1.温度传感器(图2-31)
康明斯ISM11发动机上装有冷却液温度传感器、进气温度传感器、机油温度传感器。其中机油温度传感器是一个复合传感器,即机油温度传感器和机油压力传感器集成为一体。复合传感器可以使电控系统简化、线束更简单。
虽然各种温度传感器的用途不同,但其工作原理是相同的。温度传感器为二线式热敏电阻式。温度传感器的工作原理如图2-32所示。上拉电阻R(精密电阻)置于ECM内部,温度传感器电阻RW与其串联、分压。电阻RW分得的电压与RW值成正比。随着温度传感器的温度升高,热敏电阻值降低,信号电压随之降低,即信号电压与温度成反比。每一个信号电压值对应一个温度值。
图2-31 温度传感器
图2-32 温度传感器原理图
冷却液温度传感器信号用于发动机过热保护和冷起动供油提前。冷却液温度超过一定值时ECM会限定发动机功率输出,当冷却液温度严重过高时,ECM会实施停机保护。冷却液温度传感器也用于电磁风扇控制,冷却液温度低时使风扇低速运转,冷却液温度高则驱动风扇高速运转,提高散热能力。
进气温度传感器信号用于发动机保护、燃油计量和喷油正时控制。
机油温度传感器信号用于发动机保护。
三个温度传感器停机保护的限值如下:
①冷却液温度超过104℃,红灯亮,动力逐渐下降,30s停机,设置故障码151。
②进气温度超过93℃,红灯亮,动力逐渐下降,30s停机,设置故障码155。
③机油温度超过123.9℃,红灯亮,动力逐渐下降,30s停机,设置故障码214。
检测ISM11发动机所有的温度传感器的好坏,可以在不同温度下检测其阻值,符合表2-6说明传感器完好,反之说明传感器已经失准,需要更换。
表2-6 温度传感器的电阻
2.压力传感器
压力传感器包括机油压力传感器、进气压力传感器、大气压力传感器。进气压力传感器信号用于增压控制及燃油喷射量计算。大气压力传感器信号用于发动机保护和空燃比控制。机油压力传感器信号用于发动机保护。
康明斯发动机上使用的压力传感器有两种不同类型,一种为电容式,另外一种为压电晶体式。两种传感器均为三线式,两根电源线向传感器提供5V的工作电压,一根信号线向ECM提供压力信号电压。
电容式压力传感器通过内部的一个电容来感应压力的变化,当压力变化时,压力差使电容的两个极板之间的距离发生变化,从而输出一个信号电压。压电晶体式传感器通过内部的一个压电晶体来感应压力的变化,当压力变化时,作用在压电晶体上的压差使压电晶体输出一个信号电压。压力传感器原理如图2-33所示。压力传感器信号电压与压力值成正比。信号线与回路线之间有一下拉电阻。
根据压力传感器测量压力时参考压力的不同,压力传感器又可以分为相对压力传感器和绝对压力传感器。相对压力传感器测量压力时的参考压力为大气压,因此其测量大气压时的测量值为零。绝对压力传感器测量压力时的参考压力是真空,其测得的压力值为绝对压力。进气压力传感器和大气压力传感器是绝对压力传感器,机油压力传感器为相对压力传感器。
大部分压力传感器无法通过测量电阻的方式来判断好坏,而是需要在压力传感器工作时通过输出的信号电压来判断。因此在检测压力传感器时需要专用的检测导线,保证传感器正常工作的同时将三条线引出供检测,不同的压力传感器需要不同的检测导线。图2-34所示为一种压力传感器测试抽头。
图2-33 压力传感器原理图
图2-34 测试抽头
表2-7为ISM11发动机机油压力传感器在不同机油压力时的输出信号电压标准值。
表2-7 机油压力传感器技术规范
注:1lbf/in2=6.89×103Pa。
表2-8为ISM11发动机进气歧管压力传感器在不同压力时的输出信号电压标准值。
表2-8 进气歧管压力传感器技术规范
注:1mmHg=133.322Pa;1inHg=3386.39Pa。
