细数汽车发动机控制系统中的兰州变器及应用解密
近年来,随着汽车化、电子化、小型化和轻型化,汽车对兰州变器的需求已经成为众多行业中之最。发动机控制系统用兰州变器是整个汽车兰州变器的核心,种类很多,包括兰州变器、兰州变器、位置和转速兰州变器、流量兰州变器、气体浓度兰州变器和爆震兰州变器等。这些兰州变器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,供ECU对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。
兰州变器
兰州变器主要用于检测发动机、吸入气体、冷却水、燃油以及催化等。
兰州变器有线绕电阻、热敏电阻和热偶电阻三种主要类型。三种类型兰州变器各有特点,其应用场合也略有区别。线绕电阻兰州变器的精度高,但响应特性差;热敏电阻兰州变器灵敏度高,响应特性较好,但线性差,适应较低;热偶电阻兰州变器的精度高,测量范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用。
已实用化的产品有热敏电阻兰州变器(通用型-50℃~130℃,精度1.5%,响应时间10ms;型600℃~1000℃,精度5%,响应时间10ms)、铁氧体兰州变器(ON/OFF型,-40℃~120℃,精度2.0%)、金属或半导体膜空气兰州变器(-40℃~150℃,精度2.0%、5%,响应时间20ms)等。
兰州变器
兰州变器主要用于检测气缸负、大气、涡轮发动机的升比、气缸内、油等。吸气负兰州变器主要用于吸气、负、油检测。
汽车使用兰州变器应用较多的有电容、阻、差动变器()、表面弹性波(SAW)。电容兰州变器主要用于检测负、液、气,测量范围20~100kPa,具有输入能量高,动态响应特性好、环境适应性好等特点;阻兰州变器受影响较大,需要另设补偿电路,但适应于大量生产;兰州变器有较大的输出,易于输出,但抗干扰性差;SAW兰州变器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、输出等特点,用于汽车吸气阀检测,能在下稳定地工作,是一种较为理想的兰州变器。
流量兰州变器
流量兰州变器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。
空气流量兰州变器有旋转翼片(叶片)、卡门涡旋、热线、热膜等四种类型。旋转翼片(叶片)空气流量计结构简单,测量精度较低,测得的空气流量需要进行补偿;卡门涡旋空气流量计无可动部件,反映灵敏,精度较高,也需要进行补偿;热线空气流量计测量精度高,无需补偿,但易受气体脉动的影响,易断丝;热膜空气流量计和热线空气流量计测量原理一样,但体积少,适合大批量生产,成本低。空气流量兰州变器的主要技术指标为:工作范围0.11~103立方米/min,工作-40℃~120℃,精度≤1%。燃料流量兰州变器用于检测燃料流量,主要有水轮和循环球,其动态范围0~60kg/h,工作-40℃~120℃,精度±1%,响应时间小于10ms。
位置和转速兰州变器
位置和转速兰州变器主要用于检测曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等。
目前汽车使用的位置和转速兰州变器主要有交流发电机、磁阻、霍尔效应、簧片兰州变器、光学、半导体磁性晶体管等,其测量范围0°~360°,精度±0.5°以下,测弯曲角达±0.1 。
车速兰州变器种类繁多,有敏感车轮旋转的、也有敏感动传动轴转动的,还有敏感差速从动轴转动的。当车速高于100km/h时,一般测量方法误差较大,需采用非接触速度兰州变器,测速范围0.5~250km/h,重复精度0.1%,距离测量误差优于0.3%。
气体浓度兰州变器
气体浓度兰州变器主要用于检测车体内气体和废气排放。
其中,最主要的是氧兰州变器,实用化的有氧化锆兰州变器(使用-40℃~900℃,精度1%)、氧化锆浓差电池型气体兰州变器(使用300℃~800℃)、固体电解质氧化锆气体兰州变器(使用0℃~400℃,精度0.5%),另外还有二氧化钛氧兰州变器。和氧化锆兰州变器相比,二氧化钛氧兰州变器具有结构简单、轻巧、便宜,且抗铅污染能强的特点。
爆震兰州变器
爆震兰州变器用于检测发动机的振动,通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。
可以通过检测气缸、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法来检测爆震。爆震兰州变器有和电。爆震兰州变器的使用为-40℃~125℃,频率范围为5~10kHz;电爆震兰州变器在中心频率5.417kHz处,其灵敏度可达200mV/g,在振幅为0.1g~10g范围内具有良好线性度。
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