排气温度传感器作用和工作原理

排气温度传感器

一、排气温度传感器作用

在一些高压共轨的柴油车上,会配置排气温度传感器,排气温度传感器在哪里?安装在汽车排气装置的三元催化转化器上或者涡轮增压器上,用以检测转化器内的排气温度,如图2-57所示。

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图2-58 排气温度传感器

1—护管;2—排气管(结合套);3—感温元件(测温部分)

二、排气温度传感器结构和类型

1,排气温度传感器类型

汽车用排气温度传感器(图2-58)有热敏电阻式、热电偶式及熔丝式3种。

热电偶式排气温度传感器构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成的,而且不受大小的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

2. 热电偶式排气温度传感器特点

(1)测量精度高 热电偶式排气温度传感器测量精度高,因热电偶直接与被测对象接触,故不受中间介质的影响。

(2)测量范围比较宽 热电偶式排气温度传感器测量范围比较宽,常用的热电偶从-50~1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

热电偶式排气温度传感器工作原理

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是赛贝克(Seeback)效应,就是两种不同成分的导体两端连接成回路,如果两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。

这两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点,如图2-59所示,环路电压VOUT为热结点结电压与冷结点(参考结点)结电压之差。因为VH和VC是由两个结的温度差产生的,也就是说VOUT是温差的函数。比例因数α对应于电压差与温差之比,称为Seebeck系数。

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图2-61 排气温度传感器基本原理

2. 工作过程

排气温度直接反映了缸内燃烧状况,对于柴油机来说,排温了,说明缸内燃烧发生了后燃。此时气路和油路都有可能出现问题。

那么问题就来了,既然这个参数这么重要,为什么车上不接排气温度传感器呢?一般车是没有的,但在一些高压共轨的柴油车中就安装了该传感器。之所以在车上一般不安装该传感器,是因为现在的温度传感器大多数都是热电偶传感器,响应时间慢。车辆在道路上行驶时,其运行工况不断变化,所以排气温度传感器不能实时反映其当前的温度。而DPF中采用的温度传感器与普通的不一样,其响应时间很短,可近似认为能反映实时的排温。

热车状态下,监测排气温度,为废气再循环阀工作提供信号,发动机温度过高,会产生氮氧化物(NOx),让一定量的废气进入气缸后,恶化燃烧环境,使燃烧温度降低;在冷机也要关注排气温度,因为氧传感器和三元催化都需要升到合适温度,工作才会正常。所以在冷车启动暖机期间,为了降低尾气排放,需尽快提高排气温度,如二次空气注入排气管、双层薄壁排气管、预催化转换器或催化转换器尽量靠近排气歧管安装等,这时有排气温度这个参数,可使尾气排放得到更好地控制。图2-62为其工作过程。

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图2-62 排气温度传感器工作过程

四、排气温度传感器电路

排气温度传感器电路如图2-63所示。

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图2-63 排气温度传感器电路

1—排气温度传感器;2—点火开关;3—底板温度传感器(正温度系数);4—报警灯;5—蜂鸣器;6—点火开关

当发动机启动时,启动信号开关(ST)打开,同时点火开关打开,此时,报警灯熄灭。

发动机启动后ST断开,点火开关接通,报警灯点亮,随后熄灭,这是厂家为检查报警灯灯丝是否良好而设置的功能。

在行驶过程中,当排气温度超过900℃时,则排气温度传感器的电阻值降到0.43kΩ以下,这时,报警灯点亮。

当车厢底板温度超过125℃时,底板温度传感器的电阻超过2kΩ,这时在报警灯点亮的同时蜂鸣器也发出响声。

 当排气温度在900℃以下,底板温度也低于125℃时,排气温度传感器的电阻大于0.43kΩ,底板温度传感器的电阻值低于2kΩ,这时,报警灯不亮,蜂鸣器也无响声。

五、排气温度传感器检查

1. 直观检查

接通点火开关时,排气温度指示灯亮,而在发动机启动时指示灯熄灭,说明传感器良好。

2. 元件检查

测量元件电阻值,拆下排气温度传感器,加热传感器的顶端40mm长的部分,直到靠近火焰处呈暗红色,这时传感器端子间的电阻值,应在0.4~20kΩ之间(参考)。