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技術(shù)維修與康明斯知識(shí) |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器原理應(yīng)用與故障檢修 |
轉(zhuǎn)速傳感器主要應(yīng)用于將機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量轉(zhuǎn)化成方波脈沖電信號(hào)，多用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量轉(zhuǎn)速、周期、速度。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、交通、自控、軍用、汽車、發(fā)電機(jī)組等行業(yè)設(shè)備。康明斯公司在本文中就柴油發(fā)電機(jī)用的轉(zhuǎn)速傳感器的原理和應(yīng)用、以及故障后的檢修方法做了詳細(xì)介紹，通用也適用于其他機(jī)械上的參照使用。
一、轉(zhuǎn)速傳感器原理與應(yīng)用
1、安裝位置
安裝在柴油發(fā)電機(jī)氣缸體中下部位。
2、功用
轉(zhuǎn)速傳感器用于高速時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)高于1500轉(zhuǎn)/分時(shí)的柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置，并將信息輸入柴油發(fā)電機(jī)電控單元，電控單元根據(jù)該信號(hào)對(duì)點(diǎn)火正時(shí)和噴油進(jìn)行修正。
3、構(gòu)造
電磁式轉(zhuǎn)速傳感器主要由電磁線圈、永久磁鐵和信號(hào)輪組成。霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器由霍爾元件、永久磁鐵、導(dǎo)磁鋼片、觸發(fā)葉輪等組成。
4、工作原理
（1）霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器
柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，凸輪軸帶動(dòng)觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時(shí)，霍爾元件周圍磁場(chǎng)被旁路，霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成電路輸出級(jí)三極管截止，傳感器輸出的信號(hào)電壓為高電位；當(dāng)觸發(fā)葉輪離開(kāi)空氣隙，永久磁鐵的磁力線通過(guò)霍爾元件而產(chǎn)生霍爾電壓，集成電路輸出級(jí)三極管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號(hào)電壓為低電位。傳感器信號(hào)輸入柴油發(fā)電機(jī)電控單元，電控單元根據(jù)該信號(hào)確定點(diǎn)火時(shí)刻噴油時(shí)刻。
（2）電磁式轉(zhuǎn)速傳感器
柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于信號(hào)盤定時(shí)齒相對(duì)感應(yīng)線圈位置的變化，引起通過(guò)感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化，當(dāng)該缸定時(shí)齒接近線圈時(shí)氣隙變小，磁路的磁阻變小，磁通增加當(dāng)定時(shí)齒對(duì)準(zhǔn)線圈時(shí)，磁通達(dá)到最大。當(dāng)定時(shí)齒離開(kāi)線圈時(shí)，磁通開(kāi)始下降。這樣，每個(gè)定時(shí)齒都會(huì)引起線圈內(nèi)磁通由零變到最大，又由最大變到零的周期性變化，從而在感應(yīng)線圈里產(chǎn)生一個(gè)類似正弦波的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出，其大小與磁通的變化率成正比。把上述輸出信號(hào)經(jīng)整形、放大后輸入柴油發(fā)電機(jī)電控單元，電控單元就可確定柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置，根據(jù)該信號(hào)對(duì)點(diǎn)火正時(shí)和噴油進(jìn)行修正。
二、轉(zhuǎn)速傳感器檢修步驟
1、檢測(cè)內(nèi)容
感應(yīng)線圈電阻、信號(hào)電壓（隨柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大小變化）、線束電阻、用故障診斷儀讀取故障代碼、測(cè)量數(shù)據(jù)流。步驟如下：
（1）檢查轉(zhuǎn)速傳感器（電阻）
① 斷開(kāi)轉(zhuǎn)速傳感器連接器；
② 讀取1-2接腳的電阻，應(yīng)在1850至2450Ω范圍內(nèi)。
（2）檢查轉(zhuǎn)速傳感器與ECU之間的連接線束
觀察柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的工作情況，可查看功能讀測(cè)量數(shù)據(jù)塊顯示組柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下轉(zhuǎn)速傳感器插頭（灰色插頭）。如圖2所示，測(cè)量傳感器插座上端子2和3之間的電阻，其值應(yīng)為480～1000Ω，否則應(yīng)更換轉(zhuǎn)速傳感器。
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① 開(kāi)電瓶負(fù)極，斷開(kāi)ECU連接器； |
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② 根據(jù)表1中的值測(cè)量電阻。 |
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表1 標(biāo)準(zhǔn)電阻（斷路檢查）
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檢測(cè)儀連接 |
條件 |
規(guī)定狀態(tài) |
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B13-1（NE+）- 2-09（NE+） |
始終 |
小于1Ω |
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B13-2（NE-）- 2-10（NE-） |
始終 |
小于1Ω |
表2 標(biāo)準(zhǔn)電阻（短路檢查）
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檢測(cè)儀連接 |
條件 |
規(guī)定狀態(tài) |
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B13-1（NE+）或2-09（NE+）-搭鐵 |
始終 |
10KΩ或更大 |
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B13-2（NE-）或2-10（NE-）-搭鐵 |
始終 |
10KΩ或更大 |
（3）檢查轉(zhuǎn)速傳感器的安裝情況、轉(zhuǎn)速信號(hào)盤齒
① 檢查轉(zhuǎn)速傳感器的安裝情況；
② 檢查轉(zhuǎn)速傳感器的安裝間隙
③ 信號(hào)盤無(wú)任何裂紋或變形。
重新連接ECU連接器，裝復(fù)轉(zhuǎn)速傳感器，重新連接轉(zhuǎn)速傳感器連接器，裝復(fù)蓄電池負(fù)極接柱。
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轉(zhuǎn)速傳感器連接電路圖 |
轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙檢查 |
2、檢測(cè)參數(shù)的范圍
（1）感應(yīng)線圈電阻∶800～1000Ω
（2）信號(hào)電壓∶常用工況∶-5～5V，峰一峰值17V左右
（3）線束電阻∶<0.5Ω
（4）外殼：銅，總長(zhǎng)：60厘米，螺紋：長(zhǎng)55厘米，螺紋1.5
（5）檢測(cè)參數(shù)：
○ 齒距：≥2模數(shù)
○ 測(cè)試頻率：0 10KHz
○ 測(cè)量距離Gap：0.5 2.5mm；
（6）輸出波形：矩形方波
○ 高電平接近供電電壓；
○ 低電平<0.7V；
（7）引線距離：特殊預(yù)定高溫導(dǎo)線；
（8）上電輸出：低電平；
（9）工作方式：連續(xù)式；
（10）輸出方式：PNP，NPN
（11）工作溫度：
○ 民品-20℃ 85℃；
○ 軍品-40℃ 150℃。
3、標(biāo)準(zhǔn)波形
（1）電磁式的標(biāo)準(zhǔn)波形
輸出波形是類似正弦波的數(shù)字脈沖信號(hào)，信號(hào)的頻率和幅值隨柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的變化
（2）霍爾式的標(biāo)準(zhǔn)波形∶
其輸出的是12V數(shù)字矩形波信號(hào)，信號(hào)的頻率和幅值隨柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的變化。
4、常見(jiàn)故障癥狀
轉(zhuǎn)速傳感器本身或線路損壞時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生下列故障現(xiàn)象∶
（1）無(wú)法起動(dòng)；
（2）動(dòng)力下降；
（3）容易熄火
（4）怠速不穩(wěn)。
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