傳感器技術(shù)在汽車電控發(fā)動機中的運用

王朋波

摘 要：本文主要對傳感器的基本情況進行了分析，并對傳感器技術(shù)使用到發(fā)動機中的趨勢進行了研究，接著再對傳感器技術(shù)在發(fā)動機中的具體使用情況做出了相應(yīng)的探討，筆者結(jié)合自身多年經(jīng)驗提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；汽車發(fā)動機；介紹；趨勢；應(yīng)用

信息技術(shù)及其電子技術(shù)的日益發(fā)展下，在一定程度上也推動了汽車朝著智能化的方向發(fā)展，以往應(yīng)用的機械體系在處理一些不足之處及其汽車性能有關(guān)的問題中，會具有一定的缺陷，當(dāng)人們慢慢開發(fā)出的電子控制體系對存在的不足之處加以彌補，在這種形勢下，不同種類的傳感器也慢慢使用到汽車工業(yè)中。基于此，本文主要從以下多個方面進行分析，筆者依據(jù)自身建議提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，僅供參考。

1、傳感器技術(shù)背景

1.1傳感器技術(shù)介紹

傳感器指的是能感受規(guī)定的被測量（包括物理量、化學(xué)量和生物量等），并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，一般由敏感元件（Sensing Element）和轉(zhuǎn)換元件（Transduction Element）構(gòu)成。隨著信息科學(xué)與微電子技術(shù)。尤其是微機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的傳感器往往和微處理器、微型計算機及通信技術(shù)相結(jié)合，傳感器的概念因而得以進一步的擴充（如智能傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等）。

1.2應(yīng)用于汽車發(fā)動機中傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

一般情況下，就汽車發(fā)動機而言，主要是為了實現(xiàn)排放的目的，減少噪聲，作為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而作為一種電子控制單元來說，在這其出起到了重要的作用，電子控制單元可以進一步促使汽車發(fā)動機可以朝著智能化的方向發(fā)展。由于電子控制系統(tǒng)的建立是對相關(guān)信息進行采集的主要途徑，而這項工作的開展通常是在發(fā)動機的每一個環(huán)節(jié)中所存在的傳感器而得以實現(xiàn)的。

傳統(tǒng)的中汽車發(fā)動機用傳感器一般表現(xiàn)出體積大、可靠性低和精度不足等缺點。這在很大程度上限制了汽車發(fā)動機技術(shù)進一步的發(fā)展，由此可以預(yù)計的是，今后汽車發(fā)動機中應(yīng)用的傳感器會朝著將微型、集成度高、智能化的目標(biāo)發(fā)展，同時還要具備較高的穩(wěn)定性、可靠性以及魯棒性：（1）微型化：汽車發(fā)動機中的電子控制單元的功能會越來越豐富，這就需要更多更先進的傳感器為中心提供詳細可靠的數(shù)據(jù)，所以對傳感器體積控制的要求也就越來越高。現(xiàn)代新材料技術(shù)及其加工技術(shù)的發(fā)展（如MEMS技術(shù)），實現(xiàn)汽車發(fā)動機用微型傳感器成為可能并得以廣泛的應(yīng)用（例如硅加速傳感器、納米磁敏傳感器等）。這些新型傳感器可以促進汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的成本并大幅提高系統(tǒng)性能；（2）高精度、高可靠性：石油資源的加速消耗和高居不下的汽車油價也對汽車發(fā)動機的發(fā)展提出更高的要求，人們致力于研發(fā)出大功率、低排放及低油耗的汽車發(fā)動機，實現(xiàn)這個目標(biāo)需要高精度、可靠性的傳感器作為技術(shù)保障，從而使得汽車發(fā)動機能夠工作在最佳的狀態(tài)狀況；（3）智能化：信息科學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)的進步，將數(shù)字信號處理引入到新型的傳感器中，不同于傳統(tǒng)中僅靠模擬信號和系統(tǒng)來完成單一的功能，智能化的傳感器將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由后端的微型計算機對數(shù)據(jù)進行處理和分析，這樣整個系統(tǒng)的功能更加強大，而汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的操作也簡單、人性化，同時可以實現(xiàn)很高程度的集成。

