【关键词】机械故障诊断论文,电控柴油机,传感器,故障诊断,响应测试
传感器是电控柴油机的关键组件，用于检测目标信号并输送到ECM，ECM根据信号状况来控制执行器动作。传感器故障会影响到发动机工作性能，严重时可能导致停机。由于电控系统的复杂性，排除传感器故障往往需要借助于专用工具或诊断软件，并采取适当的方法策略进行故障辨析，才能有效解决问题。响应测试方法在排除电控柴油机的电气故障，尤其是传感器及其线路故障尤为简单有效。根据故障代码，人为制造反向故障，然后重新读取故障信息，观察ECM对于人为设定故障的响应来判断故障部位，有针对性地采取具体措施进行专门检测，以达到高效排除故障目的。以康明斯ISDe21040CM2150柴油机冷却液温度传感器故障为案例，分析响应测试的过程。
1冷却液温度传感器的作用
冷却液温度传感器安装在节温器壳体的前部，用于检测冷却液温度并传输到ECM。ECM根据传感器信号控制风扇运转，调节喷油正时和喷油量，以及发动机保护等。在低温条件下起动发动机，ECM会依据冷却液温度信号加浓喷油量，加大喷油提前角。如果温度传感器失效，ECM检测不到温度信号，会输出相关故障码，故障灯亮，发动机自动进入减扭矩运行模式，导致低温启动困难、油耗过高、冒黑烟、功率下降等现象。如果发动机冷却液温度过高，ECM启动停机保护功能，发动机故障指示灯亮，动力下降，30s后就会自动熄火停机。
2冷却液温度传感器的工作原理
冷却液温度传感器采用负温度系数热敏电阻(NTC)作为感温元件。随着温度上升，NTC电阻值呈现减小趋势。康明斯冷却液传感器与ECM之间共有两根导线连接，其中一根是信号线，另一根为回路线。信号线在ECM内部经过一个恒值精密电阻R后与5V稳压电源连接，回路线经ECM搭铁。5V电源经电阻R、信号线、热敏电阻RW和回路线形成了一个分压回路，温度信号电压为Vw=5RwR+Rw，信号电压5V>Vw>0.
3冷却液温度传感器的故障诊断
康明斯柴油机对于冷却液温度传感器的故障信号只有两组，分别是故障码144和故障码145。故障代码144对应的是冷却液温度传感器信号电压高，故障代码对应的是冷却液温度传感器信号电压高。信号电压过高往往是传感器线路开路或电阻过高，而信号电压过低主要原因可能是信号搭铁、传感器或ECM损坏等。一台康明斯ISDe21040CM2150柴油机，工作一段时间后启动，故障灯亮，出现故障代码144：冷却液温度传感器信号电压高。
3.1诊断步骤
根据故障代码提示，分别针对传感器和导线进行设定反向故障观察ECM响应情况进行诊断。
3.2检测过程
柴油机出现故障码提示后，经停机再次启动，故障码并未消失，确认故障存在。关闭点火开关，拔下冷却液温度传感器插头，检查传感器侧触针，未发现异常。用测试导线将信号线2与回路线1进行短接，打开点火开关，现行故障码变为145，非现行故障码144，初步判定故障可能在传感器。重新关闭点火开关，断开传感器插头后再次打开点火开关，用万用表测量导线侧插孔信号端2与回路端1的电压均为5V，说明导线和ECM正常。用温度计测量冷却液温度约为73℃。根据康明斯冷却液温度传感器的温度特性，用万用表测量传感器侧信号触针2与回路触针1之间的电阻为1160Ω。与使用手册进行对比，测量值在正常范围内。重新将传感器插头连接后，故障码144仍然为现行。最后再次将传感器插头拔下，仔细检查导线侧的插孔，发现孔径有些扩大了，将传感器触针来回插拔时感觉比较松弛。用测试导线分别连接传感器插头触针和插孔，打开点火开关后，故障码为非现行，证实故障确系插头触针松所致。最后更换传感器线束插头，故障排除。
3.3故障原因分析
本案例中冷却液温度传感器故障是由于传感器插头中的触针与插孔接触不良引起的。由于故障的柴油机为教学用的机器，学生在平时模拟练习检测传感器性能与故障诊断时经常拔开传感器插头，频次多了就会使得插孔变型扩大，触针与插口接触不良引发信号电压失准，ECM就会发出故障码提示。
4结束语
采用响应测试的方法很方便地准确推断柴油机冷却液温度传感器及其线路故障部位，并通过检测方法排除故障。对于其它类型传感器及其线路，在熟悉传感器结构与性能基础上也可以应用此方法，但在反向设定故障时须适当，避免不当而引发电控系统元器件损坏。
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作者：陈立创 杨帆 单位：柳州职业技术学院