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性能特點和作用說明 |
康明斯水溫和油壓傳感器特性試驗和檢測 |
摘要：康明斯傳感器實際上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉換成電信號。傳感器所檢測的信號近來顯著地增加，因而其品種也極其繁多。 為了對各種各樣的信號進行檢測、控制，就必須獲得盡量簡單易于處理的信號，這樣的要求只有電信號能夠滿足。康明斯公司通過對柴油發電機組的水溫、油溫和油壓傳感器的比較全面地試驗和分析 ，提出了一種準確實用的描述其特性的方法。
一、柴油機常用傳感器
1、水溫傳感器
如圖1所示，柴油發電機傳感器位于右前側的圓柱體，其功能是控制風扇轉動，調整開始的燃料供應，控制噴油定時和發動機保護。一般的柴油發電機運行范圍在-40-140℃。傳感器失靈會導致較低的發動機轉速和功率下降，啟動困難，發電機將關閉，如果柴油發電機的設計了保護功能，那么使用的溫度傳感器，熱傳感器兩線，兩線制傳感器的電源線和后衛線與兩條線提供。熱敏電阻是指電阻值隨溫度的升高會有所下降。因此，我們可以使用萬用表測試線插頭的溫度傳感器的電阻值，并與正常價值來判斷，如果溫度傳感器工作正常與否比較。這里列出的溫度傳感器，它是適用于其他所有合資柴油發電機系列溫度傳感器的參數的正常范圍。一般的華全動力設備有限公司使用的是正宗進口的VDO傳感器，它的靈敏度更高，性能也很穩定。
2、燃油溫度傳感器
該傳感器安裝在燃油濾清器內殼頂部。它的功能是通過傳感器信號控制燃油加熱器和保護柴油發電機。其工作范圍為-40℃-140℃。傳感器故障，會影響發動機的性能。它的維修方法是冷卻液溫度傳感器相同。
3、機油壓力傳感器
如圖2所示，機油壓力傳感器一般會安裝在機油濾清器座上，由觸點、彈簧、隔板及膜片等組成。當無機油壓力作用時，彈簧推動膜片，觸點處于閉合狀態；當機油壓力達到規定值時，膜片克服彈簧作用力，使觸點斷開。機油壓力傳感器用于監控潤滑系統。發動機處于靜止狀態且點火開關打開時，機油壓力指示燈通過機油壓力傳感器接地，指示燈亮起。啟動發動機后，機油壓力使接地觸點克服彈簧力打開，指示燈熄滅。
4、轉速傳感器
該傳感器安裝在柴油發電機的前齒輪殼，它的功能是測試脈沖葛和計算發動機轉速和控制石油供。柴油發電機傳感器出現故障，將導致動力不足，怠速不穩，排放白煙，在啟動或關閉困難。
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圖1 水溫報警開關 |
圖2 VDO油壓傳感器接線圖 |
二、傳感器試驗
1、 試驗方法
在康明斯柴油發電機組運行的狀態中 ，從它的水溫、油溫和油壓傳感器上取電壓信號 ，并與相應的水溫、油溫和油壓值對應 ，分析出它們的函數關系 ，建立傳感器的特性曲線。
以水溫傳感器為例 ，其特性測試線路見圖3。
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圖3 柴油發電機組傳感器試驗連線圖 |
2、 試驗數據和分析
把水溫傳感器放入水中 ，如圖4所示，對水加熱。用萬用表測出傳感器兩端電壓y 和 24 V 電源值 E、用溫度計測出水溫值 t。經分析可知 ，傳感器的信號電壓 y 不但和水溫值 t 有關 ，還和 24 V 電源值有關。在 24 V 電源值E 固定為 24 V 時 ，其信號電壓值 y 隨水溫值變化的變化值見表 1。
表 1 傳感器信號電壓值隨水溫值變化的變化值
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溫度/℃ |
信號電壓/V |
溫度/℃ |
信號電壓/V |
溫度/℃ |
信號電壓/V |
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48 |
6.860 |
66 |
6.000 |
84 |
4.910 |
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49 |
6.820 |
67 |
5.940 |
85 |
4.840 |
|
50 |
6.790 |
68 |
5.890 |
86 |
4.780 |
|
51 |
6.740 |
69 |
5.830 |
87 |
4.720 |
|
52 |
6.700 |
70 |
5.780 |
88 |
4.660 |
|
53 |
6.660 |
71 |
5.720 |
89 |
4.600 |
|
54 |
6.610 |
72 |
5.660 |
90 |
4.530 |
|
55 |
6.570 |
73 |
5.600 |
91 |
4.470 |
|
56 |
6.530 |
74 |
5.540 |
92 |
4.410 |
|
57 |
6.480 |
75 |
5.470 |
93 |
4.330 |
|
58 |
6.430 |
76 |
5.410 |
94 |
4.270 |
|
59 |
6.380 |
77 |
5.340 |
95 |
4.200 |
|
60 |
6.330 |
78 |
5.280 |
