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汽車壓力傳感器的選用

2018-12-12 1516次瀏覽 來源:網絡

汽車壓力傳感器的選用

無論在引擎、輪胎還是在乘客車廂內的應用,合適的壓阻汽車壓力傳感器都可以擁有經濟高效的可靠性和較長的運行壽命。這里的關鍵字是“合適的”。為了選擇正確的傳感器,你需要了解它的功能、運行的條件以及使其獨特的設計。

設計師們主要將汽車壓阻式壓力傳感器應用于三個領域:引擎優化、噴射控制以及安全增強。在*類應用中,這些設備使你能夠通過確定引擎控制元件中的歧管入口氣壓(MAP)以及大氣氣壓(BAP)來達到優化引擎條件的目的。


為了實現更好的噴射控制,傳感器作為蒸汽噴射控制系統的重要組件,保護環境,遠離來自油箱的碳氫化合物噴射的污染。它們還可以通過在柴油機中觸發過濾器再生,有助于清除廢氣中的煤煙微粒。在增強安全性方面,傳感器監視胎壓,并在探測到壓力損耗達到危險程度時警告駕駛員,并幫助在側面受沖擊的部位安放氣囊。這些設備通過控制動態座位中的膨脹氣墊使駕駛更為舒適。


運行條件

在整個儀表盤上,汽車壓力傳感器工作在極端糟糕的環境中。安裝在引擎上的傳感器的運行溫度在-40℃到150℃之間。相同的傳感器及胎壓監控設備被暴露在燃料、汽油以及剎車和傳動液體中,所有這些都可能阻礙傳感器的工作,影響他們的性能。同時,鹽水和溶劑也在侵蝕器件的結構。在這些應用中,電磁干涉(EMI)范圍在曝光量為200V/m時從2MHz到2GHz。乘客車廂中的壓力傳感器暴露在相同的EMI和低溫環境中。

盡管這些條件帶來了很大挑戰,但它們并不是不可克服的。合理的設計在保護傳感器的同時,還實現了可靠性和長時間的運行壽命。

側面氣囊壓力傳感器

*佳的側面沖擊保護是一項挑戰性的任務,盡管通常撞擊的速度相對較低。在車體中可吸收沖撞能量的側面空間要小得多,并且氣囊和乘客之間的距離也小得多。確實,每一英寸的距離都可能挽救生命并阻止嚴重的傷害。

當遇到非常嚴重的側面沖擊時,壓力傳感器通過測量速度和車門空腔內的壓力來獲得寶貴的反應時間。甚至在附著于氣囊控制器件上的加速計接收到嚴重撞擊的信號之前,壓力傳感器就已經探測到車門已經被一起事故壓扁。這種早期探測為氣囊控制器延長了額外的時間以進行復雜的幾何運算,并確定氣囊調度策略,從而提供*佳的乘客保護方案。


車門空腔內的不利條件使應用變得復雜。夏天和冬天的溫差很容易超過*℃,相對封閉卻不是完全密封,門的自然屬性使其可以在這一空間內收集水蒸氣以及濃縮液體。增加冰冷濕氣的可能性 — 混入鹽、噴霧以及其它不利物質 — 還有振動和沖擊,問題變得更加嚴峻。嚴格的資格測試程序包括機械和化學測試以及精密的自診斷功能,盡管測試十分嚴格,但是一旦出現問題,就可以阻止不利結果的產生。            設計

設計和制造車用壓力傳感器時的基本要求確保了在一系列溫度、振動、媒介、沖擊以及電磁條件中,傳感器還能夠執行重要職能。艱苦的環境要求對傳感器電學結構提供更大的保護來應對增壓媒介。

*后,微機械硅膜上的壓阻橋通常不會直接暴露在它所運行的環境中。相反,保護性硅樹脂凝膠覆層或者金屬帽,形成一個位于傳感器前端和惡劣環境之間的一道屏障,就像在MAP和BAP應用中使用的一樣?,F場防護罩和貴金屬也用于保護傳感器的電學結構不受增壓媒介的影響,主要是保護傳感器的前面不受媒介的影響,讓有硅的背部暴露在惡劣的環境中。這種方法被普遍用于胎壓監視器和MAP傳感器中。


選擇傳感器

在選擇壓力傳感器的時候,要考慮三個關鍵的因素:可靠性、壽命和成本。傳感器在全部壽命時間內要一直工作。它需要可靠工作10至15年,或者150000至250000英里。*終,基于汽車工業成本因素的考慮,傳感器必須具有經濟性。


汽車安全氣囊傳感器

汽車安全氣囊傳感器按其構造可分為機械式、機電式和電子式三種。

(1)機械式傳感器

當傳感器中傳感重塊的減速度達到某一特定值時,傳感重塊便將其機械能直接傳給引發器使氣囊膨開。

該傳感器用與機械式安全氣囊系列。

(2)機電式傳感器

機電式傳感器主要有滾球式、偏心式、水銀開關式等。

1.滾球式傳感器

平時小鋼球被磁場力所約束;

當碰撞時,在圓柱形鋼套內小鋼球就向前運動;

一旦接觸到前面的觸點,則將局部電路接通;

這種傳感器目前應用很廣,可以檢測各種撞擊信號;

2.偏心式傳感器

偏心式傳感器為具有偏心轉動質量的機電式加速度傳感器,由外殼、偏心轉子、偏心重塊、旋轉觸點與固定觸點、螺旋彈簧等構成;

偏心式傳感器的外側裝有一個電阻,做自檢之用,檢測傳感器總成與其之間的線路是否有開路或短路。

當汽車正常行駛時,偏心轉子盒偏心中塊被螺旋彈簧拉回,處于平衡狀態,此時轉子上安裝的旋轉觸點與固定觸點不接觸。

當車輛受到正面碰撞且速度達到設定值時,由于偏心重塊慣性的作用,使偏心重塊連同偏心轉子和旋轉觸點一起轉動,旋轉觸點與固定觸點發生接觸,從而向ECU發出閉合電路信號。

3.水銀開關式傳感器

水銀開關式傳感器是安全傳感器中常見的一種,當汽車碰撞時,水銀產生慣性力拋向電極2和電極3,使兩極接通,并使點火器接通。

安全傳感器一般比碰撞傳感器所需的慣性力或減速度小,以保證碰撞傳感器的可靠工作。

(3)電子式傳感器(中央安全氣囊傳感器)

電子式加速度計對汽車正向減速度進行連續測量,并將測量結果輸送給ECU,ECU內一套復雜的碰撞信號處理程序,能夠確定氣囊是否需要膨開,ECU便會接通點火電路,安全傳感器同時也閉合,則引發器接通,氣囊膨開。

電子式傳感器通常是一個半導體壓力傳感器,汽車的速度越大,碰撞后產生減速度的力就越大,則輸出的電壓也越大。

由于半導體壓力傳感器輸出特性受溫度影響較大,故應用晶體管的基極-發射極間的電壓的溫度變化來消除傳感器輸出特性的變化,所以半導體壓力傳感器要求有穩定的電源。

在使用水銀開關式以外的安全傳感器時,在氣囊已作用充氣之后,中央氣囊傳感器總成絕不可重復使用。因為在氣囊動作時,會有大電流流過傳感器觸點,使觸點表面產生燒蝕而令電阻過大,造成氣囊可靠性降低。


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