康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	康明斯柴油机冷却液温度传感器原理、故障检查和响应测试

 

前言：发动机冷却液温度传感器是一种用于测量柴油发电机水温的重要传感器。其作用是将冷却液的温度转化为电信号，供康明斯控制系统使用。在柴油发电机运转过程中，如果发动机冷却液温度传感器出现故障，将会导致发动机过热或过冷，严重影响柴油发电机组的性能与运行，可能还会引起报警停机，导致无法正常给企业生产进行供电。因此，当柴油发电机的ECU报出冷却液温度传感器型号电压过高或过低故障时，应如何进行响应测试以确定故障区域和类型，相信你读完本文内容，将会在从中得出答案。

 

一、工作原理

 

      柴油发动机冷却液温度传感器使用时，将导热部伸入冷却液内，通过外螺纹接头将传感器安装在发动机出水口，将连接接口与仪表连接，安装十分简便。通过导热外壳导热，环形温度电阻和水温电阻根据温度变化，阻值会发生变化，将水温信号转化为电信号传输至外部的仪表。冷却液温度传感器通常采用热敏电阻或热电偶作为感测元件，通过测量冷却液的温度来判断发动机的工作状态。具体工作原理如下：

1、热敏电阻原理

      热敏电阻是一种电阻值随温度变化的元件，冷却液温度传感器中采用的常见热敏电阻材料是铂电阻（PT100或PT1000）。当发动机启动时，冷却液开始流动，而温度传感器所在的位置通常是在发动机冷却液循环系统的高温区域，如发动机水套管或水泵附近。因此，当冷却液温度升高时，热敏电阻的电阻值下降。

      根据热敏电阻的特性，其阻值随温度的变化而变化，信号电压也随之发生变化，ECU再根据当前的水温信号控制喷油量等；说通俗点让就是为发动机ECU提供水温信号，用于启动、怠速、正常运行时的点火正时、喷油脉宽的控制。冷却液温度传感器为负温度系数电阻计NTC，随着温度的升高，其电阻值会下降；DME通过测量其电压值，可以计算出电阻的大小，从而推算出冷却液温度；冷却液温度传感器有2个PIN脚；其中，PIN 1为信号线，PIN 2为接地线。

2、 热电偶原理

      热电偶是由两种不同金属材料的导线组成。温度差会引起两种金属之间产生温差电势，这是热电效应的基本原理。冷却液温度传感器中常用的热电偶类型是K型热电偶。传感器通过测量热电偶产生的电势来计算冷却液的温度。

3、工作影响

      发动机冷却液温度传感器的精度和可靠性对发动机的工作性能和寿命有着重要影响。

（1）传感器的精度指的是传感器输出的温度值与实际温度值之间的差异。通常情况下，传感器的精度应在一定范围内，以确保ECU能够准确地调整发动机的工作参数。

（2）传感器的可靠性指的是传感器在长时间使用过程中的稳定性和可靠性。

      传感器应能够在各种工况下正常工作，并能够承受发动机振动、温度变化等因素的影响。此外，传感器应具有一定的抗电磁干扰能力，以避免外部电磁信号对传感器的影响。无论是热敏电阻还是热电偶，冷却液温度传感器的工作原理都是利用材料的温度敏感性质来测量冷却液的温度变化。

 

图1  冷却液温度传感器电路原理图

图2  冷却液温度传感器结构图

 

二、故障检查方法

 

      一般冷却液温度传感器故障后，会有以下故障症状水温表不准或不工作、冷起动困难、混合气过浓、怠速过高、风扇不转或常转等现象。为了检测发动机冷却液温度传感器是否正常工作，可以采用以下方法：

1、就机检查

      当发动机冷却液温度传感器故障时，仪表盘的温度指示器通常会出现异常。可以通过观察仪表盘上的冷却液温度指示器是否显示不合理的温度值，如过高或过低，来初步判断传感器是否正常工作。

（1）点火开关打到”OFF”，拔下传感器接插件，将点火开关打到”ON”，测量传感器接插件1脚与搭铁间电压是否在4.9V～5.1V范围内。如果测量结果不正确，则应检查电瓶是否供电正常，或出现了ECU输出电压不正常的状况，或线束出现断路或接触不良等状况。测量传感器电阻，并记录；

（2）测量传感器接插件2脚与搭铁之间是否导通，如果不导通则应检查线束是否断路或接触不良；

（3）点火开关打到”OFF”，插上传感器接插件，拔下ECU上的A端线束接插件，找到对应的A58与A41，测量它们之间的传感器电阻，若测得结果与步骤1测得结果偏差较大，则说明线束出现故障的可能性较大。根据当时的温度情况查找传感器电阻温度对照表，若实测的电阻值与理论值出入较大，则传感器出故障的可能性较大。