表2-9为ISM11发动机大气压力传感器在不同海拔时的输出信号电压标准值。
表2-9 大气压力传感器技术规范(www.xing528.com)
在打开点火开关情况下,ECM即可对接收到的进气歧管压力信号、机油压力信号和大气压力信号进行对比,如果其中某一个信号与其他两个有明显差异,ECM则认定该信号错误,并存储相应故障码。
419进气歧管压力信号错误
含义:此故障码是机油压力、大气压力和进气歧管压力相比较得出的结论。
影响:发动机功率降低。
用insite诊断软件检测进气歧管压力信号,停机时应为±2.5inHg,否则需更换传感器。
435机油压力信号错误
含义:此故障码是机油压力、大气压力和进气歧管压力相比较得出的结论。
影响:对机油压力,发动机无保护。
用insite诊断软件检测机油压力信号,停机时应为-1.5~4.0lbf/in2,否则更换传感器。
295大气压力信号错误
含义:此故障码是机油压力、大气压力和进气歧管压力相比较得出的结论。
影响:发动机功率降低。
3.发动机位置传感器
ISM发动机位置传感器采用的是磁绕组式速度传感器,其内部有一电磁铁心和磁线绕组,电磁铁心产生磁场,速度信号轮在旋转时切割磁场,在磁线绕组上产生交流信号。ECM通过计量交流信号的频率即可计算出曲轴的转速。ECM依据发动机位置传感器信号来控制喷油器喷油。
ISM11发动机位置传感器位于齿轮室后部,靠近空气压缩机。信号轮在整个圆周上均匀分布24个沉孔,在其中一孔中央设有凸起销,这就使得信号轮转到此位置时产生一个特异的判缸信号,以确定1缸压缩上止点。
发动机位置传感器可以通过测量电阻值来检查其是否正常,正常电阻值为1000~2000Ω。发动机位置传感器内部有两组绕组,这两组绕组的功能是一样的,其中一组是用于另外一组失效时的备用。ECM对发动机位置传感器有故障诊断功能,当检测到发动机位置传感器有故障时,ECM将存储故障码,并点亮发动机故障指示灯。当两组信号均丢失时,发动机将无法起动。
发动机位置传感器信号波形如图2-35所示。
图2-35 发动机位置传感器信号波形
学习提示:发动机位置传感器信号是主控信号。当一个位置传感器信号丢失时,另外一个单独工作仍然可以维持发动机正常运转,只有两传感器信号同时丢失,发动机才会停止运转。
4.加速踏板位置传感器
加速踏板位置传感器在油门内部由一个电位计(可变电阻)和一个单刀双掷开关组成。
加速踏板位置传感器将加速踏板踩下的深度转变为电信号,油门信号电压在0~5V变化。该传感器是个电位计,输出电压与加速踏板踏下深度成正比。ECM依据此信号进行喷油控制。
单刀双掷开关的作用是向ECM提供怠速与非怠速信号,所以此开关又称怠速校验开关。踏板放松时,怠速校验开关闭合,OEM接头13号针脚为低电压,ECM依此确认加速踏板为放松状态。踩下加速踏板时,非怠速开关闭合(怠速校验开关断开),OEM接头03号针脚为低电压,ECM依此确认加速踏板已被踩下。两个开关信号都是在开关闭合时为低(零)电压,开关断开时为高电压。当ECM检测到03和13号针脚同时为低电压或同时为高电压时,即可确认逻辑错误并存储相应故障码,如图2-36所示。
5.油中有水传感器
油中有水传感器(图2-37)就像一个开关。它装于燃油滤清器的底部,暴露的触点与底部有一定距离。当燃油滤清器底部的水没过触点时,两触点被水接通,将含水信号送入ECM。ECM接受到燃油含水信号后,将仪表上的燃油“燃油含水”指示灯点亮。
6.传感器电路图
ISM11发动机传感器电路如图2-38所示。
图2-36 加速踏板针脚图
图2-37 油中有水传感器
图2-38 ISM11发动机传感器电路
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