在电控柴油机上,广泛采用一种可以连续测量柴油机排烟浓度的传感器,用它来检测发动机排放气体中形成的炭烟和未燃烧的炭粒,并把反映炭烟浓度的电信号输入柴油发动机ECU,ECU根据烟度传感器的信号调节空气和柴油的供给量,以改善燃烧,减少柴油机的炭烟排放。
1.柴油机烟度传感器的测量原理。
该传感器的核心部件是由绝缘材料和两个贵金属电极组成的探头,其测量原理如图10-62所示。电极下端有很小的缝隙,上端连接直流电源,电压为12V或24V,图中A为电流表,表盘上标有对应的烟度值,A1、A2与ECU相连。
传感器探头插入排气管的排气通道中,当排气中无炭烟或炭烟很少时,由于电极之间的电阻很大,电流表A无电流指示或指示很微小的电流;当排气中有炭烟时,电极之间的缝隙就会充满炭烟而形成炭桥,电极之间的电阻就发生变化。电极之间的电阻大小与炭烟的浓度密切相关,炭烟少电阻大,炭烟多电阻小。于是,通过电极之间炭烟的电流与炭烟的浓度有着对应的关系,从电流表的示值就可读出炭烟浓度值。
由于电极之间的间隙很小,仅为0.1mm左右，很容易造成炭的存积,这会导致传感器不能继续测量。为解决这个问题,在传感器探头的电极上涂有强催化剂。工作时,在排气中的氧气作用下,沉积在电极上的炭粒能迅速氧化,因而不会有电极上存积炭烟的情况发生,传感器可持续进行炭烟的监测。
3.柴油机烟度传感器的工作特性。
柴油机烟度传感器的烟度与传感器电流I有如下关系:
可见,烟度与传感器电流成正比关系。发动机转速保持在2000/min,传感器用24V直流电源,柴油机的负荷、排气温度、烟度及传感器电流值的对应关系见表10-5。