2、使用诊断工具

      故障诊断仪可以帮助检测发动机冷却液温度传感器的工作情况。通过连接故障诊断仪到发电机组的OBD接口，并进行扫描，可以获取与传感器相关的故障码。如果出现与传感器故障相关的故障码，就可以确认传感器可能存在问题。

3、测量传感器的电阻值

   发动机冷却液温度传感器通常是NTC（负温度系数）类型的传感器。可以使用万用表测量传感器的电阻值，并与厂家提供的标准值进行比较。如果测量得到的电阻值与标准值相差较大，就可以判断传感器存在故障。

（1）拆下冷却液温度传感器

      关闭点火开关，冷却发动机分钟，排放冷却液，拔下冷却液温度传感器导线连接器，然后用19#的梅花扳手将冷却液温度传感器，从发动机出水管上拆下。

（2）装配实验装备

      把传感器置于传感器固定架上，并把其放置于烧杯中；把烧杯安置在支架上往烧杯内加水，水刚好满至传感器安装螺母下线合适。在烧杯中放置一支温度计。用酒精灯加热杯中的水，让其受热。

（3）测量冷却液温度传感器的电阻

      用导线将传感器与万用表表笔连接良好，使用欧姆KΩ档，观察温度计和万用表的读数变化；随着温度逐渐升高，所显示的电阻值下降，冷却液温度传感器的电阻值与温度的高低成反比，见表1。若不符合，应更换冷却液温度传感器。

 

表1    冷却水温度传感器温度与阻止的对应关系表 

4、 观察发动机工作状态

      当发动机冷却液温度传感器故障时，发动机在运行过程中可能会出现一些异常症状。例如，发动机可能会因为冷却液温度过高而出现过热的情况，或者因为温度过低而无法正常启动。通过观察发动机的工作状态，可以初步判断传感器是否存在问题。

 

三、传感器故障响应试验

 

       中国产的柴油发电机想要出口到欧盟必然需要进行发电机组CE认证。一般而言，发电机组CE认证会涉及到LVD（低电压CE认证）、EMC（电磁兼容CE认证）、MD（机械CE认证）等多项欧盟指令。2016年12月31日，欧洲标准委员会正式发布发电机组2016版安全标准《ENISO8528-13：2016往复式内燃机引擎驱动的交流发电机组－第13部分：安全》。

      ECM响应测试在排除传感器及线路故障时广泛采用。具体做法是，当某一传感器报出信号电压过高或过低故障时，人为制造反向故障，然后观察ECM响应性，以确定故障部位。经过完整的响应测试，能够确认故障发生在传感器、线束，还是ECU。下面以康明斯柴油机冷却液温度传感器为例，介绍响应测试方法。

1、现行故障：144

● PID： P110

● SPN： 110

● FMI： 3

● 指示灯： 黄色

● SRT： QU-144

     ECM监测触针22上的电压预期检测在 0.5 和 4.5 伏之间变化。如果电压高于 4.95 伏，则 ECM 将记录故障代码 144。其原因可能是由信号或回路导线存在开路、电压对信号或回路导线短路或传感器开路故障造成的。

     冷却液温度电路中检测到高电压的响应测试，步骤框图如图3所示。

提示：断开传感器或ECM插接器进行测试前，应先检查触针是否脏污或损坏。更换ECM前，应确认ECM供电电路是否正常。

2、现行故障：145

● PID: P110

● SPN: 110

● FMI: 4

● 指示灯: 黄色

● SRT: QU-145

      ECM监测触针22上的电压预期检测在 0.21 和 4.95 伏之间变化。如果电压低于 0.21 伏持续 2 秒以上，则 ECM 将记录故障代码 145。其原因可能是由电源导线或回路导线上存在对地短路或传感器内部接地故障造成的。

      冷却液温度电路中检测到低电压的响应测试，步骤框图如图4所示。

 

冷却液温度传感器电压高故障响应测试步骤

冷却液温度传感器电压低故障响应测试步骤

 

总结：

      综上所述，发动机冷却液温度传感器通过测量热敏电阻的电阻值变化来判断冷却液的温度，从而调整发动机的工作参数。以上方法只能初步判断发动机冷却液温度传感器的工作情况，如果怀疑传感器存在问题，最好将发电机组送到专业的发电机维修厂或康明斯售后站进行检测和维修。及早发现和解决传感器故障，可以避免发动机因过热或过冷而受损，保障发电机组的正常运行安全。由于传感器的精度和可靠性对发动机的性能和寿命至关重要。因此，在柴油发电机组维护过程中，应定期检查和更换传感器，以确保发动机的正常运行和高效工作。

 

----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com