)傳感器輸出電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)試就可以了。

3、電源電壓檢測(cè)

       冷卻液溫度傳感器電源電壓的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為5V，否則線束有短路或斷路故障。檢測(cè)步驟如下:

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)。

（2）拔下冷卻液溫度傳感器的4芯插頭。

（3）打開點(diǎn)火開關(guān)。

（4）用萬(wàn)用表測(cè)量4芯插頭線束一側(cè)的1號(hào)端子（棕/藍(lán)線）與3號(hào)端子（藍(lán)線）之間的電壓值。

 

四、冷卻液溫度傳感器失效影響

 

（1） 溫度讀數(shù)不準(zhǔn)確：

      冷卻液溫度傳感器失效后，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量冷卻液的溫度，導(dǎo)致儀表盤上的溫度顯示不準(zhǔn)確?？赡艹霈F(xiàn)溫度過(guò)高或過(guò)低的情況，給操作員帶來(lái)困擾。

（2）引擎故障指示燈亮起：

      柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)冷卻液溫度傳感器提供的數(shù)據(jù)來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否過(guò)熱。一旦傳感器出現(xiàn)故障，可能誤報(bào)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的信息，導(dǎo)致引擎故障指示燈亮起。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降：

      冷卻液溫度傳感器失效后，無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度變化，這會(huì)導(dǎo)致電腦系統(tǒng)無(wú)法根據(jù)溫度調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

（4）引擎過(guò)熱：

      當(dāng)冷卻液溫度傳感器失效時(shí)，無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到冷卻液的溫度升高，從而無(wú)法及時(shí)打開冷卻系統(tǒng)的其他部件來(lái)散熱，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。

（5）冒黑煙或發(fā)抖：

    當(dāng)冷卻液溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，將有故障記憶，柴油發(fā)電機(jī)不能準(zhǔn)確計(jì)算出噴油量；柴油發(fā)電機(jī)會(huì)抖動(dòng)或冒黑煙，柴油發(fā)電機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性將受到影響。如果偏心軸從零行程向最大行程方向調(diào)節(jié)，那么該引導(dǎo)傳感器將提供上升的角度值，另一個(gè)參考傳感器提供下降的角度值。數(shù)據(jù)通過(guò)個(gè)串行接口傳到DME。DME控制單元通過(guò)電子氣門控制伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)偏心軸位置，直到目前的位置與標(biāo)準(zhǔn)位置一致。傳感器的測(cè)量范圍為180°。該傳感器由柴油發(fā)電機(jī)控制單元DME提供5V電壓。從偏心軸傳感器至DME的數(shù)據(jù)以250kHz的中等頻率傳輸。

 

總結(jié)：

      冷卻液溫度傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。它通過(guò)測(cè)量冷卻液的溫度，提供準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)，幫助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冷卻液的循環(huán)和溫度的穩(wěn)定。同時(shí)，它還可以幫助檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，提前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。因此，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作和延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命方面，冷卻液溫度傳感器的作用不可忽視。使用冷卻液溫度傳感器時(shí)，必須保證它的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。如果傳感器出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致溫度讀數(shù)不準(zhǔn)確，從而影響柴油發(fā)電機(jī)組的性能和運(yùn)行安全。為此，一般建議用戶定期檢查冷卻液溫度傳感器的工作狀態(tài)，以確保柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。

 

 

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