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新聞主題 |
康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，油壓，水位，轉(zhuǎn)速傳感器的作用 |
摘要：作為應(yīng)急電源的使用者，應(yīng)首先了解柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常用傳感器類型 、結(jié)構(gòu)、工作原理，常見的感應(yīng)器主要是轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、機(jī)油壓力傳感器以及水箱液位傳感器，操作員應(yīng)掌握各個(gè)傳感器的檢測(cè)步驟，并能根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，正確判斷各個(gè)傳感器的良好與否及其靈敏性，防止其失效而導(dǎo)致設(shè)備誤報(bào)警。其基本原理是當(dāng)起動(dòng)開關(guān)處于工作位置時(shí)，自動(dòng)保護(hù)裝置上電后首先進(jìn)行自檢，檢查各傳感器的狀態(tài)，結(jié)束后轉(zhuǎn)入正常工作。運(yùn)行中當(dāng)某一路傳感器檢測(cè)值超過設(shè)定值時(shí)，這時(shí)操作人員應(yīng)迅速檢查報(bào)警原因并及時(shí)處理；如不能及時(shí)處理，自動(dòng)保護(hù)裝置將發(fā)出指令，強(qiáng)制停機(jī)。
一、傳感器的主要組成
自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組分為三種傳感器，分別是油壓傳感器、溫度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，部分機(jī)型配置液位傳感器，其位置與安裝分別如圖1、圖2所示。 柴油發(fā)電機(jī)的傳感器一般是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。
1、敏感元件
直接感受被測(cè)量，并且輸出與被測(cè)量成確定的關(guān)系的其他量的元件。被測(cè)非電量并非都能一次直接轉(zhuǎn)換成為電量。敏感元件又被稱為預(yù)變換器。如傳感器中各類型的彈性元件就是敏感元件。
2、轉(zhuǎn)換元件
將敏感元件輸出的量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)（電壓、電流、頻率等）的元件。如電阻應(yīng)變片、霍爾元件等。
3、轉(zhuǎn)換電路
一般指將電參數(shù)量轉(zhuǎn)換成電量（電壓、電流、頻率等）的電路。轉(zhuǎn)換電路起轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)的作用，常見的有信號(hào)放大器、電橋、振蕩器和阻抗變換器等，常與敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組裝在一起。
以上劃分在實(shí)際的傳感器中并無嚴(yán)格的界限，簡(jiǎn)單的傳感器只有一個(gè)敏感元件（兼轉(zhuǎn)換元件），它將感受的被測(cè)量直接轉(zhuǎn)換成電量輸出，如熱點(diǎn)偶傳感器。有的傳感器，其敏感元件和轉(zhuǎn)換元件合成一體，如電容式壓力傳感器。帶轉(zhuǎn)換電路的傳感器，其轉(zhuǎn)換電路可以與敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組裝在一起，也可以根據(jù)需要將其裝在外部電路箱中。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)組傳感器位置圖 |
圖2 柴油機(jī)油壓、水溫和轉(zhuǎn)速傳感器安裝圖 |
二、水溫傳感器
水溫傳感器也叫冷卻液溫度傳感器，溫度愈低，電阻愈大；反之電阻愈小，安裝在柴油發(fā)電機(jī)缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水直接接觸。從而測(cè)得柴油發(fā)電機(jī)冷卻水的溫度。水溫傳感器安裝于柴油發(fā)電機(jī)的出水端蓋上，用于檢測(cè)冷卻水溫度。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)的冷卻水溫度超過95℃時(shí)，自動(dòng)保護(hù)裝置開始聲光報(bào)警。
1、類別
溫度傳感器有四種類型：熱敏電阻式溫度傳感器、熱敏鐵氧體溫度傳感器、石蠟式溫度傳感器和雙金屬片式溫度傳感器。大多數(shù)溫度傳感器使用熱敏電阻式溫度傳感器。
熱敏電阻式溫度傳感器是用陶瓷半導(dǎo)體材料摻入適量氧化物，根據(jù)所需要的形狀，在高溫下燒結(jié)而成的溫度系數(shù)很大的電阻體制成。在工作范圍內(nèi)，按陶瓷半導(dǎo)體的電阻與溫度的特性關(guān)系，熱敏電阻可以分成三種類型。如圖3所示.
