【作者】

Stefan Neumann

【摘要】

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 新型二冲程和四冲程燃气发动机的开发越来越多地渗透到操作区域中，这些操作区域需要非常精确地了解每个气缸中燃烧过程的当前状态，以实现可靠的控制和监控概念。闭环燃烧控制（CLCC）已在新一代燃气发动机中建立起来，即使使用各种类型的燃料，也能使发动机效率极高。由于在速度范围为100~1800 rpm的小型、中型和大型燃气发动机上平均指示有效压力越来越高，所需的气缸压力传感器会受到越来越多的操作和环境条件的影响。未来的气缸压力传感器要求更加坚固，更具高精度和长期稳定性。开发了一种带有前膜的M10或M14螺纹的新型传感器。该传感器具有极高的鲁棒性，满足高精度、低动态和静态零漂的要求。获得专利的传感器通过特殊设计的测量弹簧传输压力。在测量表面（测量弹簧的一部分）上形成具有相同拉伸强度和压缩强度的区域。由于测量表面容易变形，因此采用了高温薄膜技术中的电阻桥。根据应变的大小，电压信号将按压力变化的比例进行测量。由于其特殊的结构，测量弹簧能够抵抗异常燃烧，具有高达1000 bar/ms的极高压力，同时达到发动机控制的高热力学精度。它的设计负载周期超过10亿次。一种专门开发的耐高温陶瓷，可在最高400°C的温度下使用，为传感器的电气连接提供了基础。测量弹簧和陶瓷垫的电阻结构通过线键连接，因此电气连接可承受350°C以上的温度。传感器的良好热力学特性使气缸压力测量具有高精度，这使得它非常适合发动机控制。与水冷压电参考传感器相比，单缸试验发动机的热力学评估证实了其准确性。与参考值相比，1500 rpm时18 bar IMEP的测量PMI偏差为0.5 bar。该传感器的性能不仅在IMES试验发动机上进行了内部热力学试验，而且在双燃料船发动机上进行了成功的试验。自2017年3月起，传感器安装在瑞典沥青运输车BIT VIKING上，并安装在加勒比地区的动力驳船上，配备6缸18缸瓦锡兰双燃料发动机。连续工作7000小时后的评估结果与传感器的原始校准相比，跨度误差小于0.5%。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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