性能特點(diǎn)和作用說明

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簡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。

      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。這個(gè)信號會(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，該信號被傳輸?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。通過準(zhǔn)確測量冷卻液的溫度，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?。?，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，用來檢測柴油發(fā)電機(jī)的冷卻液溫度。ECU收到該溫度信號后修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間。

      總結(jié)起來，冷卻液溫度傳感器通過感溫元件和信號處理電路的相互配合，能夠準(zhǔn)確地測量到冷卻液的溫度，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通過測量其電壓值，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。對于技術(shù)人員來說，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

 

1、電阻檢測

（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)字式高阻抗萬用表來對傳感器兩端子間的電阻值進(jìn)行測試。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用表檔對水溫傳感器兩接線端子間的電阻值進(jìn)行測量，并且要將測得的值和標(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、輸出信號電壓的檢測

      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傳感器輸出電壓信號進(jìn)行測試就可以了。

3、電源電壓檢測

       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）用萬用表測量4芯插頭線束一側(cè)的1號端子（棕/藍(lán)線）與3號端子（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，無法準(zhǔn)確測量冷卻液的溫度，導(dǎo)致儀表盤上的溫度顯示不準(zhǔn)確。可能出現(xiàn)溫度過高或過低的情況，給操作員帶來困擾。

（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)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否過熱。一旦傳感器出現(xiàn)故障，可能誤報(bào)發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的信息，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，無法及時(shí)檢測到發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度變化，這會(huì)導(dǎo)致電腦系統(tǒng)無法根據(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）引擎過熱：

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

（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)通過個(gè)串行接口傳到DME。DME控制單元通過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。它通過測量冷卻液的溫度，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)，它還可以幫助檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，提前發(fā)現(xiàn)并解決問題。因此，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作和延長發(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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