（1）負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)，在工作范圍內(nèi)，其電阻值隨溫度的升高而減小的電阻。
（2）正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)，在工作范圍內(nèi)，其電阻值隨溫度的升高而增加的電阻。
（3）臨界溫度熱敏電阻(CTR)，在臨界溫度時(shí)，其阻值發(fā)生銳變的叫做臨界溫度熱敏電阻。
2、作用
冷卻液溫度傳感器的作用是用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，向ECU輸入冷卻液溫度信號(hào)，作為燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)的修正信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)此信號(hào)增加燃油噴射以提高操縱性能。
3、安裝位置
冷卻液溫度傳感器一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器內(nèi)并伸入水套中，與冷卻水接觸。如圖4所示。
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圖3 水溫傳感器電阻與溫度的特性曲線圖 |
圖4 柴油機(jī)水溫傳感器位置圖 |
4、工作原理
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器即水溫傳感器大多用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制成，它具有負(fù)溫度系數(shù)。水溫低時(shí)，電阻值大，水溫高時(shí)，電阻值小。水溫傳感器的結(jié)構(gòu)和特性如圖5所示。
水溫傳感器接頭有兩端子與ECU連結(jié)，其中一條是信號(hào)線，輸出電壓隨熱敏電阻值的變化而變化，ECU根據(jù)電壓的變化測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫；另一根是地線，如圖6所示。
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圖5 水溫傳感器的結(jié)構(gòu)與特性. |
圖6 水溫傳感器與柴油機(jī)ECU的連接電路 |
三、轉(zhuǎn)速傳感器
轉(zhuǎn)速傳感器由磁敏電阻作感應(yīng)元件，核心部件是采用磁敏電阻作為檢測(cè)的元件，再經(jīng)過全新的信號(hào)處理電路令噪聲降低，功能更完善。通過與其它類型齒轉(zhuǎn)速傳感器的輸出波形對(duì)比，所測(cè)到轉(zhuǎn)速的誤差極小以及線性特性具有很好的一致性。
1、轉(zhuǎn)速傳感器功用
轉(zhuǎn)速傳感器又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器，是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的主要部件，用于檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，也是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)源。其作用是采集曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)并輸送給ECU，以確定噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻。在自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組中，轉(zhuǎn)速傳感器是必不可缺少的重要部分，并且轉(zhuǎn)速傳感器質(zhì)量的好壞直接影響到自動(dòng)化機(jī)組的穩(wěn)定性和安全性。
2、安裝位置
轉(zhuǎn)速傳感器一般安裝在曲軸前端或后端，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過或低于額定轉(zhuǎn)速±10%時(shí)，自動(dòng)保護(hù)裝置開始聲光報(bào)警。轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置如圖7所示，安裝間隙如圖8所示。
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圖7 轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置 |
圖8 轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙 |
3、工作原理
康明斯電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖9所示，它包括一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)盤和一個(gè)耦合線圈。信號(hào)盤有58個(gè)齒，并安裝在曲軸上，耦合線圈由纏繞的銅線、鐵芯和磁鐵組成。
信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著每個(gè)齒經(jīng)過耦合線圈，便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，耦合線圈產(chǎn)生，58個(gè)信號(hào)。ECU根據(jù)這些信號(hào)計(jì)算出轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使用這些計(jì)算結(jié)果，可以控制燃油噴射時(shí)間 。如圖10所示為康明斯轉(zhuǎn)速傳感器電路圖。
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圖9 轉(zhuǎn)速傳感器外形結(jié)構(gòu)圖 |
圖10 康明斯轉(zhuǎn)速傳感器電路圖 |
四、機(jī)油壓力傳感器
