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壓力傳感器在汽車行業(yè)中有哪些應(yīng)用
隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，燃油經(jīng)濟(jì)性的要求以及排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也越發(fā)嚴(yán)格起來，越來越多的系統(tǒng)應(yīng)用到汽車當(dāng)中，例如進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)、燃油蒸汽管理系統(tǒng)、剎車助力系統(tǒng)、柴油顆粒濾清系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都需要借助壓力傳感器快速準(zhǔn)確獲得的壓力信息來確定系統(tǒng)的狀態(tài)和下一步的動(dòng)作。
壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化，變化的幅度與被測(cè)壓力成正比。
1. 進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)
汽車引擎管理系統(tǒng)需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間噴射適量的燃油到氣缸中，這樣可以使得燃油充分有效的燃燒，達(dá)到*佳的燃燒效率，減小污染。引擎管理器的ECU做決定是基于一系列的傳感器信號(hào)的，例如曲軸位置、凸輪軸位置、空氣流量、進(jìn)氣歧管溫度、進(jìn)氣歧管壓力等。其中進(jìn)氣歧管壓力傳感器是一個(gè)工作在絕壓模式的壓力傳感器，ECU根據(jù)該壓力信號(hào)計(jì)算需要噴射的燃油量，使得燃燒過程獲得*佳的空燃比。
為了減少氮氧化物的排放，有些車輛搭載EGR(Exhaust Gas Recirculation, 廢氣再循環(huán))系統(tǒng)。EGR系統(tǒng)將一小部分廢氣引入進(jìn)氣歧管，由于廢氣具有惰性會(huì)延緩燃燒過程，燃燒速度將會(huì)放慢，燃燒*高溫度降低，燃燒室中的壓力形成過程放慢，從而減少氮氧化物的產(chǎn)生。由于廢氣溫度高并且含有多種有腐蝕性的物質(zhì)，因此搭載了EGR系統(tǒng)的車輛對(duì)進(jìn)氣歧管壓力傳感器提出了更高的介質(zhì)兼容性要求。
2. 燃油蒸汽管理系統(tǒng)
由于燃油的揮發(fā)是碳?xì)渑欧诺闹饕?，在美國一些州的法令中強(qiáng)制要求對(duì)汽車的燃油蒸汽進(jìn)行管理。在加油站給汽車加油時(shí)燃油蒸汽會(huì)直接排放到大氣中，這樣既不環(huán)保又浪費(fèi)了燃油。搭載燃油蒸汽管理系統(tǒng)汽車的油箱蒸汽通過分離閥經(jīng)管道進(jìn)入活性炭罐，活性炭罐中的活性炭多孔且表面積很大，可吸附大量燃油蒸汽分子。活性炭罐與引擎的進(jìn)氣歧管相連，當(dāng)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)在進(jìn)氣沖程時(shí)時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)使進(jìn)氣歧管產(chǎn)生低壓，在進(jìn)氣歧管低壓吸力作用下，空氣從活性炭罐中經(jīng)過，將活性炭罐中吸附的燃油蒸汽分子送入引擎燃燒，使之得到充分應(yīng)用，活性炭罐中活性炭的吸附能力得到恢復(fù)。燃油蒸汽管理系統(tǒng)中需要微壓傳感器(表壓模式)來檢測(cè)燃油蒸汽是否有泄露。
3. 剎車助力系統(tǒng)
