性能特點和作用說明

柴油機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動機冷卻液溫度的傳感器，它在汽車發動機的冷卻系統中起著重要的作用。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主要部分組成，感溫元件是一個靈敏的熱敏電阻器，它的電阻值會隨著溫度的變化而變化。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。

      當發動機啟動時，冷卻液開始循環流動。冷卻液溫度傳感器通常安裝在發動機冷卻液的進口或出口處，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，感溫元件會受到冷卻液溫度的影響而發生變化。

       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，感溫元件的電阻值降低，信號處理電路會將這一變化轉換為相應的電壓或電流信號。這個信號會被傳輸到車輛的電子控制單元（ECU）中，ECU會根據這個信號做出相應的調整，以保證發動機的正常運行。

      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，但它在柴油機的冷卻系統中起著非常重要的作用。通過準確測量冷卻液的溫度，冷卻液溫度傳感器可以幫助ECU及時控制冷卻液的流動以及其他相關參數的調整，以保證發動機在適當的溫度范圍內運行。

      電控型柴油發電機用溫度類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小），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電機缸體水套或冷卻液管路中，與冷卻液接觸，用來檢測柴油發電機的冷卻液溫度。ECU收到該溫度信號后修正噴油時間和點火時間。

      總結起來，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，能夠準確地測量到冷卻液的溫度，并將這一信息傳輸到ECU中進行處理。這個過程保證了發動機在適當的溫度范圍內運行，從而提高了柴油發電機組的性能和壽命。

 

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如圖3所示，它們通常由制造商放置在發動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、接線觸點和外殼等組成。冷卻液溫度傳感器為負溫度系數電阻計NTC，隨著溫度的升高，其電阻值會下降。DME通過測量其電壓值，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。對于技術人員來說，我們可以使用診斷機在數據列表中查看啟動發動機時的溫度變化。

表1    負溫度系數電阻的特性參數

 

三、冷卻水溫度傳感器的檢測

 

1、電阻檢測

（1）就機檢查

       一般發電機組的點火開關都會置于OFF 位置，用戶需要將冷卻水溫度傳感器導線連接器進行拆卸，采用數字式高阻抗萬用表來對傳感器兩端子間的電阻值進行測試。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時應該小于1ΚΩ。

（2）單件檢查

      用戶要進行單件檢查時，需要將冷卻水溫度傳感器導線連接器拔下，然后在從柴油發電機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的水中，并將杯中的水進行加熱。同時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行測量，并且要將測得的值和標準值進行比較。如果比較結果不符合標準，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，連接好傳感器的導線的連接器。當點火開關處于“ON”的位置上時，然后從水溫傳感器導線連接器的端子間對傳感器輸出電壓信號進行測試就可以了。

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，否則線束有短路或斷路故障。檢測步驟如下:

（1）關閉點火開關。

（2）拔下冷卻液溫度傳感器的4芯插頭。

（3）打開點火開關。

（4）用萬用表測量4芯插頭線束一側的1號端子（棕/藍線）與3號端子（藍線）之間的電壓值。

 

四、冷卻液溫度傳感器失效影響

 

（1） 溫度讀數不準確：

      冷卻液溫度傳感器失效后，無法準確測量冷卻液的溫度，導致儀表盤上的溫度顯示不準確。可能出現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：

      柴油發電機控制系統會根據冷卻液溫度傳感器提供的數據來判斷發動機是否過熱。一旦傳感器出現故障，可能誤報發動機過熱的信息，導致引擎故障指示燈亮起。

（3）發動機性能下降：

      冷卻液溫度傳感器失效后，無法及時檢測到發動機的溫度變化，這會導致電腦系統無法根據溫度調整發動機的工作狀態，從而降低發動機的性能。

（4）引擎過熱：

      當冷卻液溫度傳感器失效時，無法及時檢測到冷卻液的溫度升高，從而無法及時打開冷卻系統的其他部件來散熱，導致發動機過熱。

（5）冒黑煙或發抖：

    當冷卻液溫度傳感器出現故障時，將有故障記憶，柴油發電機不能準確計算出噴油量；柴油發電機會抖動或冒黑煙，柴油發電機的動力性和經濟性將受到影響。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，另一個參考傳感器提供下降的角度值。數據通過個串行接口傳到DME。DME控制單元通過電子氣門控制伺服電動機調節偏心軸位置，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動機冷卻系統中起著至關重要的作用。它通過測量冷卻液的溫度，提供準確的溫度數據，幫助控制系統實現冷卻液的循環和溫度的穩定。同時，它還可以幫助檢測發動機的故障，提前發現并解決問題。因此，在保證發動機正常工作和延長發動機壽命方面，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，必須保證它的準確性和穩定性。如果傳感器出現故障，會導致溫度讀數不準確，從而影響柴油發電機組的性能和運行安全。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，以確保柴油發電機的正常運行。

 

 

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