一種測量高速內燃機排氣壓力的光學方法

發動機高速排氣壓力的測量對計算發動機效率、計算流體動力學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。新型傳感器系統采用干涉測量技術，通過測量光學腔的大小來測量壓力，光學腔的大小隨隔膜的移動而變化（見文中FIG.1和FIG.5）。這種壓力測量系統已經用于測量溫度和壓力沒有明顯變化的瞬態變化的燃氣輪機，但是從未應用于內燃機。該傳感器與代表當前最新技術的壓阻式傳感器在與輕負載和滿負載對應的三個發動機工作點上進行了比較。結果表明，除溫度快速波動外，新傳感器可以與壓阻式傳感器的測量結果相匹配，因此排氣掃氣期間的后一部分壓力僅以偏移量進行跟蹤。本文也對用于補償這些溫度影響的改進傳感器進行了測試。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。

本文設計的光學壓力傳感器已被用于測量單缸柴油機在三個工作點的排氣壓力。從數據中得出以下結論：

?與當前最先進的壓阻式傳感器相比，光學傳感器能夠匹配發動機排氣壓力的趨勢，然而高溫波動的影響導致兩個傳感器之間的一些顯著的偏移。

?光學傳感器對溫度敏感性的影響因素是其傳感元件的熱膨脹。改進的光學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，在標準傳感器上觀察到亥姆霍茲共振，這是由于光學傳感器直接安裝而導致的。