控制燃烧所用的传感器

Chapter4压力传感器第８章控制燃烧所用的传感器(２课时)Chapter4压力传感器学习目标和内容８.1燃烧压力传感器８.2燃烧温度传感器８.3燃烧光传感器８.4离子电流传感器８.5燃烧油传感器通过学习,熟悉目前汽车上使用的燃烧压力、燃烧温度、燃烧光、燃烧中的离子电流的结构、工作原理、测试原理和方法；熟悉检测燃油性质，用于控制燃烧的燃油传感器的结构、工作原理。Chapter4压力传感器８.1燃烧压力传感器一、ＰＧＳ垫圈型压力传感器1.ＰＧＳ的结构与工作原理利用火花塞安装螺帽安装、紧固的。工作原理：燃烧压力的作用下,将火花塞上推一个力,PGS上的紧固载荷发生变化,由此可以测定燃烧压力.从燃烧直接可获得的信息有：燃烧压力、燃烧温度、燃烧光、燃烧中的离子电流和燃烧成分等。其中燃烧压力和燃烧中的离子电流是最重要的信息。燃烧压力传感器有两种：一种是燃烧室内的一面为受压面的直接型压力传感器，ＰＤＳ；一种是紧固在火花塞上的垫圈型压力传感器，ＰＧＳChapter4压力传感器2.ＰＧＳ的实用功能1)用PGS实现各气缸的控制爆震爆震传感器爆震控制方法是利用最容易发生爆震的气缸条件来控制点火时间,PGS是在各缸上都装有PGS,可靠的测出各缸是否发生爆震,各缸都在最佳点火时间.2)利用PGS检测断火将上止点前后同样曲轴角度之间的压力值分别加以积分,当上止点后的积分值大于上止点前的积分值时,燃烧正常;当不大于时,就是断火.3)利用PGS完成MBT控制MBT控制:按可得到最大扭矩的最佳提前角来控制点火时间.利用PGS检测燃烧压力峰值时的曲轴位置,如果控制点火时间总保证压力峰值的曲轴位置,则实现MBT控制.(4)内装压力传感器式火花塞(PPS)Chapter4压力传感器二、PDS1)MBT控制控制点火时间,以保证某曲轴位置燃烧压力与其最大值之比为一定值的话,就可以控制燃油的燃烧比例为一定值.就可以以最小的损耗输出燃烧所产生的动力.2)废气再循环EGR控制EGR的目的:降低燃烧最高温度,抑制NOx生成.将燃烧压力的杂散量超过一定值时的EGR率定为其极限值,在增加EGR率又不超过其极限值时,即可以把保证发动机的性能,又可以最大限度地发挥EGR的效果.3)A/F控制三元催化系统中的A/F控制就是利用氧传感器完成理论空燃比控制.但对co2来说,节省燃油才是最有效的方法,采用稀燃发动机.检测燃烧压力就可以测定稀燃界限因此,不使用稀混合气传感器,而是采用PDS检测燃烧压力就可以更精密的空燃比反馈控制.Chapter4压力传感器8.2燃烧温度传感器一.顶置安装式燃烧气体温度传感器采用直径0.015mm的铂-铂铑丝测定气体温度,无法长时间使用.二.安装于火花塞内的燃烧温度传感器不直接测量气体的温度,测量燃烧时引起的温度变化.采用薄膜型热电偶,火花塞的中心电极端设有薄膜型热电偶A材料为中心电极,B材料是直径0.1mm的康铜丝.Chapter4压力传感器8.3燃烧光传感器•在火花塞中心电极处可以设置玻璃纤维.一.装于火花塞内的光传感器•用燃烧光传感器检测断火:在怠速状态下,燃烧压力传感器信号难以判断断火,而光传感器可以准确判断.•用燃烧光传感器进行MBT控制燃烧压力的峰值位置与燃烧光的峰值位置大致一致,再通过转速信号、进气负压等进行修正。•用燃烧光传感器控制爆震燃烧光信号和燃烧压力信号经旁通滤波器可以得出爆震信号。Chapter4压力传感器二.顶置安装式燃烧光传感器•传感器装于火花塞内部时，安装不方便。•用于MBT控制:比较燃烧光的峰值位置和燃烧压力的峰值位置，发现与发动机的转速关系很大.•用于A/F控制根据燃烧光求得的A/F，除进行上述的修正之外，再加上着火时间与燃烧光的积分值。Chapter4压力传感器8.4离子电流传感器在火焰之中，有数种离子及与其相应的电子存在，在其中设置预先加上电位的电极后，利用电极之间的电流，就可以检测火焰的参数。通过测定火花塞周围的离子电流，就可以一定程度上，掌握燃烧的整个状况。火花塞电极本身也可以形成为离子电流传感器。一、应用离子电流测量火焰的传播及着火延迟:比较燃烧光的峰值位置和燃烧压力的峰值位置，发现与发动机的转速关系很大.二、利用离子电流检测早燃应用广泛。原理：监测刚要点火前的一定区间，当利用离子电流的信号检测出比基准电平高约0.5V时，就可以断定出现了早燃，可以用蜂鸣器来报警。三、离子电流与A/F离子电流与燃烧压力有相同的趋势。从离子电流就可以知道混合气的A/F，也可以获得燃烧状态的一些信息。Chapter4压力传感器四、离子电流传感器在发动机上的应用极性效果：极性不同时，等效电阻变化不同，与B火花塞相比，A火花塞的变化比较大。离子电流检测方法之一正常时，电容充电；火花塞点火时，电容放电，火花塞点火，3测离子电流检测端，此时高反压二极管的耐压需达到35KV以上，可靠性难以保证。Chapter4压力传感器离子电流检测方法之二非常实用；利用火花塞的点火高压波形，测定火花塞间隙周围离子电流的，在原来点火系统上追加静电感应式次级电压传感器及处理波形的贿赂单元而成。火花塞放电结束时火花塞漂移电容的充电电压通过火花间隙周围的离子电流放电，因此，测得词电压的衰减时间，就可以得到离子电流所形成的等效电阻。Chapter4压力传感器8.5然油传感器为了使发动机平顺的运转，最好能事先检测出燃油的性质。并为今后与其它传感器一起控制燃烧起重要的作用一、汽油的重质比例传感器重质成分越多，混合比就越浓。利用燃油的折射率，来修正重质比例。Chapter4压力传感器二、柴油的重质比例传感器重质成分越多，烟雾的最大值就越大。利用燃油的折射率，来修正重质比例，可以控制烟雾的上限值三、光学式燃油性质传感器为了节省和净化尾气排放，甲醇最有可能代替汽油；检测燃油甲醇浓度与汽油中重质和轻质成分，以实现发动机的反馈控制。通过检测燃油折射率测出燃油状况Chapter4压力传感器四、静电电容式燃油性质传感器汽油中的主要成分之一的己烷与二甲苯，其介电常数比较小；而甲醇是有极性物质，介电常数随成分不同变化比较大。甲醇浓度不同，静电电容不同。Chapter4压力传感器８.1燃烧压力传感器８.2燃烧温度传感器８.3燃烧光传感器８.4离子电流传感器８.5燃烧油传感器总结