江鈴共軌柴油機水溫傳感器輸出特性實驗簡介

葉景川

【摘要】本文主要研究江鈴共軌柴油機水溫傳感器的輸出特性及故障模式。深入了解高壓共軌系統(tǒng)各部件結構和工作原理，獲取高壓共軌系統(tǒng)水溫傳感器的電氣參數(shù)與運行參數(shù)。通過FSA740發(fā)動機綜合分析儀和高壓共軌柴油機實驗臺，搭建測試臺架用來檢測高壓共軌柴油機水溫傳感器特性。

【關鍵詞】柴油機 高壓共軌系統(tǒng) 水溫傳感器

1.前言

改善柴油機的燃燒過程提高燃油燃燒效率使其達到更高的排放標準是解決當今世界能源危機和環(huán)境污染問題刻不容緩的目標，為此國內外的研究人員專心致力于其中，通過研究努力逐步改善這一問題。燃燒過程關系著燃油的燃燒效率受到燃油噴射系統(tǒng)的性能影響。我們知道在電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)中裝有各種各樣的傳感器，這其中一部分傳感器被用來檢測發(fā)動機的實際運行狀況，并轉換成電子信號傳到ECU，經過ECU分析計算后對其發(fā)出指令進行處理，處理結果是使柴油機的噴油量、噴油定時和噴射壓力可以得到精確、定量地控制。

2.國內外高壓共軌技術發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.國外共軌燃油系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

德國Bosch公司分別在1997、2000、2010年設計并生產出3代高壓共軌系統(tǒng)。1997年投產的第一代，噴射壓力達到135Mpa并運用于轎車。2000年批量生產的第二代機器中分別對高壓油泵和電磁閥噴油器進行了改進，使得高壓油泵能進行油量調節(jié)，在取得進步的同時成功的將噴油壓力提高到160Mpa，而這其中的奧秘就是增加了多級、多次噴射的噴射系統(tǒng)，第二代適用于功率 55KW/L以下幾乎所有的發(fā)動機。第三代機器中巧妙的對高壓油泵前端齒輪泵進行改進，改進后的高泵力將燃油從油箱抽出來，抽出來的燃油在進入高壓油泵（這種高壓油泵具有調節(jié)功能）之前，需要在燃油濾清器中過濾。最終進入高壓油泵的燃油將得到充分升溫，升溫后燃油被分配單元分為兩路，用于泵油元件和冷卻。

2.2.國內共軌燃油系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著汽車產業(yè)的高速發(fā)展如何調高燃油的利用率已經變得至關重要，不止國外在我們國內一些科研單位和院校通過專心致志的研究在電控柴油機技術上也已經取得一些成果。雖然相較國外還落后很多，短短幾十年我國柴油機電控技術從無到有，已經取得了一些成果，隨著汽車產業(yè)的發(fā)展和國內對其的重視和投入，相信會越來越好。在位置控制系統(tǒng)方而， 國內投入了比較多的人力物力。比如長春汽車研究所實現(xiàn)了CA6110 系列柴油機的調速控制，北京理工大學實現(xiàn)了直列泵的噴油量控制。

3 柴油機高壓共軌系統(tǒng)水溫傳感器的研究現(xiàn)狀

冷卻液溫度傳感器（Coolant Temperature Sensor，CTS）是安裝在發(fā)動機缸體、缸蓋上又被稱為水溫傳感器。

水溫傳感器的結構、電阻與水溫的關系如圖二所示，ECU的電阻與冷卻液溫度傳感器的熱敏電阻串聯(lián)如圖三所示。ECU內部串聯(lián)一只分壓電阻，ECU向熱敏電阻和分壓電阻提供一個穩(wěn)定的電壓（一般為5V），傳感器輸入ECU的信號電壓等于熱敏電阻上的分壓值。

4.實驗與分析過程

4.1 實驗目的：

（1）、首先對高壓共軌柴油機試驗臺的結構、原理及用途進行了解掌握其操作方法。并能夠熟練的操作試驗臺進行測試。

（2）、深入了解高壓共軌系統(tǒng)各部件結構和工作原理，獲取高壓共軌系統(tǒng)水溫傳感器的電氣參數(shù)與運行參數(shù)。通過FSA74發(fā)動機綜合分析儀和高壓共軌柴油機實驗臺，搭建測試臺架用來檢測高壓共軌柴油機水溫傳感器特性。從不同阻值電阻分別試驗后的記錄數(shù)據(jù)對試驗結果及其控制策略進行分析，將數(shù)據(jù)羅列在表格中，通過曲線圖來表示，獲取輸出特性與故障模式。通過對表格數(shù)據(jù)和曲線圖的觀察和分析，得到的一系列水溫傳感器修正參數(shù)，分析對輸出特性的影響和故障模式的控制策略，這些都是以后故障診斷維修的理論依據(jù)。

4.2 實驗儀器：

[設備名稱 型號 數(shù)量 高壓共軌柴油機測試臺 江鈴 1 綜合診斷儀 KT670 1 發(fā)動機綜合分析儀 FSA740 1 萬用表 1 ]

4.3 實驗原理

溫度是反映發(fā)動機熱負荷狀態(tài)的重要參數(shù)，所以實驗室要時刻記錄溫度變化時其它參數(shù)的變化，通過分析得出它們之間的關系。

1、溫度變化特性：在替代電阻改變時，水溫傳感器的溫度變化特性。

2、電壓變化特性：在替代電阻改變時，水溫傳感器的電壓變化特性。

3、噴油量變化特性：在替代電阻改變時，噴油量的變化特性。

4、搭建高壓共軌柴油機水溫傳感器試驗與故障控制模式測試臺架，通過用不同阻值的電阻去代替，模擬水溫故障獲取補償電阻的求值，水溫傳感器故障模式及其控制策略數(shù)據(jù)流。

4.4實驗內容及要求

a.內容：

1、搭建高壓共軌柴油機水溫傳感器試驗與故障控制模式測試臺架

2、通過用不同阻值的電阻去代替，模擬水溫故障獲取補償電阻的求值，水溫傳感器故障模式及其控制策略數(shù)據(jù)流。

b.要求：

1、使用萬用表測出不同阻值電阻;

2、更換不同阻值電阻;按順序更換。

3、操控數(shù)據(jù)儀，記錄數(shù)據(jù);對比實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)記錄應準確無誤。

4.5實驗方法與步驟

1、找到實驗臺、控制單元OBD接口的地線、K線、電源線。

2、起動試驗臺，運行一段時間使其保持怠速狀態(tài)。

參考文獻：

[1]王尚勇，楊青.柴油機電子控制技術[M].機械工業(yè)出版社，2005年1月.

[2]王文山.柴油發(fā)動機管理系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社，2009年9月.

[3]鄧東密，鄧萍.柴油機噴油系統(tǒng)（機械控制與電子控制）[M].機械工業(yè)出版社，2009.7.