96 |
4.140 |
|
61 |
6.280 |
79 |
5.220 |
97 |
4.070 |
|
62 |
6.230 |
80 |
5.160 |
98 |
4.010 |
|
63 |
6.180 |
81 |
5.100 |
99 |
3.93 |
|
64 |
6.120 |
82 |
5.040 |
|
|
|
65 |
6.060 |
83 |
4.970 |
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發電機組24V電源電壓值隨負載與充電電壓的變化而變化，其變化范圍為20 V～30 V。當把24V電源電壓值分別固定在20V、20.5V、21V?、30V時，信號電壓和水溫的關系曲線如圖5所示。從圖5可以看出，隨24V電源電壓值的不同，信號電壓和水溫的關系曲線是不同的。因此，信號電壓是水溫和24V電源電壓值E的二元函數：y=f(t，E)，但求出高精度的函數關系式是困難的。因此，應采用了一種比較實用的數值分析擬合曲線方法，求解其特性曲線。
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圖4 冷卻液溫度傳感器電阻值測量 |
圖5 水溫傳感器電阻值和溫度關系曲線圖 |
三、冷卻液溫度傳感器檢測
1、就車檢測冷卻液溫度傳感器
（1）關閉啟動開關，拔下傳感器接插件，測量傳感器接插件1腳與搭鐵間電壓是否在4.9V～5.1V范圍內。如果測量結果不正確，則應檢查電瓶是否供電正常，或出現了ECU輸出電壓不正常的狀況，或線束出現斷路或接觸不良等狀況。測量傳感器電阻，并記錄；
（2）測量傳感器接插件2腳與搭鐵之間是否導通，如果不導通則應檢查線束是否斷路或接觸不良；
（3）點火開關打到”OFF”，插上傳感器接插件，拔下ECU上的A端線束接插件，找到對應的A58與A41，測量它們之間的傳感器電阻，若測得結果與步驟1測得結果偏差較大，則說明線束出現故障的可能性較大。根據當時的溫度情況查找傳感器電阻溫度對照表，若實測的電阻值與理論值出入較大，則傳感器出故障的可能性較大。
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圖6 水溫傳感器端子接線圖 |
圖7 水溫傳感器波形圖 |
2、電阻法測量溫度傳感器
（1）拆下冷卻液溫度傳感器
關閉點火開關，冷卻發動機5min，排放冷卻液，拔下冷卻液溫度傳感器導線連接器，然后用19#的梅花扳手將冷卻液溫度傳感器，從發動機出水管上拆下。
（2）裝配實驗裝備
把傳感器置于傳感器固定架上，并把其放置于燒杯中；把燒杯安置在支架上往燒杯內加水，水剛好滿至傳感器安裝螺母下線合適。在燒杯中放置一支溫度計。用酒精燈加熱杯中的水，讓其受熱。
（3）測量冷卻液溫度傳感器的電阻
用導線將傳感器與萬用表表筆連接良好，使用歐姆KΩ檔，觀察溫度計和萬用表的讀數變化：隨著溫度逐漸升高，所顯示的電阻值下降，冷卻液溫度傳感器的電阻值與溫度的高低成反比。不符合，應更換冷卻液溫度傳感器。
表2 水溫傳感器溫度與阻值的曲線圖及對應關系
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圖8 水溫傳感器特性曲線圖 |
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溫度 t |
阻值R |
溫度 t |
阻值R |
溫度 t |
阻值R |
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(℃) |
(kΩ) |
(℃) |
(kΩ) |
(℃) |
(kΩ) |
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-40 |
40.49～50.14 |
25 |
1.94～2.17 |
90 |
0.24～0.25 |
|
-30 |
23.58～28.65 |
30 |
1.62～1.80 |
100 |
0.18～0.19 |
|
-20 |
14.10～16.83 |
40 |
1.12～1.23 |
110 |
0.14～0.15 |
|
-10 |
8.64～10.15 |
50 |
0.80～0.87 |
120 |
0.11～0.12 |
|
0 |
5.47～6.23 |
60 |
0.57～0.62 |
130 |
0.086～0.093 |
|
10 |
3.54～4.04 |
70 |
0.42～0.45 |
140 |
0.068～0.074 |
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20 |
2.35～2.65 |
80 |
0.31～0.33 |
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（4）檢測后恢復設備
測量完畢，將溫度計拿出，熄滅酒精燈，關閉萬用表，待水溫冷卻后，將傳感器拿出，重新安裝到車上，注意安裝密封膠或密封圈，加注冷卻液。
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