發動機機油狀態傳感器的原理與檢測

陳紹志 聶永濤 夏山鵬

（濰坊工程職業學院）

機油能對發動機起到潤滑減磨、輔助冷卻降溫、密封防漏、防銹防蝕及減振緩沖等作用，被譽為汽車的“血液”。發動機是汽車的心臟，發動機內有許多相互摩擦運動的金屬表面，這些部件運動速度快且環境差，工作溫度可達400～600℃。在這種惡劣的工況下，只有合格的潤滑油才可降低發動機零件的磨損，延長使用壽命。在汽車停駛的情況下，可以通過機油尺簡單的觀測機油的狀態，但在發動機運轉的情況下很難實時監測機油的狀態，因此可以通過機油狀態傳感器來監測機油狀態，及時做好機油的更換。文章簡要介紹了發動機機油狀態傳感器的工作原理與故障檢測方法。

1 機油狀態傳感器的工作原理

發動機機油的狀態主要是指機油的狀態（油品質量）、油位及溫度，三者是影響發動機潤滑系正常功能的重要因素。為準確測量機油油位、溫度及狀態，可以為發動機安裝機油狀態傳感器。機油狀態傳感器安裝在發動機的油底殼中，主要是根據導線以脈沖寬度調制信號的形式連續不斷地傳遞到儀表電腦。信號的采集是由傳感器的機構決定，需要采集的信號有機油質量、油位及溫度。

機油狀態傳感器的工作原理：1）機油狀態的監測。機油狀態通過小電容器測得，電容器電極由2根金屬管組成并嵌套安裝，電介質為電極之間的發動機機油。隨著發動機磨損碎屑不斷增加和添加劑的不斷分解，發動機機油的電特性隨之變化。由于作為電介質的發動機機油的電特性發生變化，機油狀態傳感器的電容器電容值也發生了變化，相應的電容值通過傳感器內的電子分析裝置處理成數字信號，傳感器再把發動機機油狀態信息的數字信號傳送給儀表電腦。2）機油油位由上部的傳感器測得。傳感器部分在油底殼內，機油作為傳感器電容的電介質，油位高度與電介質的電容特性是相對應的，油位下降，電容器的電容也發生變化。傳感器電子裝置把電容值處理成一個數字信號，并把這個數字信號傳送到儀表電腦。3）機油溫度由傳感器底座上安裝的1個溫度傳感器測得，溫度傳感器可通過熱敏電阻的電學特性與溫度的關系，把機油溫度轉化為電信號，再由傳感器電信號處理成數字信號，并將檢測到的溫度信號傳送到儀表電腦，再輸出到機油溫度表顯示。

2 傳感器故障檢測

首先進行電路分析，然后用數字式萬用表進行信號電壓檢測分析。用數字萬用表直流20 V擋檢測機油狀態傳感器輸入電壓和信號輸出端電壓。打開鑰匙時，其電源端電壓即為蓄電池電壓。受電源電壓波動的影響，會導致電壓值在11 V左右波動，發動機怠速運轉情況下其電壓在2～3 V波動。

傳感器輸出端的信號需要用示波器對機油狀態信號進行波形分析，可以進一步確定該傳感器的信號特征。正常情況下，該信號是一個脈沖矩形方波信號。用掃描儀并調整到模擬信號檢測功能，將信號檢測線連接到儀器上部左側第1個接口，進入通用波形分析第1個通道，顯示出機油狀態傳感器信號波形。

該信號波形為一個間隔型矩形波信號，峰值電壓為12.89 V，頻率為6.6 Hz。可以在不同的轉速下檢測該信號，如在怠速、中速、高速及加減速過程中，因為機油都處于正常狀態，所以其波形峰值和頻率是一致的。

3 結語

對于裝配機油狀態傳感器的汽車，發動機潤滑系統的監控和警告裝置由機油狀態傳感器和機油壓力傳感器共同組成。一旦出現機油量減少、品質變差、溫度過高及壓力不正常等故障，機油報警燈會立即報警。但沒有安裝機油狀態傳感器的汽車，只有在機油量極少，并且發動機轉速在2 000 r/min以上時，機油壓力傳感器才會報警，因此安裝機油狀態傳感器對保證發動機維持正常的機油狀態是非常必要的，并在機油狀態傳感器出現故障時要及時檢測和修復。