第四节 排气温度传感器
一、排气温度传感器概述
在一些高压共轨的柴油车上，会配置排气温度传感器，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。
图2-57 排气温度传感器（位置）
排气温度传感器用以检测转化器内的排气温度，当排气温度过高时，此传感器将这种过高的温度信号以电信号的形式输入给ECU，ECU经过分析处理后启动异常高温报警系统，使排气温度报警指示灯点亮，从而向驾驶员发出报警信号。
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。
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）
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）。
3. 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。
图2-59 热电偶式排气温度传感器原理
知识贴
热电效应，即塞贝克（Seebeck）效应、第一热电效应。将两种不同性质的金属导体A、B接成一个闭合回路，如果两接合点温度不相等（T0≠T），则在两导体间产生电动势，并且回路中有一定大小的电流存在，此现象称为热电效应，如图2-60所示。
图2-60 塞贝克（Seebeck）效应
三、排气温度传感器工作原理
1. 基本工作原理
排气温度传感器主要用于三元催化转换器内温度异常高时的报警，以防止因过热而使催化剂性能减退，对车辆造成损坏，正常情况下，该系统不工作，而发生失火等故障，或工作条件差时，该系统启动。
当排气温度过高时，热敏电阻的阻值下降，反之，电阻值上升。排气温度传感器将这种温度信号以电信号的形式输入给ECU，ECU经过分析处理后启动异常高温报警系统，使排气温度报警指示灯点亮报警。图2-61为排气温度传感器基本原理。
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。
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。
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）。