一種測(cè)量高速內(nèi)燃機(jī)排氣壓力的光學(xué)方法

發(fā)動(dòng)機(jī)高速排氣壓力的測(cè)量對(duì)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)效率、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析和渦輪增壓器匹配是重要的。目前使用的壓阻式傳感器體積龐大，需要冷卻且壽命有限。新型傳感器系統(tǒng)采用干涉測(cè)量技術(shù)，通過測(cè)量光學(xué)腔的大小來(lái)測(cè)量壓力，光學(xué)腔的大小隨隔膜的移動(dòng)而變化（見文中FIG.1和FIG.5）。這種壓力測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)用于測(cè)量溫度和壓力沒有明顯變化的瞬態(tài)變化的燃?xì)廨啓C(jī)，但是從未應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。該傳感器與代表當(dāng)前最新技術(shù)的壓阻式傳感器在與輕負(fù)載和滿負(fù)載對(duì)應(yīng)的三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)上進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，除溫度快速波動(dòng)外，新傳感器可以與壓阻式傳感器的測(cè)量結(jié)果相匹配，因此排氣掃氣期間的后一部分壓力僅以偏移量進(jìn)行跟蹤。本文也對(duì)用于補(bǔ)償這些溫度影響的改進(jìn)傳感器進(jìn)行了測(cè)試。新型傳感器作為一款小巧耐用的傳感器顯示出巨大的潛力，不需要外部冷卻。

本文設(shè)計(jì)的光學(xué)壓力傳感器已被用于測(cè)量單缸柴油機(jī)在三個(gè)工作點(diǎn)的排氣壓力。從數(shù)據(jù)中得出以下結(jié)論：

?與當(dāng)前最先進(jìn)的壓阻式傳感器相比，光學(xué)傳感器能夠匹配發(fā)動(dòng)機(jī)排氣壓力的趨勢(shì)，然而高溫波動(dòng)的影響導(dǎo)致兩個(gè)傳感器之間的一些顯著的偏移。

?光學(xué)傳感器對(duì)溫度敏感性的影響因素是其傳感元件的熱膨脹。改進(jìn)的光學(xué)傳感器在減少這種情況方面有一定的影響，仍然存在重大偏差。

?在排氣放空期間，在標(biāo)準(zhǔn)傳感器上觀察到亥姆霍茲共振，這是由于光學(xué)傳感器直接安裝而導(dǎo)致的。