2、傳感器技術(shù)在汽車發(fā)動機中的應(yīng)用

2.1油粘度傳感器

通常情況下，汽車發(fā)動機的機油所更換的次數(shù)一般是依據(jù)相關(guān)要求而進行更換的，當(dāng)前汽車工業(yè)也存在一些廠家使用新型技術(shù)手段，例如溫度等參量來對發(fā)動機油的更換時間進行計算的。

在外國的某家公司開發(fā)的壓電振動式油粘度傳感器，主要是為用戶對發(fā)動機油的使用期限進行了解而研制出來的。該傳感器的主要原理可以說和振動式粘度計的原理基本一致，都是通過振子在受到相關(guān)的粘滯阻尼的過程中，所產(chǎn)生的頻率出現(xiàn)衰變的情況來開展工作的，這樣相關(guān)人員就能夠?qū)φ褡拥挠嘘P(guān)參量進行計算，最終得到密度等有關(guān)數(shù)據(jù)。對于壓電振動式油粘度傳感器來說，通常都是加入一種特定的物質(zhì)界面對相應(yīng)的敏感元件及其被測量液體所具有的聯(lián)系進行優(yōu)化。由于該油粘度傳感器最為主要的模塊一般都是由壓電轉(zhuǎn)換器組成的，在這個模塊的兩邊位置添加適當(dāng)?shù)碾妷海@個時候就會出現(xiàn)切向運動的情況。然后相關(guān)人員在利用特定的設(shè)備振蕩器所形成的相關(guān)電壓對產(chǎn)生的諧振頻率進行詳細的計算。當(dāng)敏感元件出現(xiàn)諧振的時候，電阻阻值就已經(jīng)處于峰值的狀態(tài)，這樣就會促使被測量的液體粘度所發(fā)生的變化促使最大值加以改變。這個時候相關(guān)人員就應(yīng)當(dāng)對這個指定的峰值電路進行檢測，從而將相關(guān)參量逐漸轉(zhuǎn)變成電壓信號，通過有關(guān)處理以后就能夠獲得需要的值。

2.2進氣壓力傳感器

進氣壓力傳感器應(yīng)用于汽車發(fā)動機中來控制噴油量的大小，整個汽車發(fā)動機種的基本噴油量數(shù)值的大小根據(jù)進氣壓力傳感器的輸出信號，再由發(fā)動機上止點處的傳感器計算得企鵝車發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和三維數(shù)值圖而最終得到。

進氣壓力傳感器的工作原理如下，汽車發(fā)動機中的真空室和進氣管的壓力差形成應(yīng)力，這個應(yīng)力使得真空室與進氣管間的硅片發(fā)生變形，從而其電阻的阻值也發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣就可以測量出進氣的壓力。計算燃油噴射量時，通常采用空氣流量計法。

2.3空氣流量傳感器

由于在汽車發(fā)動機中使用空氣流量傳感器通常都是事先對發(fā)動機進氣量的程度進行檢測的。該傳感器一般會將氣量的數(shù)值逐漸轉(zhuǎn)變成有關(guān)電信號，接著相關(guān)人員再利用電子控制單元得到相關(guān)數(shù)據(jù)以后對噴油量及其發(fā)動機的具體時間進行詳細計算。

通常情況下，使用到電噴汽車發(fā)東西體系中具有的傳感器一般包含以下幾種類型：一種是體積流量型；另一種是質(zhì)量流量型。而對于體積流量型傳感器來說，主要可以分成以下幾種：第一種是卡爾曼渦旋式；第二種是葉片式；第三種是量心式。就質(zhì)量流量型傳感器而言，通常包含以下兩種類型：一種是熱線式；另一種是熱膜式。相對于整體性能來說，質(zhì)量流量型的整體性能要更加具有優(yōu)越性，但是會花費較高的成本。當(dāng)前，市場中存在的一些高品質(zhì)發(fā)動機設(shè)備，普遍都使用了熱膜式空氣質(zhì)量流量傳感器。

3、結(jié)語

通過以上內(nèi)容的論述，可以得知：由于傳感器在電子系統(tǒng)控制中扮演著重要的角色，在汽車工業(yè)的未來發(fā)展中一定會發(fā)揮出自身的價值，而隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展下，在相關(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認可，而傳感器能夠在激烈的市場競爭中為社會產(chǎn)生經(jīng)濟效益，也會推動傳感器技術(shù)的日益優(yōu)化，從而為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出重要的貢獻。

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