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新聞主題 |
康明斯發(fā)動機水溫，油壓，水位，轉(zhuǎn)速傳感器的作用 |
摘要：作為應急電源的使用者，應首先了解柴油發(fā)動機常用傳感器類型 、結(jié)構(gòu)、工作原理，常見的感應器主要是轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、機油壓力傳感器以及水箱液位傳感器，操作員應掌握各個傳感器的檢測步驟，并能根據(jù)柴油發(fā)電機組現(xiàn)場實際情況，正確判斷各個傳感器的良好與否及其靈敏性，防止其失效而導致設(shè)備誤報警。其基本原理是當起動開關(guān)處于工作位置時，自動保護裝置上電后首先進行自檢，檢查各傳感器的狀態(tài)，結(jié)束后轉(zhuǎn)入正常工作。運行中當某一路傳感器檢測值超過設(shè)定值時，這時操作人員應迅速檢查報警原因并及時處理；如不能及時處理，自動保護裝置將發(fā)出指令，強制停機。
一、傳感器的主要組成
自動化柴油發(fā)電機組分為三種傳感器，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
直接感受被測量，并且輸出與被測量成確定的關(guān)系的其他量的元件。被測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)換輸出信號的作用，常見的有信號放大器、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。
以上劃分在實際的傳感器中并無嚴格的界限，簡單的傳感器只有一個敏感元件（兼轉(zhuǎn)換元件），它將感受的被測量直接轉(zhuǎn)換成電量輸出，如熱點偶傳感器。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)電機組傳感器位置圖 |
圖2 柴油機油壓、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)電機缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水直接接觸。從而測得柴油發(fā)電機冷卻水的溫度。水溫傳感器安裝于柴油發(fā)電機的出水端蓋上，用于檢測冷卻水溫度。當柴油發(fā)電機的冷卻水溫度超過95℃時，自動保護裝置開始聲光報警。
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，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發(fā)動機的工作溫度，向ECU輸入冷卻液溫度信號，作為燃油噴射和點火正時的修正信號。當發(fā)動機冷機工作時，ECU根據(jù)此信號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)動機缸體、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 柴油機水溫傳感器位置圖 |
4、工作原理
發(fā)動機冷卻液溫度傳感器即水溫傳感器大多用負溫度系數(shù)熱敏電阻制成，它具有負溫度系數(shù)。水溫低時，電阻值大，水溫高時，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)電壓的變化測得發(fā)動機的水溫；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元件，核心部件是采用磁敏電阻作為檢測的元件，再經(jīng)過全新的信號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比，所測到轉(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)動機曲軸位置傳感器，是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的主要部件，用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角信號，也是測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。其作用是采集曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號并輸送給ECU，以確定噴油時刻和點火時刻。在自動化柴油發(fā)電機組中，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化機組的穩(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，當柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過或低于額定轉(zhuǎn)速±10%時，自動保護裝置開始聲光報警。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)動機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，它包括一個轉(zhuǎn)速信號盤和一個耦合線圈。信號盤有58個齒，并安裝在曲軸上，耦合線圈由纏繞的銅線、鐵芯和磁鐵組成。
信號盤旋轉(zhuǎn)時，隨著每個齒經(jīng)過耦合線圈，便產(chǎn)生一個脈沖信號。發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈，耦合線圈產(chǎn)生，58個信號。ECU根據(jù)這些信號計算出轉(zhuǎn)速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使用這些計算結(jié)果，可以控制燃油噴射時間 。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、機油壓力傳感器
1、安裝位置
機油壓力傳感器安裝于柴油發(fā)電機右側(cè)的機油冷卻器的油道上，用于檢測柴油發(fā)電機的機油壓力。
2、工作原理
機油壓力傳感器是一種用于測量發(fā)動機機油壓力的傳感器。它的工作原理是基于電阻變化的原理，當機油壓力增加時，傳感器內(nèi)部的電阻值會發(fā)生變化，這個變化會被傳感器的電路檢測到，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出（電路原理如圖11所示）。當柴油發(fā)電機的機油壓力低于時，自動保護裝置開始聲光報警。
其工作原理非常簡單，但它在柴油發(fā)電機組的性能和安全方面起著至關(guān)重要的作用。如果機油壓力傳感器出現(xiàn)故障，ECU將無法監(jiān)測發(fā)動機的機油壓力，這可能會導致發(fā)動機損壞或故障。因此，定期檢查機油壓力傳感器的工作狀態(tài)非常重要。了解機油壓力傳感器的工作原理可以幫助用戶更好地維護和保養(yǎng)設(shè)備，從而延長機器的使用壽命。
3、結(jié)構(gòu)
機油壓力傳感器通常由一個金屬外殼和一個熱敏電阻器及插件組成，如圖12所示。當機油壓力作用于傳感器外殼時，它會使內(nèi)部電阻器的電阻值發(fā)生變化。這個變化會被傳感器的電路檢測到，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。這個電信號可以被連接到發(fā)電機組的電子控制單元（ECU）中，以便ECU可以監(jiān)測發(fā)動機的機油壓力。
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圖11 柴油機機油壓力傳感器電路 |
圖12 發(fā)動機機油壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖 |
五、水位監(jiān)測傳感器
散熱器是利用冷卻液損失熱能進行工作的，為了保證柴油機的適當溫度，冷卻水損失熱能是不可缺少的。因為柴油機冷卻系統(tǒng)中若缺少冷卻液，則會影響柴油機散熱效果，造成柴油機高溫。為了更好的監(jiān)測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開關(guān)，用于測量柴油發(fā)電機組散熱器頂部水箱中發(fā)動機冷卻液的液位，發(fā)動機冷卻液液位傳感器一般位于散熱器頂部水箱內(nèi)或補充水箱內(nèi)，當冷卻液液位傳感器進入冷卻液，在去除冷卻液與浸入冷卻液對比后即返回一個不同的電壓信號。電子控制模塊檢測信號電壓的變化以確定發(fā)動機冷卻液液位。
2、工作原理
如圖13所示?？得魉挂何粋鞲衅鳎ㄋ粋鞲衅鳎┎捎脟庀冗M的隔離型擴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，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。
3、安裝位置
如圖14所示。水位監(jiān)測傳感器安裝于水箱散熱器頂部右側(cè)，用于監(jiān)測補水箱中的液位。當補水箱中的水不足時，低于系統(tǒng)設(shè)定值，自動保護裝置開始聲光報警。
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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)：
伴隨著電噴柴油機的普及，電控系統(tǒng)在柴油發(fā)動機上作用越來越廣。而作為發(fā)動機“耳朵”的傳感器們更是遍布在發(fā)動機上的每一個細節(jié)，時時刻刻監(jiān)測其工作中的狀態(tài)。所以，在日常生活中不要因為它們的小不起眼而忽視它們的重要作用。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)動機常用傳感器類型 、結(jié)構(gòu)、工作原理 ，才能更好地完成各個傳感器檢修的學習任務，掌握更多的柴油發(fā)電機技術(shù)知識。
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