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柴油发电机的温度传感器有几种分类
(1)温度传感器的分类 温度传感器有线绕电阻式、附近热敏电阻式、附近扩散电阻式和热电耦式等,以热电偶、附近热电阻所用多。
1)热电偶。热电偶将两种不同性质的金属贴合在一起,当环境温度变化时,在其结合面上将产生电位差,这一原理可以用来测量温度。
2)热敏电阻。热敏电阻利用导体的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度。热敏电阻是属于在温度变化时电阻值变化较大(温度系数大)的一种硅半导体,由镍、当地铜、锌、附近镁、附近锰等金属与一些金属氧化物以适当比例混合并在高温下烧结而成。所掺金属氧化物的比例和烧结温度的不同,可制成用于不同温度范围的热敏电阻。
在一般情况下,将工作温度范围在-20~130℃的半导体用作水温传感器;将工作温度范围在600~1000℃的半导体用作检测触媒温度的传感器(如排气温度传感器)。
按电阻值随温度变化的特性,可将热敏电阻分为NTC型、当地PTC型和CRT型三类。
①NTC(负温度系数)型随着温度上升电阻值减小的热敏电阻。
②PTC(正温度系数)型随着温度上升电阻值增大的热敏电阻。
③CRT(临界温度系数)型随着温度上升电阻值按指数函数减小的热敏电阻。
在上述三种热敏电阻中,NTC型热敏电阻较多地应用于柴油机传感器。在工程上,热敏电阻可根据需要制成各种不同形状,其可测阻值范围在几欧姆至几兆欧姆。NTC热敏电阻温度传感器线性较差,利用铂丝电阻随温度线性变化的特性可制成铂热敏电阻传感器。
(2)水温和润滑油温度传感器 水温传感器一般安装在缸体水套、附近缸体出水口上,与冷却水接触,以尽量准确地检测到缸体水温的状况,机油温度传感器则可安装于机油冷却器等处。温度传感器总成一般是由垫圈、本地水温传感器、附近导线接头三部分组成。
1)NTC型传感器。NTC热敏电阻式温度传感器内部是一个半导体热敏电阻,具有负的温度电阻系数,可用于测量水温和油温。水温、附近油温愈低,电阻愈高;反之,温度愈高,电阻愈低,温度传感器可以与水温表、附近油温表连接,也可与柴油机ECU连接。
以水温传感器为例,当与水温表连接时,若外壳搭铁,则可只用一根连线。水温传感器与水温表的组合可分为热敏电阻式传感器与双金属片式水温表、本地热敏电阻式传感器与电磁式水温表、附近热敏电阻式传感器与动磁式水温表等数种。其中热敏电阻式传感器与双金属片式水温表的线路连接:当水温低时,热敏电阻值高,回路中电流较小,电阻丝的发热量小,双金属片稍有弯曲,指示针在低温区(C区)。当水温高时,热敏电阻值小,通过回路的电流较大,电阻丝的发热量较大,双金属片弯曲变形较大,指示针指向高温区(H区)。公明发电机
水温传感器和柴油机ECU的连接:传感器的热敏电阻与ECU内部上拉电阻分压后,产生一个随热敏电阻阻值的变化而变化的电压、同城柴油机ECU根据这一电压的变化测得柴油机冷却水温度。
有些水温传感器包括2个热敏电阻,有4个接线柱(四线型),2个接柱与柴油机ECU连接,另外2个接柱与水温表连接。接线柱与柴油机ECU连接,向ECU提供水温信号。接线柱与水温表连接,显示水温读数。
2)开关型水温传感器。双金属片式水温传感器可构成开关型传感器,可与水温过高报警灯连接。当冷却水温正常时双金属片变形小,触点分开,报警灯不亮。如果冷却水温升高到95~105℃以上,双金属片由于温度升高而弯曲变形较大,使触点闭合,报警灯电路接通发亮。
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从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统
柴油发电机过冷或者过热(即发电机冷却能力过强或者过弱)都会对其动力性,经济性,工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统,能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作,以获得较高的发电机经济性能,动力性能,工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内,冷却系统既要防止发电机过热,又要防止冬季发电机过冷,在冷态下的发电机启动之后,冷却系统还要保证发电机迅速升温,尽快达到正常的工作温度。
冷却系统,顾名思义,其主要作用就是对柴油发电机进行冷却,保证柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作,根据冷却介质的不同,分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、振动噪声、同城冷却效果、低温性能、当地使用寿命,进行分析比较。
1.系统构造:水冷柴油发电机的气缸套分为干式气缸套(不直接与水接触)和湿式气缸套(直接与水接触),活塞在缸套内往复运动时,将热量传给缸套,缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却,需要有水泵、本地水管、节温器等专用零部件,构造复杂;风冷柴油发电机则省去许多部件和环节,结构相对简单,但风冷系统对材料的耐热,耐磨,膨胀系数要求更高,制造起来技术工艺要求也比水冷要高。
2.振动噪声:水冷系统由于在缸套外侧配备水套,噪音经过水后变小,从而大大降低了发电机内部噪音,相对来说水冷柴油发电机的噪声更小、同城震动较小,拥有更高的压缩比,爆发力更强,功率更高,风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风,风燥比较大,震动较为明显。
3.冷却效果:水冷系统的缸体和缸盖刚度好,冷却强度高,发电机内部和外部冷却均匀,冷却水路设计自由度大,工作可靠,循环性好,降温迅速,不容易过热,不受环境影响;风冷系统的冷却介质为空气,空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右,空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右,空气的降温效果不如水明显,尤其在夏季使用中,水冷系统的优势更为明显。
4.低温性能:风冷系统启动方便、同城运行经济,启动后气缸的温度上升较快,在短时间内即可进入大负荷工作状态,没有冻裂和过热沸腾的危险,其低温性能优良;水冷系统启动后,温升比较缓慢,而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机,需要定期检查冷却液的质量,低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高,升温速度快,酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了,柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了,因而风冷系统机件腐蚀、本地锈蚀程度小,而且缸体、附近缸盖、散热器、同城冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢;水冷系统时间久了,冷却管道容易受到腐蚀和损坏,相关部件容易老化、附近开裂,水箱容易产生水垢反而影响冷却效果,风冷系统使用寿命更长。
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