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性能特點(diǎn)和作用說(shuō)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(shí)際上是一種功能塊，其作用是將來(lái)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(lái)顯著(zhù)地增加，因而其品種也極其繁多。 為了對各種各樣的信號進(jìn)行檢測、控制，就必須獲得盡量簡(jiǎn)單易于處理的信號，這樣的要求只有電信號能夠滿(mǎn)足?？得魉构就ㄟ^(guò)對柴油發(fā)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(shí)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(fā)電機傳感器位于右前側的圓柱體，其功能是控制風(fēng)扇轉動(dòng)，調整開(kāi)始的燃料供應，控制噴油定時(shí)和發(fā)動(dòng)機保護。一般的柴油發(fā)電機運行范圍在-40-140℃。傳感器失靈會(huì )導致較低的發(fā)動(dòng)機轉速和功率下降，啟動(dòng)困難，發(fā)電機將關(guān)閉，如果柴油發(fā)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(xiàn)，兩線(xiàn)制傳感器的電源線(xiàn)和后衛線(xiàn)與兩條線(xiàn)提供。熱敏電阻是指電阻值隨溫度的升高會(huì )有所下降。因此，我們可以使用萬(wàn)用表測試線(xiàn)插頭的溫度傳感器的電阻值，并與正常價(jià)值來(lái)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(fā)電機系列溫度傳感器的參數的正常范圍。一般的華全動(dòng)力設備有限公司使用的是正宗進(jìn)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(guò)傳感器信號控制燃油加熱器和保護柴油發(fā)電機。其工作范圍為-40℃-140℃。傳感器故障，會(huì )影響發(fā)動(dòng)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(huì )安裝在機油濾清器座上，由觸點(diǎn)、彈簧、隔板及膜片等組成。當無(wú)機油壓力作用時(shí)，彈簧推動(dòng)膜片，觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)；當機油壓力達到規定值時(shí)，膜片克服彈簧作用力，使觸點(diǎn)斷開(kāi)。機油壓力傳感器用于監控潤滑系統。發(fā)動(dòng)機處于靜止狀態(tài)且點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，機油壓力指示燈通過(guò)機油壓力傳感器接地，指示燈亮起。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機后，機油壓力使接地觸點(diǎn)克服彈簧力打開(kāi)，指示燈熄滅。
4、轉速傳感器
該傳感器安裝在柴油發(fā)電機的前齒輪殼，它的功能是測試脈沖葛和計算發(fā)動(dòng)機轉速和控制石油供。柴油發(fā)電機傳感器出現故障，將導致動(dòng)力不足，怠速不穩，排放白煙，在啟動(dòng)或關(guān)閉困難。
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圖1 水溫報警開(kāi)關(guān) |
圖2 VDO油壓傳感器接線(xiàn)圖 |
二、傳感器試驗
1、 試驗方法
在康明斯柴油發(fā)電機組運行的狀態(tài)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(guān)系 ，建立傳感器的特性曲線(xiàn)。
以水溫傳感器為例 ，其特性測試線(xiàn)路見(jiàn)圖3。
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圖3 柴油發(fā)電機組傳感器試驗連線(xiàn)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(wàn)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(jīng)分析可知 ，傳感器的信號電壓 y 不但和水溫值 t 有關(guān) ，還和 24 V 電源值有關(guān)。在 24 V 電源值E 固定為 24 V 時(shí) ，其信號電壓值 y 隨水溫值變化的變化值見(jiàn)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 |
|
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 |
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|
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65 |
6.060 |
83 |
4.970 |
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發(fā)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(shí)，信號電壓和水溫的關(guān)系曲線(xiàn)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(guān)系曲線(xiàn)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(guān)系式是困難的。因此，應采用了一種比較實(shí)用的數值分析擬合曲線(xiàn)方法，求解其特性曲線(xiàn)。
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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(guān)系曲線(xiàn)圖 |
三、冷卻液溫度傳感器檢測
1、就車(chē)檢測冷卻液溫度傳感器
（1）關(guān)閉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，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(xiàn)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(xiàn)束是否斷路或接觸不良；
（3）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打到”OFF”，插上傳感器接插件，拔下ECU上的A端線(xiàn)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(shuō)明線(xiàn)束出現故障的可能性較大。根據當時(shí)的溫度情況查找傳感器電阻溫度對照表，若實(shí)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(xiàn)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(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，冷卻發(fā)動(dòng)機5min，排放冷卻液，拔下冷卻液溫度傳感器導線(xiàn)連接器，然后用19#的梅花扳手將冷卻液溫度傳感器，從發(fā)動(dòng)機出水管上拆下。
（2）裝配實(shí)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(mǎn)至傳感器安裝螺母下線(xiàn)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(xiàn)將傳感器與萬(wàn)用表表筆連接良好，使用歐姆KΩ檔，觀(guān)察溫度計和萬(wàn)用表的讀數變化：隨著(zhù)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(xiàn)圖及對應關(guān)系
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圖8 水溫傳感器特性曲線(xiàn)圖 |
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溫度 t |
阻值R |
溫度 t |
阻值R |
溫度 t |
阻值R |
|
(℃) |
(kΩ) |
(℃) |
(kΩ) |
(℃) |
(kΩ) |
|
-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 |
|
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(guān)閉萬(wàn)用表，待水溫冷卻后，將傳感器拿出，重新安裝到車(chē)上，注意安裝密封膠或密封圈，加注冷卻液。
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