控制燃烧用传感器讲述课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第8章：控制燃烧用传感器,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,8.1 燃烧压力传感器,1、发动机的燃烧与气缸内压力的关系,点火提前角是确定发动机燃烧温度与压力的关键因素,2、燃烧压力传感器分类,一类是以燃烧室内的一面,为受压面的直接型压力传感,器，简称PDS；,安装在发动机缸体上,一类是紧固在火花塞上的,垫圈形压力传感器，简称PGS,安装在火花塞上.,3、PGS（垫圈形气缸压力传感器）,、结构,、,原理,在燃烧压力的,作用下，形成将,火花塞向上推的,一个力，PGS上,的紧固载荷发生,变化，由此可以,测定燃烧压力。,、,功能,各缸上都设有PGS，,所以可以可靠地测出,各缸是否发生爆震，,可将各缸都控制在最,佳点火时间，从而最,大限度地发挥发动机,的功能。,用,PGS,实现各气缸的控制爆震,利用,PGS,检测断火,将上止点（TDC）,前后同样曲轴转角,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。,利用,PGS,实现,MBT,控制,MBT控制的含义是：,按可获得,最大扭矩,的,最佳,提前角,来控制,点火时间,。,如果控制点火时间总是,保证pmax为ATDC13CA,时，就实现了MBT控制。,燃烧压力峰值时曲轴位置与,指示平均有效压力的关系曲线,4,、内装压力传感器式火花塞PPS,5、直接型压力传感器（PDS）,、性能要求：,至少对燃烧压力,应具有线性输出,特性。,、结构,、,功能,MBT控制：,控制某一曲轴,位置上的燃油,的燃烧比例为,一定值。,、MBT控制,、废气再循环（EGR）控制,EGR控制系统的功用是在发动机中、小负荷,工况下将615的废气引入进气管中，以,降低气缸内的最高燃烧温度，减少NO,X,的生成,量，并对废气的进气时间进行控制。,提高EGR率，NOx可以减少，但同时燃烧时间,变长，EGR率过高时，发动机的性能也将下降,，这种现象也反应在燃烧压力的变化上；,因此，,在某曲轴位置上，当能保证根据燃烧压,力变化求得的燃烧比例为一定值时，就可以实,现EGR率的闭环控制。,、A/F控制,随着A/F的增加，燃烧压力峰值的杂散量增加。因此，如能,将燃烧压力峰值的位置控制在曲轴角度的某一范围之内的话，,既可以保证发动机的性能，也可以在某限度内实现稀燃控制。,不使用稀燃混合气传感器，而是采用了最新开发的可直接检,测发动机燃烧状态的燃烧压力传感器，,这样测得的信息是气缸,内的燃烧压力，所以能实现更精密的空燃比反馈控制。,8.2 燃烧温度传感器,1、顶置安装式,燃烧气体温度,传感器,2、装于火花塞内的燃烧温度传感器,8.3 燃烧光传感器,1、装于火花塞内的光传感器,、传感器的结构,中心电极设有通孔，将光导纤维设置于孔中，采用,高耐热性的粘结剂固定光导纤维，为确保密封性，中,心电极上方充有硅橡胶。,光导体的作用是检测燃烧时所发出的光，将其设于,火花塞内是出于：这样就可选用直径很小的石英系列,光导纤维。,、,用燃烧光传感器检测断火,利用燃烧光,判断，断火时,无光产生。,、,用燃烧光传感器进行MBT控制,完成MBT控制，,对燃烧传感器来,说，就是检测着火,时间。着火后，燃,烧光传感器的信号,急剧地增大，所以,利用燃烧光传感器,的信号就可很容易,地测出着火时间。,、,用燃烧光传感器控制爆震,8.4 离子电流传感器,伴随着火焰的,产生，有离子和,电子存在。,在火花塞正负极两端加一个直流偏置电压，在发动,机缸内火焰传播过程中，缸内电离的离子和电子在偏,置电压电场作用下定向移动，在火花塞正负极之间形,成离子电流。,1、应用离子电流测量火焰的传播及着火延迟,利用有离子电流,开始通过这一现象,就可以掌握到达离,子火花塞的时间。,当在燃烧室壁上安,装几个离子火花塞,的话，就可以弄清,火焰到达各点的时,间。若测定出离子,火花塞上火焰到达,时间的话，就弄清,了火焰传播速度。,初始燃烧时间,2、利用离子电流检测早燃,所谓早燃是指因燃烧室内的热点，造成在正常,点火时间之前使混合气着火的现象。,在矩形波下沿处出现早燃波形，此矩形波是由固定,比分割电路产生的，即使转速变化也没必要调整，由,此就可以监视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。,早燃检测,装置各部,电路的电,压波形,3、离子电流与A/F,离子电流的大小就是离子产生的速度，换句话说，可把它,看成是相应的热量产生的速度。所以可以说，是以离子电流,最大值时的A/F，进行了最激烈的发热反应。,4、离子电流传感器在发动机上的应用,火焰的等效电阻与外加,电压、串联电阻之间没有,多大关系，大致为一定值,，但极性不同时，等效电,阻变化较大；正极性时其,值低些。与B火花塞相比，,当极性不同时，A火花塞,变化较大，这种差别是因,电极结构的差别造成的。,、,极性效果,在火焰中存在着离子和电子，就有离子电流通过，但与电子,相比，正离子的质量大，移动困难，停滞在电极周围；这时，,在正极性的状况下，正离子集中在侧电极旁；在负极性的状况,下集中在中心电极旁，所以一般认为：与负极性相比，在正极,性的状况下，正离子集中在面积较大些的侧电极时，等效电阻,低些。,、,离子电流检测方法之一,、,离子电流检测方法之二,END,膜片推杆半球体压电元件放大器,传力元件所受到的力作用到与底座结合的应变片上，应变片上采用了硅单晶制作的压电电阻，由此在压电效应的作用下产生电压信号。,2、顶置安装式燃烧光传感器,燃烧光随混合气的温度及密度的变化而变化，它有时还会被混合气及燃烧室的内壁吸收，仅靠来自光的信息还不够，所以要进行修正。,（1）顶置安装式燃烧光传感器用于MBT控制,（2）顶置式燃烧光传感器用于A/F控制,