傳感器技術在汽車電控發動機中的運用

王朋波

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

關鍵詞：傳感器技術；汽車發動機；介紹；趨勢；應用

信息技術及其電子技術的日益發展下，在一定程度上也推動了汽車朝著智能化的方向發展，以往應用的機械體系在處理一些不足之處及其汽車性能有關的問題中，會具有一定的缺陷，當人們慢慢開發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中。基于此，本文主要從以下多個方面進行分析，筆者依據自身建議提出合理化建議，提供給相關人士，僅供參考。

1、傳感器技術背景

1.1傳感器技術介紹

傳感器指的是能感受規定的被測量（包括物理量、化學量和生物量等），并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，一般由敏感元件（Sensing Element）和轉換元件（Transduction Element）構成。隨著信息科學與微電子技術。尤其是微機技術和網絡通信技術的飛速發展，現代的傳感器往往和微處理器、微型計算機及通信技術相結合，傳感器的概念因而得以進一步的擴充（如智能傳感器、無線傳感器網絡等）。

1.2應用于汽車發動機中傳感器技術的發展趨勢

一般情況下，就汽車發動機而言，主要是為了實現排放的目的，減少噪聲，作為汽車工業發展的必然趨勢，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動機可以朝著智能化的方向發展。由于電子控制系統的建立是對相關信息進行采集的主要途徑，而這項工作的開展通常是在發動機的每一個環節中所存在的傳感器而得以實現的。

傳統的中汽車發動機用傳感器一般表現出體積大、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動機技術進一步的發展，由此可以預計的是，今后汽車發動機中應用的傳感器會朝著將微型、集成度高、智能化的目標發展，同時還要具備較高的穩定性、可靠性以及魯棒性：（1）微型化：汽車發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據，所以對傳感器體積控制的要求也就越來越高。現代新材料技術及其加工技術的發展（如MEMS技術），實現汽車發動機用微型傳感器成為可能并得以廣泛的應用（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動機電子控制系統的成本并大幅提高系統性能；（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動機的發展提出更高的要求，人們致力于研發出大功率、低排放及低油耗的汽車發動機，實現這個目標需要高精度、可靠性的傳感器作為技術保障，從而使得汽車發動機能夠工作在最佳的狀態狀況；（3）智能化：信息科學技術和電子技術的進步，將數字信號處理引入到新型的傳感器中，不同于傳統中僅靠模擬信號和系統來完成單一的功能，智能化的傳感器將采集到的模擬信號轉換為數字信號，再由后端的微型計算機對數據進行處理和分析，這樣整個系統的功能更加強大，而汽車發動機電子控制系統的操作也簡單、人性化，同時可以實現很高程度的集成。

2、傳感器技術在汽車發動機中的應用

2.1油粘度傳感器

通常情況下，汽車發動機的機油所更換的次數一般是依據相關要求而進行更換的，當前汽車工業也存在一些廠家使用新型技術手段，例如溫度等參量來對發動機油的更換時間進行計算的。

在外國的某家公司開發的壓電振動式油粘度傳感器，主要是為用戶對發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的粘滯阻尼的過程中，所產生的頻率出現衰變的情況來開展工作的，這樣相關人員就能夠對振子的有關參量進行計算，最終得到密度等有關數據。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界面對相應的敏感元件及其被測量液體所具有的聯系進行優化。由于該油粘度傳感器最為主要的模塊一般都是由壓電轉換器組成的，在這個模塊的兩邊位置添加適當的電壓，這個時候就會出現切向運動的情況。然后相關人員在利用特定的設備振蕩器所形成的相關電壓對產生的諧振頻率進行詳細的計算。當敏感元件出現諧振的時候，電阻阻值就已經處于峰值的狀態，這樣就會促使被測量的液體粘度所發生的變化促使最大值加以改變。這個時候相關人員就應當對這個指定的峰值電路進行檢測，從而將相關參量逐漸轉變成電壓信號，通過有關處理以后就能夠獲得需要的值。

2.2進氣壓力傳感器

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

進氣壓力傳感器的工作原理如下，汽車發動機中的真空室和進氣管的壓力差形成應力，這個應力使得真空室與進氣管間的硅片發生變形，從而其電阻的阻值也發生相應的變化，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

由于在汽車發動機中使用空氣流量傳感器通常都是事先對發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值逐漸轉變成有關電信號，接著相關人員再利用電子控制單元得到相關數據以后對噴油量及其發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，質量流量型的整體性能要更加具有優越性，但是會花費較高的成本。當前，市場中存在的一些高品質發動機設備，普遍都使用了熱膜式空氣質量流量傳感器。

3、結語

通過以上內容的論述，可以得知：由于傳感器在電子系統控制中扮演著重要的角色，在汽車工業的未來發展中一定會發揮出自身的價值，而隨著當前科學技術的日益發展下，在相關領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生經濟效益，也會推動傳感器技術的日益優化，從而為我國社會主義現代化建設做出重要的貢獻。

參考文獻：

[1]關東陽.汽車電控發動機常見故障分析[J].內燃機與配件.2017（01）

[2]姚磊.汽車電控發動機系統故障診斷與維修[J].品牌.2014（11）

[3]閆宏偉.汽車電控發動機常見故障排除與維修探討[J].黑龍江科技信息.2014（24）

[4]彭志偉.汽車電控發動機的檢測與維修[J].中國新技術新產品.2014（20）

[5]李滟澤.汽車電控發動機常見故障及其診斷方法[J].機電技術.2010（04）