電控柴油機(jī)傳感器故障診斷

　　【關(guān)鍵詞】機(jī)械故障診斷論文,電控柴油機(jī),傳感器,故障診斷,響應(yīng)測(cè)試

　　傳感器是電控柴油機(jī)的關(guān)鍵組件，用于檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)并輸送到ECM，ECM根據(jù)信號(hào)狀況來(lái)控制執(zhí)行器動(dòng)作。傳感器故障會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致停機(jī)。由于電控系統(tǒng)的復(fù)雜性，排除傳感器故障往往需要借助于專用工具或診斷軟件，并采取適當(dāng)?shù)姆椒ú呗赃M(jìn)行故障辨析，才能有效解決問(wèn)題。響應(yīng)測(cè)試方法在排除電控柴油機(jī)的電氣故障，尤其是傳感器及其線路故障尤為簡(jiǎn)單有效。根據(jù)故障代碼，人為制造反向故障，然后重新讀取故障信息，觀察ECM對(duì)于人為設(shè)定故障的響應(yīng)來(lái)判斷故障部位，有針對(duì)性地采取具體措施進(jìn)行專門檢測(cè)，以達(dá)到高效排除故障目的。以康明斯ISDe21040CM2150柴油機(jī)冷卻液溫度傳感器故障為案例，分析響應(yīng)測(cè)試的過(guò)程。

　　1冷卻液溫度傳感器的作用

　　冷卻液溫度傳感器安裝在節(jié)溫器殼體的前部，用于檢測(cè)冷卻液溫度并傳輸?shù)紼CM。ECM根據(jù)傳感器信號(hào)控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)噴油正時(shí)和噴油量，以及發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)等。在低溫條件下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，ECM會(huì)依據(jù)冷卻液溫度信號(hào)加濃噴油量，加大噴油提前角。如果溫度傳感器失效，ECM檢測(cè)不到溫度信號(hào)，會(huì)輸出相關(guān)故障碼，故障燈亮，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入減扭矩運(yùn)行模式，導(dǎo)致低溫啟動(dòng)困難、油耗過(guò)高、冒黑煙、功率下降等現(xiàn)象。如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度過(guò)高，ECM啟動(dòng)停機(jī)保護(hù)功能，發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈亮，動(dòng)力下降，30s后就會(huì)自動(dòng)熄火停機(jī)。

　　2冷卻液溫度傳感器的工作原理

　　冷卻液溫度傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)作為感溫元件。隨著溫度上升，NTC電阻值呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。康明斯冷卻液傳感器與ECM之間共有兩根導(dǎo)線連接，其中一根是信號(hào)線，另一根為回路線。信號(hào)線在ECM內(nèi)部經(jīng)過(guò)一個(gè)恒值精密電阻R后與5V穩(wěn)壓電源連接，回路線經(jīng)ECM搭鐵。5V電源經(jīng)電阻R、信號(hào)線、熱敏電阻RW和回路線形成了一個(gè)分壓回路，溫度信號(hào)電壓為Vw=5RwR+Rw，信號(hào)電壓5V>Vw>0.

　　3冷卻液溫度傳感器的故障診斷

　　康明斯柴油機(jī)對(duì)于冷卻液溫度傳感器的故障信號(hào)只有兩組，分別是故障碼144和故障碼145。故障代碼144對(duì)應(yīng)的是冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓高，故障代碼對(duì)應(yīng)的是冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓高。信號(hào)電壓過(guò)高往往是傳感器線路開路或電阻過(guò)高，而信號(hào)電壓過(guò)低主要原因可能是信號(hào)搭鐵、傳感器或ECM損壞等。一臺(tái)康明斯ISDe21040CM2150柴油機(jī)，工作一段時(shí)間后啟動(dòng)，故障燈亮，出現(xiàn)故障代碼144：冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓高。

　　3.1診斷步驟

　　根據(jù)故障代碼提示，分別針對(duì)傳感器和導(dǎo)線進(jìn)行設(shè)定反向故障觀察ECM響應(yīng)情況進(jìn)行診斷。

　　3.2檢測(cè)過(guò)程

　　柴油機(jī)出現(xiàn)故障碼提示后，經(jīng)停機(jī)再次啟動(dòng)，故障碼并未消失，確認(rèn)故障存在。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下冷卻液溫度傳感器插頭，檢查傳感器側(cè)觸針，未發(fā)現(xiàn)異常。用測(cè)試導(dǎo)線將信號(hào)線2與回路線1進(jìn)行短接，打開點(diǎn)火開關(guān)，現(xiàn)行故障碼變?yōu)?45，非現(xiàn)行故障碼144，初步判定故障可能在傳感器。重新關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開傳感器插頭后再次打開點(diǎn)火開關(guān)，用萬(wàn)用表測(cè)量導(dǎo)線側(cè)插孔信號(hào)端2與回路端1的電壓均為5V，說(shuō)明導(dǎo)線和ECM正常。用溫度計(jì)測(cè)量冷卻液溫度約為73℃。根據(jù)康明斯冷卻液溫度傳感器的溫度特性，用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器側(cè)信號(hào)觸針2與回路觸針1之間的電阻為1160Ω。與使用手冊(cè)進(jìn)行對(duì)比，測(cè)量值在正常范圍內(nèi)。重新將傳感器插頭連接后，故障碼144仍然為現(xiàn)行。最后再次將傳感器插頭拔下，仔細(xì)檢查導(dǎo)線側(cè)的插孔，發(fā)現(xiàn)孔徑有些擴(kuò)大了，將傳感器觸針來(lái)回插拔時(shí)感覺比較松弛。用測(cè)試導(dǎo)線分別連接傳感器插頭觸針和插孔，打開點(diǎn)火開關(guān)后，故障碼為非現(xiàn)行，證實(shí)故障確系插頭觸針?biāo)伤隆Ｗ詈蟾鼡Q傳感器線束插頭，故障排除。

　　3.3故障原因分析

　　本案例中冷卻液溫度傳感器故障是由于傳感器插頭中的觸針與插孔接觸不良引起的。由于故障的柴油機(jī)為教學(xué)用的機(jī)器，學(xué)生在平時(shí)模擬練習(xí)檢測(cè)傳感器性能與故障診斷時(shí)經(jīng)常拔開傳感器插頭，頻次多了就會(huì)使得插孔變型擴(kuò)大，觸針與插口接觸不良引發(fā)信號(hào)電壓失準(zhǔn)，ECM就會(huì)發(fā)出故障碼提示。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　采用響應(yīng)測(cè)試的方法很方便地準(zhǔn)確推斷柴油機(jī)冷卻液溫度傳感器及其線路故障部位，并通過(guò)檢測(cè)方法排除故障。對(duì)于其它類型傳感器及其線路，在熟悉傳感器結(jié)構(gòu)與性能基礎(chǔ)上也可以應(yīng)用此方法，但在反向設(shè)定故障時(shí)須適當(dāng)，避免不當(dāng)而引發(fā)電控系統(tǒng)元器件損壞。

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　　作者：陳立創(chuàng) 楊帆 單位：柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院