真空剎車助力器是真空助力伺服制動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，利用引擎進(jìn)氣歧管的真空和大氣壓的壓差進(jìn)行剎車助力。在剎車未踩下時(shí)，氣室膜片隔板將真空助力器分為的兩個(gè)腔是連通的，通過真空單向閥接到引擎的進(jìn)氣歧管，兩個(gè)氣室均為真空。踩下剎車制動(dòng)踏板時(shí)，氣室膜片隔板移動(dòng)，空氣閥打開，真空閥關(guān)閉，氣室的前腔為真空，氣室的后腔與大氣相連。兩個(gè)腔之間的壓力差作用在氣室膜片隔板上，相當(dāng)于增加了剎車制動(dòng)力，制動(dòng)力通過制動(dòng)主缸推桿傳到制動(dòng)主缸，實(shí)現(xiàn)剎車功能。
如果剎車助力系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，會(huì)造成在剎車時(shí)氣室前后腔的壓差很小甚至消失，剎車助力系統(tǒng)失效，造成制動(dòng)距離增加，制動(dòng)困難等。另外燃油直噴系統(tǒng)和起停系統(tǒng)的搭載使得汽車進(jìn)氣歧管的真空度降低，就需要安裝真空泵提供真空來源以滿足剎車助力系統(tǒng)的要求。在上述兩種情況下都有必要增加一個(gè)壓力傳感器來監(jiān)測(cè)氣室前后腔之間的壓力差是否合適，如有漏氣則應(yīng)啟動(dòng)相應(yīng)的警告系統(tǒng)，如果真空度不夠則應(yīng)通知ECU啟動(dòng)真空泵提供額外的真空。
4. 柴油尾氣濾清系統(tǒng)
由于柴油引擎的物理特性，其排放的廢氣中除了一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物以外還有一些微小的顆粒物，這些顆粒物是造成黑煙的主要原因。為了滿足排放要求，減少環(huán)境污染，越來越多的柴油引擎都搭載了柴油顆粒濾清系統(tǒng)(DPF, Diesel Particulate Filter)。柴油引擎燃燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過柴油顆粒濾清器時(shí)，濾清器的多孔系統(tǒng)會(huì)捕捉其中的顆粒，當(dāng)柴油尾氣顆粒不斷在濾清器中累積就會(huì)造成濾清器飽和甚至堵塞，因此需要對(duì)濾清器進(jìn)行再生。通過一個(gè)差壓傳感器檢測(cè)濾清器進(jìn)氣口和出氣口之間的壓差，當(dāng)壓差高于設(shè)定的閾值時(shí)認(rèn)為濾清器達(dá)到飽和，ECU控制提高引擎溫度，引擎排放出高溫尾氣以燃燒存儲(chǔ)在濾清器中的顆粒，完成濾清器的再生。由于尾氣溫度高，并且含有多種有腐蝕性的氣體和顆粒，需要考慮介質(zhì)兼容性的問題。
5. 以天然氣/液化石油氣為燃料的系統(tǒng)
由于天然氣/液化石油氣價(jià)格相對(duì)便宜，排氣污染小，安全可靠，車輛改裝簡單，一些產(chǎn)天然氣/液化石油氣的*和地區(qū)越來越多的使用天然氣/液化石油氣作為燃料。在保留原車供油系統(tǒng)的情況下，增加一套專用的天然氣/液化石油氣裝置，形成“雙燃料汽車”。壓縮天然氣/液化石油氣被儲(chǔ)存在鋼瓶中，通過減壓閥和壓力調(diào)節(jié)器將鋼瓶中的高壓燃?xì)馑偷饺紵遗c空氣充分混合后燃燒為汽車提供動(dòng)力。通過兩個(gè)壓力傳感器分別監(jiān)測(cè)燃?xì)夂瓦M(jìn)氣歧管中空氣的壓力可以更好的控制空燃比，達(dá)到*佳的燃燒狀態(tài)，提高燃料的經(jīng)濟(jì)性，減少污染。
工業(yè)科技提供的壓力傳感器，例如空調(diào)冷媒壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、變速箱壓力傳感器、剎車油壓傳感器、高壓共軌壓力傳感器等。產(chǎn)品具有抗過載、抗沖擊能力強(qiáng)、線性好、長期穩(wěn)定性高、溫度范圍寬、不銹鋼外殼、外觀小巧美觀，易于安裝、耐振動(dòng)等特點(diǎn)。
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