排氣溫度傳感器作用和工作原理

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排氣溫度傳感器

一、排氣溫度傳感器作用

在一些高壓共軌的柴油車上,會配置排氣溫度傳感器,排氣溫度傳感器在哪里?安裝在汽車排氣裝置的三元催化轉化器上或者渦輪增壓器上,用以檢測轉化器內的排氣溫度,如圖2-57所示。

排氣溫度傳感器作用和工作原理

圖2-58 排氣溫度傳感器

1—護管;2—排氣管(結合套);3—感溫元件(測溫部分)

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二、排氣溫度傳感器結構和類型

1,排氣溫度傳感器類型

汽車用排氣溫度傳感器(圖2-58)有熱敏電阻式、熱電偶式及熔絲式3種。

熱電偶式排氣溫度傳感器構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成的,而且不受大小的限制,外有保護套管,用起來非常方便。


2. 熱電偶式排氣溫度傳感器特點

(1)測量精度高 熱電偶式排氣溫度傳感器測量精度高,因熱電偶直接與被測對象接觸,故不受中間介質的影響。

(2)測量范圍比較寬 熱電偶式排氣溫度傳感器測量范圍比較寬,常用的熱電偶從-50~1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。


熱電偶式排氣溫度傳感器工作原理

熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一,熱電偶工作原理是賽貝克(Seeback)效應,就是兩種不同成分的導體兩端連接成回路,如果兩連接端溫度不同,則在回路內產生熱電流的物理現象。

這兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個結點,如圖2-59所示,環路電壓VOUT為熱結點結電壓與冷結點(參考結點)結電壓之差。因為VH和VC是由兩個結的溫度差產生的,也就是說VOUT是溫差的函數。比例因數α對應于電壓差與溫差之比,稱為Seebeck系數。

排氣溫度傳感器作用和工作原理

圖2-61 排氣溫度傳感器基本原理

2. 工作過程

排氣溫度直接反映了缸內燃燒狀況,對于柴油機來說,排溫了,說明缸內燃燒發生了后燃。此時氣路和油路都有可能出現問題。

那么問題就來了,既然這個參數這么重要,為什么車上不接排氣溫度傳感器呢?一般車是沒有的,但在一些高壓共軌的柴油車中就安裝了該傳感器。之所以在車上一般不安裝該傳感器,是因為現在的溫度傳感器大多數都是熱電偶傳感器,響應時間慢。車輛在道路上行駛時,其運行工況不斷變化,所以排氣溫度傳感器不能實時反映其當前的溫度。而DPF中采用的溫度傳感器與普通的不一樣,其響應時間很短,可近似認為能反映實時的排溫。

熱車狀態下,監測排氣溫度,為廢氣再循環閥工作提供信號,發動機溫度過高,會產生氮氧化物(NOx),讓一定量的廢氣進入氣缸后,惡化燃燒環境,使燃燒溫度降低;在冷機也要關注排氣溫度,因為氧傳感器和三元催化都需要升到合適溫度,工作才會正常。所以在冷車啟動暖機期間,為了降低尾氣排放,需盡快提高排氣溫度,如二次空氣注入排氣管、雙層薄壁排氣管、預催化轉換器或催化轉換器盡量靠近排氣歧管安裝等,這時有排氣溫度這個參數,可使尾氣排放得到更好地控制。圖2-62為其工作過程。

排氣溫度傳感器作用和工作原理

圖2-62 排氣溫度傳感器工作過程

四、排氣溫度傳感器電路

排氣溫度傳感器電路如圖2-63所示。

排氣溫度傳感器作用和工作原理

圖2-63 排氣溫度傳感器電路

1—排氣溫度傳感器;2—點火開關;3—底板溫度傳感器(正溫度系數);4—報警燈;5—蜂鳴器;6—點火開關

當發動機啟動時,啟動信號開關(ST)打開,同時點火開關打開,此時,報警燈熄滅。

發動機啟動后ST斷開,點火開關接通,報警燈點亮,隨后熄滅,這是廠家為檢查報警燈燈絲是否良好而設置的功能。

在行駛過程中,當排氣溫度超過900℃時,則排氣溫度傳感器的電阻值降到0.43kΩ以下,這時,報警燈點亮。

當車廂底板溫度超過125℃時,底板溫度傳感器的電阻超過2kΩ,這時在報警燈點亮的同時蜂鳴器也發出響聲。

 當排氣溫度在900℃以下,底板溫度也低于125℃時,排氣溫度傳感器的電阻大于0.43kΩ,底板溫度傳感器的電阻值低于2kΩ,這時,報警燈不亮,蜂鳴器也無響聲。

五、排氣溫度傳感器檢查

1. 直觀檢查

接通點火開關時,排氣溫度指示燈亮,而在發動機啟動時指示燈熄滅,說明傳感器良好。

2. 元件檢查

測量元件電阻值,拆下排氣溫度傳感器,加熱傳感器的頂端40mm長的部分,直到靠近火焰處呈暗紅色,這時傳感器端子間的電阻值,應在0.4~20kΩ之間(參考)。

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