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        發(fā)動機(jī)機(jī)油狀態(tài)傳感器的原理與檢測

        2017-08-20 06:11:22陳紹志聶永濤夏山鵬
        汽車工程師 2017年8期
        關(guān)鍵詞:油位數(shù)字信號機(jī)油

        陳紹志 聶永濤 夏山鵬

        (濰坊工程職業(yè)學(xué)院)

        機(jī)油能對發(fā)動機(jī)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(yù)為汽車的“血液”。發(fā)動機(jī)是汽車的心臟,發(fā)動機(jī)內(nèi)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(huán)境差,工作溫度可達(dá)400~600℃。在這種惡劣的工況下,只有合格的潤滑油才可降低發(fā)動機(jī)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(jī)油尺簡單的觀測機(jī)油的狀態(tài),但在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)的情況下很難實時監(jiān)測機(jī)油的狀態(tài),因此可以通過機(jī)油狀態(tài)傳感器來監(jiān)測機(jī)油狀態(tài),及時做好機(jī)油的更換。文章簡要介紹了發(fā)動機(jī)機(jī)油狀態(tài)傳感器的工作原理與故障檢測方法。

        1 機(jī)油狀態(tài)傳感器的工作原理

        發(fā)動機(jī)機(jī)油的狀態(tài)主要是指機(jī)油的狀態(tài)(油品質(zhì)量)、油位及溫度,三者是影響發(fā)動機(jī)潤滑系正常功能的重要因素。為準(zhǔn)確測量機(jī)油油位、溫度及狀態(tài),可以為發(fā)動機(jī)安裝機(jī)油狀態(tài)傳感器。機(jī)油狀態(tài)傳感器安裝在發(fā)動機(jī)的油底殼中,主要是根據(jù)導(dǎo)線以脈沖寬度調(diào)制信號的形式連續(xù)不斷地傳遞到儀表電腦。信號的采集是由傳感器的機(jī)構(gòu)決定,需要采集的信號有機(jī)油質(zhì)量、油位及溫度。

        機(jī)油狀態(tài)傳感器的工作原理:1)機(jī)油狀態(tài)的監(jiān)測。機(jī)油狀態(tài)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(zhì)為電極之間的發(fā)動機(jī)機(jī)油。隨著發(fā)動機(jī)磨損碎屑不斷增加和添加劑的不斷分解,發(fā)動機(jī)機(jī)油的電特性隨之變化。由于作為電介質(zhì)的發(fā)動機(jī)機(jī)油的電特性發(fā)生變化,機(jī)油狀態(tài)傳感器的電容器電容值也發(fā)生了變化,相應(yīng)的電容值通過傳感器內(nèi)的電子分析裝置處理成數(shù)字信號,傳感器再把發(fā)動機(jī)機(jī)油狀態(tài)信息的數(shù)字信號傳送給儀表電腦。2)機(jī)油油位由上部的傳感器測得。傳感器部分在油底殼內(nèi),機(jī)油作為傳感器電容的電介質(zhì),油位高度與電介質(zhì)的電容特性是相對應(yīng)的,油位下降,電容器的電容也發(fā)生變化。傳感器電子裝置把電容值處理成一個數(shù)字信號,并把這個數(shù)字信號傳送到儀表電腦。3)機(jī)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(xué)特性與溫度的關(guān)系,把機(jī)油溫度轉(zhuǎn)化為電信號,再由傳感器電信號處理成數(shù)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(jī)油溫度表顯示。

        2 傳感器故障檢測

        首先進(jìn)行電路分析,然后用數(shù)字式萬用表進(jìn)行信號電壓檢測分析。用數(shù)字萬用表直流20 V擋檢測機(jī)油狀態(tài)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(dǎo)致電壓值在11 V左右波動,發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)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(jī)油狀態(tài)信號進(jìn)行波形分析,可以進(jìn)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(diào)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(cè)第1個接口,進(jìn)入通用波形分析第1個通道,顯示出機(jī)油狀態(tài)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??梢栽诓煌霓D(zhuǎn)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(jī)油都處于正常狀態(tài),所以其波形峰值和頻率是一致的。

        3 結(jié)語

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

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