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德國久茂JUMO壓力傳感器在汽車行業(yè)的應用
德國JUMO久茂是工業(yè)傳感器及自動化技術(shù)領(lǐng)域處于*地位的*制造商*。JUMO產(chǎn)品范圍包括溫度、壓力、流量、液位、濕度的測量與控制、以及水質(zhì)分析測量設備，從單個傳感器到全面的自動化解決方案。主要是生產(chǎn)溫度傳感器，壓力傳感器及相關(guān)的控制變送器等，主要產(chǎn)品有電化學水質(zhì)分析儀表（ph值，電導率，溶解氧，余氯，二氧化氯，臭氧，液氨的電極和變送器及部分調(diào)節(jié)器），壓力儀表（壓力變送器，智能壓力，差壓變送器， 壓力表，投入式液位儀），溫度開關(guān)和度盤式溫度計， 調(diào)節(jié)器，溫度變送器，記錄儀，可控硅調(diào)節(jié)器和監(jiān)控軟件，溫濕度傳感器，薄膜鉑電阻元件（pt *, pt 500, pt *0 或其他客戶定義阻值的薄膜鉑電阻元件）等。
隨著汽車行業(yè)越來越多人關(guān)注，使用，燃油經(jīng)濟性的要求以及排放標準的要求也開始嚴格起來，越來越多的系統(tǒng)應用到汽車當中，例如進氣/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確獲得的壓力信息來確定系統(tǒng)的狀態(tài)和下一步的動作。
進氣/尾氣管理系統(tǒng)
汽車引擎管理系統(tǒng)需要在適當?shù)臅r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的，例如曲軸位置、凸輪軸位置、空氣流量、進氣歧管溫度、進氣歧管壓力等。其中進氣歧管壓力傳感器是一個工作在絕壓模式的壓力傳感器，ECU根據(jù)該壓力信號計算需要噴射的燃油量，使得燃燒過程獲得*佳的空燃比。MLX90808-1和MLX90810適合于這樣的應用(滿量程范圍為*KPa左右)，可以提供準確的進氣歧管壓力信息。有些車輛搭載了渦輪增壓系統(tǒng)，進氣歧管在渦輪增壓器之后，這會使進氣歧管中的壓強高達約400KPa。MLX90808-2可以用于帶有渦輪增壓系統(tǒng)的進氣歧管壓力檢測。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氣歧管，由于廢氣具有惰性會延緩燃燒過程，燃燒速度將會放慢，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)的車輛對進氣歧管壓力傳感器提出了更高的介質(zhì)兼容性要求。
燃油蒸汽管理系統(tǒng)
由于燃油的揮發(fā)是碳氫排放的主要原因*，在美國一些州的法令中強制要求對汽車的燃油蒸汽進行管理。在加油站給汽車加油時燃油蒸汽會直接排放到大氣中，這樣既不環(huán)保又浪費了燃油。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?；钚蕴抗夼c引擎的進氣歧管相連，當引擎運轉(zhuǎn)在進氣沖程時時，活塞運動使進氣歧管產(chǎn)生低壓，在進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，使之得到充分應用，活性炭罐中活性炭的吸附能力得到恢復。燃油蒸汽管理系統(tǒng)中需要微壓傳感器(表壓模式)來檢測燃油蒸汽是否有泄露，邁來芯公司的MLX90807-0適合這種微壓強(例如滿量程5KPa)的應用。
剎車助力系統(tǒng)
真空剎車助力器是真空助力伺服制動系統(tǒng)的核心部件，利用引擎進氣歧管的真空和大氣壓的壓差進行剎車助力。如圖所示是一個真空助力器的示意圖，在剎車未踩下時，氣室膜片隔板將真空助力器分為的兩個腔是連通的，通過真空單向閥接到引擎的進氣歧管，兩個氣室均為真空。踩下剎車制動踏板時，氣室膜片隔板移動，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。兩個腔之間的壓力差作用在氣室膜片隔板上，相當于增加了剎車制動力，制動力通過制動主缸推桿傳到制動主缸，實現(xiàn)剎車功能。
如果剎車助力系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，會造成在剎車時氣室前后腔的壓差很小甚至消失，剎車助力系統(tǒng)失效，造成制動距離增加，制動困難等。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壓力傳感器來監(jiān)測氣室前后腔之間的壓力差是否合適，如有漏氣則應啟動相應的警告系統(tǒng)，如果真空度不夠則應通知ECU啟動真空泵提供額外的真空。MLX90809是一款專門針對該應用設計的壓力傳感器，可工作在*KPa滿量程的差壓/表壓模式，適合剎車助力系統(tǒng)的應用。
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、碳氫化合物、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，濾清器的多孔系統(tǒng)會捕捉其中的顆粒，當柴油尾氣顆粒不斷在濾清器中累積就會造成濾清器飽和甚至堵塞，因此需要對濾清器進行再生。通過一個差壓傳感器檢測濾清器進氣口和出氣口之間的壓差，當壓差高于設定的閾值時認為濾清器達到飽和，ECU控制提高引擎溫度，引擎排放出高溫尾氣以燃燒存儲在濾清器中的顆粒，完成濾清器的再生。MLX90807-1可以測量40KPa到200KPa的差壓，適合該應用。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。
