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性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明 |
柴油機冷卻液溫度傳感器的工作原理及安裝位置圖 |
摘要：冷卻液溫度傳感器是一種用于測量發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度的裝置，它通常安裝在發(fā)動(dòng)機冷卻系統中的冷卻液管路上。冷卻液溫度傳感器的作用是測量冷卻液溫度，用于冷起動(dòng)、風(fēng)扇控制、目標怠速計算等，同時(shí)還用于修正噴油量、噴油提前角、最大功率保護等。因此，冷卻液的水溫傳感器在幫助柴油發(fā)電機溫度保持穩定水平方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。它們也被業(yè)內技術(shù)員們稱(chēng)為柴油發(fā)電機冷卻液體溫計 - ECT。因此，冷卻液溫度傳感器的作用是十分重要的。
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)機冷卻液溫度的傳感器，它在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的冷卻系統中起著(zhù)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(zhù)溫度的變化而變化。信號處理電路則負責將感溫元件的電阻變化轉換為與溫度成正比的電壓或電流信號。
當發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)，冷卻液開(kāi)始循環(huán)流動(dòng)。冷卻液溫度傳感器通常安裝在發(fā)動(dòng)機冷卻液的進(jìn)口或出口處，以便能夠準確地測量到冷卻液的溫度。當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(zhù)溫度的升高而降低，隨著(zhù)溫度的降低而升高。這是因為感溫元件的電阻值與其溫度成反比。當冷卻液溫度升高時(shí)，感溫元件的電阻值降低，信號處理電路會(huì )將這一變化轉換為相應的電壓或電流信號。這個(gè)信號會(huì )被傳輸到車(chē)輛的電子控制單元（ECU）中，ECU會(huì )根據這個(gè)信號做出相應的調整，以保證發(fā)動(dòng)機的正常運行。
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，信號處理電路將電阻變化轉換為與溫度成正比的電壓或電流信號，該信號被傳輸到ECU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，但它在柴油機的冷卻系統中起著(zhù)非常重要的作用。通過(guò)準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)參數的調整，以保證發(fā)動(dòng)機在適當的溫度范圍內運行。
電控型柴油發(fā)電機用溫度類(lèi)傳感器幾乎都采用了負溫度系數熱敏電阻式傳感器，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?。?，系統根據接收到的電阻值計算出當前冷卻液溫度。水溫傳感器通常安裝在柴油發(fā)電機缸體水套或冷卻液管路中，與冷卻液接觸，用來(lái)檢測柴油發(fā)電機的冷卻液溫度。ECU收到該溫度信號后修正噴油時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間。
總結起來(lái)，冷卻液溫度傳感器通過(guò)感溫元件和信號處理電路的相互配合，能夠準確地測量到冷卻液的溫度，并將這一信息傳輸到ECU中進(jìn)行處理。這個(gè)過(guò)程保證了發(fā)動(dòng)機在適當的溫度范圍內運行，從而提高了柴油發(fā)電機組的性能和壽命。
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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構
1、冷卻液溫度傳感器的安裝位置
冷卻液溫度傳感器外觀(guān)如圖3所示，它們通常由制造商放置在發(fā)動(dòng)機缸體上或冷卻水管中，傳感器的尖端與柴油機冷卻液接觸。冷卻液溫度傳感器由半導體材料制成，測量電阻安裝在殼體內。冷卻液溫度傳感器主要由熱敏電阻、金屬引線(xiàn)、接線(xiàn)觸點(diǎn)和外殼等組成。冷卻液溫度傳感器為負溫度系數電阻計NTC，隨著(zhù)溫度的升高，其電阻值會(huì )下降。DME通過(guò)測量其電壓值，可以計算出電阻的大小，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(xiàn)，PIN2為搭鐵線(xiàn)，接線(xiàn)如圖4所示。
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圖3 冷卻液溫度傳感器外觀(guān)圖 |
圖4 冷卻液溫度傳感器電路連接圖 |
2、負溫度系數電阻的特性
冷卻液溫度愈高，電阻愈低；冷卻液溫度愈低，電阻愈高。
可根據溫度和制造商的規格檢查傳感器的電阻變化。您可以使用一杯熱水/冷水或打火機加熱傳感器的尖端并監測電阻變化。如果用打火機燒，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(lái)說(shuō)，我們可以使用診斷機在數據列表中查看啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí)的溫度變化。
表1 負溫度系數電阻的特性參數
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溫度（℃）
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電壓（V）
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電阻（Ω）
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0
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2. 39-2. 93
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5900
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10
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1. 94-2. 37
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3700
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20
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1. 51-1. 84
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2500
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30
|
1. 61-1. 42
|
1700
|
