江鈴共軌柴油機(jī)水溫傳感器輸出特性實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

葉景川

【摘要】本文主要研究江鈴共軌柴油機(jī)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(jié)構(gòu)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(yùn)行參數(shù)。通過(guò)FSA740發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀和高壓共軌柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，搭建測(cè)試臺(tái)架用來(lái)檢測(cè)高壓共軌柴油機(jī)水溫傳感器特性。

【關(guān)鍵詞】柴油機(jī) 高壓共軌系統(tǒng) 水溫傳感器

1.前言

改善柴油機(jī)的燃燒過(guò)程提高燃油燃燒效率使其達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)是解決當(dāng)今世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題刻不容緩的目標(biāo)，為此國(guó)內(nèi)外的研究人員專(zhuān)心致力于其中，通過(guò)研究努力逐步改善這一問(wèn)題。燃燒過(guò)程關(guān)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(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，并轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳到ECU，經(jīng)過(guò)ECU分析計(jì)算后對(duì)其發(fā)出指令進(jìn)行處理，處理結(jié)果是使柴油機(jī)的噴油量、噴油定時(shí)和噴射壓力可以得到精確、定量地控制。

2.國(guó)內(nèi)外高壓共軌技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.國(guó)外共軌燃油系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

德國(guó)Bosch公司分別在1997、2000、2010年設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出3代高壓共軌系統(tǒng)。1997年投產(chǎn)的第一代，噴射壓力達(dá)到135Mpa并運(yùn)用于轎車(chē)。2000年批量生產(chǎn)的第二代機(jī)器中分別對(duì)高壓油泵和電磁閥噴油器進(jìn)行了改進(jìn)，使得高壓油泵能進(jìn)行油量調(diào)節(jié)，在取得進(jìn)步的同時(shí)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(jí)、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(dòng)機(jī)。第三代機(jī)器中巧妙的對(duì)高壓油泵前端齒輪泵進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的高泵力將燃油從油箱抽出來(lái)，抽出來(lái)的燃油在進(jìn)入高壓油泵（這種高壓油泵具有調(diào)節(jié)功能）之前，需要在燃油濾清器中過(guò)濾。最終進(jìn)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(guó)內(nèi)共軌燃油系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展如何調(diào)高燃油的利用率已經(jīng)變得至關(guān)重要，不止國(guó)外在我們國(guó)內(nèi)一些科研單位和院校通過(guò)專(zhuān)心致志的研究在電控柴油機(jī)技術(shù)上也已經(jīng)取得一些成果。雖然相較國(guó)外還落后很多，短短幾十年我國(guó)柴油機(jī)電控技術(shù)從無(wú)到有，已經(jīng)取得了一些成果，隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國(guó)內(nèi)對(duì)其的重視和投入，相信會(huì)越來(lái)越好。在位置控制系統(tǒng)方而， 國(guó)內(nèi)投入了比較多的人力物力。比如長(zhǎng)春汽車(chē)研究所實(shí)現(xiàn)了CA6110 系列柴油機(jī)的調(diào)速控制，北京理工大學(xué)實(shí)現(xiàn)了直列泵的噴油量控制。

3 柴油機(jī)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(dòng)機(jī)缸體、缸蓋上又被稱(chēng)為水溫傳感器。

水溫傳感器的結(jié)構(gòu)、電阻與水溫的關(guān)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(nèi)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(gè)穩(wěn)定的電壓（一般為5V），傳感器輸入ECU的信號(hào)電壓等于熱敏電阻上的分壓值。

4.實(shí)驗(yàn)與分析過(guò)程

4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（1）、首先對(duì)高壓共軌柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)、原理及用途進(jìn)行了解掌握其操作方法。并能夠熟練的操作試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。

（2）、深入了解高壓共軌系統(tǒng)各部件結(jié)構(gòu)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(yùn)行參數(shù)。通過(guò)FSA74發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀和高壓共軌柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，搭建測(cè)試臺(tái)架用來(lái)檢測(cè)高壓共軌柴油機(jī)水溫傳感器特性。從不同阻值電阻分別試驗(yàn)后的記錄數(shù)據(jù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果及其控制策略進(jìn)行分析，將數(shù)據(jù)羅列在表格中，通過(guò)曲線(xiàn)圖來(lái)表示，獲取輸出特性與故障模式。通過(guò)對(duì)表格數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)圖的觀(guān)察和分析，得到的一系列水溫傳感器修正參數(shù)，分析對(duì)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(shí)驗(yàn)儀器：

[設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量 高壓共軌柴油機(jī)測(cè)試臺(tái) 江鈴 1 綜合診斷儀 KT670 1 發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀 FSA740 1 萬(wàn)用表 1 ]

4.3 實(shí)驗(yàn)原理

溫度是反映發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷狀態(tài)的重要參數(shù)，所以實(shí)驗(yàn)室要時(shí)刻記錄溫度變化時(shí)其它參數(shù)的變化，通過(guò)分析得出它們之間的關(guān)系。

1、溫度變化特性：在替代電阻改變時(shí)，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(shí)，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(shí)，噴油量的變化特性。

4、搭建高壓共軌柴油機(jī)水溫傳感器試驗(yàn)與故障控制模式測(cè)試臺(tái)架，通過(guò)用不同阻值的電阻去代替，模擬水溫故障獲取補(bǔ)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

a.內(nèi)容：

1、搭建高壓共軌柴油機(jī)水溫傳感器試驗(yàn)與故障控制模式測(cè)試臺(tái)架

2、通過(guò)用不同阻值的電阻去代替，模擬水溫故障獲取補(bǔ)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(wàn)用表測(cè)出不同阻值電阻;

2、更換不同阻值電阻;按順序更換。

3、操控?cái)?shù)據(jù)儀，記錄數(shù)據(jù);對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤。

4.5實(shí)驗(yàn)方法與步驟

1、找到實(shí)驗(yàn)臺(tái)、控制單元OBD接口的地線(xiàn)、K線(xiàn)、電源線(xiàn)。

2、起動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，運(yùn)行一段時(shí)間使其保持怠速狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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