1、安裝位置
機(jī)油壓力傳感器安裝于柴油發(fā)電機(jī)右側(cè)的機(jī)油冷卻器的油道上，用于檢測(cè)柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)油壓力。
2、工作原理
機(jī)油壓力傳感器是一種用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力的傳感器。它的工作原理是基于電阻變化的原理，當(dāng)機(jī)油壓力增加時(shí)，傳感器內(nèi)部的電阻值會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)變化會(huì)被傳感器的電路檢測(cè)到，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出（電路原理如圖11所示）。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)油壓力低于時(shí)，自動(dòng)保護(hù)裝置開始聲光報(bào)警。
其工作原理非常簡(jiǎn)單，但它在柴油發(fā)電機(jī)組的性能和安全方面起著至關(guān)重要的作用。如果機(jī)油壓力傳感器出現(xiàn)故障，ECU將無法監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力，這可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞或故障。因此，定期檢查機(jī)油壓力傳感器的工作狀態(tài)非常重要。了解機(jī)油壓力傳感器的工作原理可以幫助用戶更好地維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備，從而延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。
3、結(jié)構(gòu)
機(jī)油壓力傳感器通常由一個(gè)金屬外殼和一個(gè)熱敏電阻器及插件組成，如圖12所示。當(dāng)機(jī)油壓力作用于傳感器外殼時(shí)，它會(huì)使內(nèi)部電阻器的電阻值發(fā)生變化。這個(gè)變化會(huì)被傳感器的電路檢測(cè)到，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。這個(gè)電信號(hào)可以被連接到發(fā)電機(jī)組的電子控制單元（ECU）中，以便ECU可以監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力。
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圖11 柴油機(jī)機(jī)油壓力傳感器電路 |
圖12 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖 |
五、水位監(jiān)測(cè)傳感器
散熱器是利用冷卻液損失熱能進(jìn)行工作的，為了保證柴油機(jī)的適當(dāng)溫度，冷卻水損失熱能是不可缺少的。因?yàn)椴裼蜋C(jī)冷卻系統(tǒng)中若缺少冷卻液，則會(huì)影響柴油機(jī)散熱效果，造成柴油機(jī)高溫。為了更好的監(jiān)測(cè)水箱中的冷卻液液位高度我們需要用到冷卻液液位傳感器。
1、作用
冷卻液液位傳感器是一個(gè)開關(guān)，用于測(cè)量柴油發(fā)電機(jī)組散熱器頂部水箱中發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的液位，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液液位傳感器一般位于散熱器頂部水箱內(nèi)或補(bǔ)充水箱內(nèi)，當(dāng)冷卻液液位傳感器進(jìn)入冷卻液，在去除冷卻液與浸入冷卻液對(duì)比后即返回一個(gè)不同的電壓信號(hào)。電子控制模塊檢測(cè)信號(hào)電壓的變化以確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液液位。
2、工作原理
如圖13所示?？得魉挂何粋鞲衅鳎ㄋ粋鞲衅鳎┎捎脟?guó)外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為4～20mA/1～5VDC）。
3、安裝位置
如圖14所示。水位監(jiān)測(cè)傳感器安裝于水箱散熱器頂部右側(cè)，用于監(jiān)測(cè)補(bǔ)水箱中的液位。當(dāng)補(bǔ)水箱中的水不足時(shí)，低于系統(tǒng)設(shè)定值，自動(dòng)保護(hù)裝置開始聲光報(bào)警。
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圖13 水位傳感器工作圖 |
圖14 液位傳感器線束連接與安裝位置圖 |
總結(jié)：
伴隨著電噴柴油機(jī)的普及，電控系統(tǒng)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上作用越來越廣。而作為發(fā)動(dòng)機(jī)“耳朵”的傳感器們更是遍布在發(fā)動(dòng)機(jī)上的每一個(gè)細(xì)節(jié)，時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)測(cè)其工作中的狀態(tài)。所以，在日常生活中不要因?yàn)樗鼈兊男〔黄鹧鄱鲆曀鼈兊闹匾饔?。綜上所述，作為合格的操作員和維修工，必須了解電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常用傳感器類型 、結(jié)構(gòu)、工作原理 ，才能更好地完成各個(gè)傳感器檢修的學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握更多的柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)知識(shí)。
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