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40
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0. 88-1. 08
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1200
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|
50
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0. 66-0. 80
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840
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|
60
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0. 50-0. 61
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600
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70
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0. 38-0. 46
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430
|
|
80
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0. 29-0. 35
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325
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90
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0. 22-0. 26
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247
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三、冷卻水溫度傳感器的檢測
1、電阻檢測
（1）就機檢查
一般發(fā)電機組的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)都會(huì )置于OFF 位置，用戶(hù)需要將冷卻水溫度傳感器導線(xiàn)連接器進(jìn)行拆卸，采用數字式高阻抗萬(wàn)用表來(lái)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(hù)們需要注意在熱機時(shí)應該小于1ΚΩ。
（2）單件檢查
用戶(hù)要進(jìn)行單件檢查時(shí)，需要將冷卻水溫度傳感器導線(xiàn)連接器拔下，然后在從柴油發(fā)電機上將冷卻水溫度傳感器拆下。用戶(hù)將拆下的傳感器放置于水杯內的水中，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)用表檔對水溫傳感器兩接線(xiàn)端子間的電阻值進(jìn)行測量，并且要將測得的值和標準值進(jìn)行比較。如果比較結果不符合標準，則用戶(hù)就需要更換水溫傳感器了。
2、輸出信號電壓的檢測
用戶(hù)將冷卻水溫度傳感器裝好，連接好傳感器的導線(xiàn)的連接器。當點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于“ON”的位置上時(shí)，然后從水溫傳感器導線(xiàn)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準值應為5V，否則線(xiàn)束有短路或斷路故障。檢測步驟如下:
（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。
（2）拔下冷卻液溫度傳感器的4芯插頭。
（3）打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。
（4）用萬(wàn)用表測量4芯插頭線(xiàn)束一側的1號端子（棕/藍線(xiàn)）與3號端子（藍線(xiàn)）之間的電壓值。
四、冷卻液溫度傳感器失效影響
（1） 溫度讀數不準確：
冷卻液溫度傳感器失效后，無(wú)法準確測量冷卻液的溫度，導致儀表盤(pán)上的溫度顯示不準確?？赡艹霈F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)電機控制系統會(huì )根據冷卻液溫度傳感器提供的數據來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機是否過(guò)熱。一旦傳感器出現故障，可能誤報發(fā)動(dòng)機過(guò)熱的信息，導致引擎故障指示燈亮起。
（3）發(fā)動(dòng)機性能下降：
冷卻液溫度傳感器失效后，無(wú)法及時(shí)檢測到發(fā)動(dòng)機的溫度變化，這會(huì )導致電腦系統無(wú)法根據溫度調整發(fā)動(dòng)機的工作狀態(tài)，從而降低發(fā)動(dòng)機的性能。
（4）引擎過(guò)熱：
當冷卻液溫度傳感器失效時(shí)，無(wú)法及時(shí)檢測到冷卻液的溫度升高，從而無(wú)法及時(shí)打開(kāi)冷卻系統的其他部件來(lái)散熱，導致發(fā)動(dòng)機過(guò)熱。
（5）冒黑煙或發(fā)抖：
當冷卻液溫度傳感器出現故障時(shí)，將有故障記憶，柴油發(fā)電機不能準確計算出噴油量；柴油發(fā)電機會(huì )抖動(dòng)或冒黑煙，柴油發(fā)電機的動(dòng)力性和經(jīng)濟性將受到影響。如果偏心軸從零行程向最大行程方向調節，那么該引導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。數據通過(guò)個(gè)串行接口傳到DME。DME控制單元通過(guò)電子氣門(mén)控制伺服電動(dòng)機調節偏心軸位置，直到目前的位置與標準位置一致。傳感器的測量范圍為180°。該傳感器由柴油發(fā)電機控制單元DME提供5V電壓。從偏心軸傳感器至DME的數據以250kHz的中等頻率傳輸。
總結：
冷卻液溫度傳感器在發(fā)動(dòng)機冷卻系統中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。它通過(guò)測量冷卻液的溫度，提供準確的溫度數據，幫助控制系統實(shí)現冷卻液的循環(huán)和溫度的穩定。同時(shí)，它還可以幫助檢測發(fā)動(dòng)機的故障，提前發(fā)現并解決問(wèn)題。因此，在保證發(fā)動(dòng)機正常工作和延長(cháng)發(fā)動(dòng)機壽命方面，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)，必須保證它的準確性和穩定性。如果傳感器出現故障，會(huì )導致溫度讀數不準確，從而影響柴油發(fā)電機組的性能和運行安全。為此，一般建議用戶(hù)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)電機的正常運行。
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