发动机机油状态传感器的原理与检测

陈绍志 聂永涛 夏山鹏

（潍坊工程职业学院）

机油能对发动机起到润滑减磨、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀及减振缓冲等作用，被誉为汽车的“血液”。发动机是汽车的心脏，发动机内有许多相互摩擦运动的金属表面，这些部件运动速度快且环境差，工作温度可达400～600℃。在这种恶劣的工况下，只有合格的润滑油才可降低发动机零件的磨损，延长使用寿命。在汽车停驶的情况下，可以通过机油尺简单的观测机油的状态，但在发动机运转的情况下很难实时监测机油的状态，因此可以通过机油状态传感器来监测机油状态，及时做好机油的更换。文章简要介绍了发动机机油状态传感器的工作原理与故障检测方法。

1 机油状态传感器的工作原理

发动机机油的状态主要是指机油的状态（油品质量）、油位及温度，三者是影响发动机润滑系正常功能的重要因素。为准确测量机油油位、温度及状态，可以为发动机安装机油状态传感器。机油状态传感器安装在发动机的油底壳中，主要是根据导线以脉冲宽度调制信号的形式连续不断地传递到仪表电脑。信号的采集是由传感器的机构决定，需要采集的信号有机油质量、油位及温度。

机油状态传感器的工作原理：1）机油状态的监测。机油状态通过小电容器测得，电容器电极由2根金属管组成并嵌套安装，电介质为电极之间的发动机机油。随着发动机磨损碎屑不断增加和添加剂的不断分解，发动机机油的电特性随之变化。由于作为电介质的发动机机油的电特性发生变化，机油状态传感器的电容器电容值也发生了变化，相应的电容值通过传感器内的电子分析装置处理成数字信号，传感器再把发动机机油状态信息的数字信号传送给仪表电脑。2）机油油位由上部的传感器测得。传感器部分在油底壳内，机油作为传感器电容的电介质，油位高度与电介质的电容特性是相对应的，油位下降，电容器的电容也发生变化。传感器电子装置把电容值处理成一个数字信号，并把这个数字信号传送到仪表电脑。3）机油温度由传感器底座上安装的1个温度传感器测得，温度传感器可通过热敏电阻的电学特性与温度的关系，把机油温度转化为电信号，再由传感器电信号处理成数字信号，并将检测到的温度信号传送到仪表电脑，再输出到机油温度表显示。

2 传感器故障检测

首先进行电路分析，然后用数字式万用表进行信号电压检测分析。用数字万用表直流20 V挡检测机油状态传感器输入电压和信号输出端电压。打开钥匙时，其电源端电压即为蓄电池电压。受电源电压波动的影响，会导致电压值在11 V左右波动，发动机怠速运转情况下其电压在2～3 V波动。

传感器输出端的信号需要用示波器对机油状态信号进行波形分析，可以进一步确定该传感器的信号特征。正常情况下，该信号是一个脉冲矩形方波信号。用扫描仪并调整到模拟信号检测功能，将信号检测线连接到仪器上部左侧第1个接口，进入通用波形分析第1个通道，显示出机油状态传感器信号波形。

该信号波形为一个间隔型矩形波信号，峰值电压为12.89 V，频率为6.6 Hz。可以在不同的转速下检测该信号，如在怠速、中速、高速及加减速过程中，因为机油都处于正常状态，所以其波形峰值和频率是一致的。

3 结语

对于装配机油状态传感器的汽车，发动机润滑系统的监控和警告装置由机油状态传感器和机油压力传感器共同组成。一旦出现机油量减少、品质变差、温度过高及压力不正常等故障，机油报警灯会立即报警。但没有安装机油状态传感器的汽车，只有在机油量极少，并且发动机转速在2 000 r/min以上时，机油压力传感器才会报警，因此安装机油状态传感器对保证发动机维持正常的机油状态是非常必要的，并在机油状态传感器出现故障时要及时检测和修复。