國六柴油機部分傳感器詳解(2)

一,壓差傳感器

用於檢測催化器中DPF進氣口端與出氣口之間的壓力差,壓差轉變為電壓信號發送給ECU ,並將相應的信號傳輸給ECU來進行DPF的功能性控制及OBD的監控。ECU則根據壓差信號檢測DPF是否堵塞或者移除。

傳感器裝配位置


國六柴油機部分傳感器詳解(2)


運行溫度:-40~130°

供電電壓:5V

壓差測量範圍:0~100kPa

壓差管不允許裝反,否則導致DPF無法正常再生。

壓差傳感器電氣參數


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針腳定義


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壓差傳感器在國六上的運用主要是輔助監控後處理是否堵塞,主要的是監控DPF是否為空管(燒穿或移除)。

二,排溫傳感器

國六發動機共安裝4個排溫傳感器,排氣溫度傳感器用於測量催化器上不同位置的排氣溫度,將相應的信號傳輸給ECU,ECU根據傳感器反饋的數據執行相應的再生策略及尿素噴射策略。

T4溫度傳感器:監測DOC上游進氣溫度;

T5溫度傳感器:監測DPF的進氣溫度;

T6溫度傳感器:監測SCR的進氣溫度;

T7溫度傳感器:監測催化器排氣尾管的溫度。

T4、T5、T6、T7溫度傳感器是正溫控(PT200),溫度越高電阻值、信號電壓值越高。注2:部分T5溫度傳感器一般比其他傳感器長,不得錯裝,否則將導致ECU監測到的溫度錯誤,DPF不能正常再生造成堵塞,及亮燈報故障碼。

溫度傳感器參數(Ω、V)對照表


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排溫傳感器工作參數(T4、T5、T6、T7 )


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三,國六康明斯ETV閥

國六發動機後處理系統的柴油氧化催化器(DOC)及氮氧化物催化還原器(SCR)必須達到一定的溫度才能工作。但是有些特殊工況,比如剛啟動發動機在低速低負荷的時候,排氣溫度會較低。需要儘快讓DOC達到氧化催化溫度,此時如果後處理系統因為溫度低(SCR)也會無法工作,將導致發動機排放不滿足要求,發動機的扭矩將被強制降低。

仔細觀察康明斯國六發動機會發現增壓器和後處理氧化催化器(DOC)之間多了一個零件:排氣節氣門(ETV),這個ETV的工作原理是:通過控制閥片的轉動,來抑制流過ETV閥的排氣流量,流量越小,則其溫度越高。ETV通過精準的調節閥片轉動的角度來控制不同的排氣流量,就可以獲得所需的排氣溫度。

康明斯技術發佈會對於ETV的介紹:排氣節氣門(ETV)關閉會產生非常高的排氣背壓,高排氣背壓在發動機上產生泵氣功提高排氣溫度,這玩意就是個排氣制動啊!


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這個就是個可以調節關閉位置的排氣制動閥,關閉排氣制動讓發動機冷機儘快提高溫度這一技術其實早就在一些發動機上應用了,康明斯國六採用的是可以調節關閉角度大小從而達到精準控制溫度高低的策略。

在康明斯某些中等馬力發動機上已經用它代替排氣制動了:比如日常載荷較低的市政用車,ETV閥片處於全關位置,就可以代替排氣制動閥來進行輔助制動。與ETV調節低速工況下排氣溫度原理相似的是可以使用廢氣再循環(EGR)來提高發動機排氣溫度,驅動後處理系統工作。相比較之下,使用ETV的發動機,動力性和油耗方面更有優勢。

當然,關閉ETV主要功能是提高低速運行工況下的排氣溫度。康明斯開發者將其命名為:“oscar奧斯卡模式”針對的主要是低速小油門狀態的排氣快速升溫(對應),排氣節氣門可以和進氣節氣門IAT一起工作達到更好的排氣升溫效果。

四,玉柴天然氣發動機

玉柴天然氣國六系統採用主流的當量燃燒+EGR+TWC的技術路線。

為滿足國六排放法規,天然氣發動機採用當量燃燒方式結合三元催化器(TWC)成為重要技術路線。

耦合EGR,以期在滿足國六法規要求前提下,提高天然氣發動機經濟性,降低熱負荷,充分發揮當量燃燒方式所具有的僅通過三效催化器即可實現超低排放同時保證發動機動力性的優勢,實現發動機綜合性能提升。

控制系統主要功能


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電控供氣系統的基本工作原理


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國五國六系統零部件對比


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電控系統主要執行器組成

自主氣體機的燃氣系統由高壓電磁閥(CNG專用)、高壓減壓器(CNG專用)、穩壓器(LNG專用)、低壓電磁閥、燃氣噴射部件、混合器等控制天然氣噴射和供給的相關零部件組成。

部分傳感器介紹

1.天然氣壓力溫度傳感器

1.1.工作原理:實時測量電控調壓器出口處的天然氣溫度,ECU 根據測量到的溫度、壓力等參數以及所需要的目標空燃比計算出需要提供給發動機的天然氣供給量。

1.2.電氣參數:

①.工作電壓:5±0.1 VDC

②.工作電流:最大10mA

③.壓力輸出電壓(100kPa):0.674±0.01 V

④.靜態溫度電阻輸出(20℃):12315~12633Ω

⑤.靜態溫度電阻輸出(100℃):671.3~723.1Ω

⑥.工作溫度:-30~130℃

⑦.工作介質:NG、LPG

1.3.天然氣壓力溫度傳感器pin示意:

1.4.安裝要求:牢固安裝在指定位置,要求加密封膠,確保不發生天然氣洩漏,擰緊力矩(15~20)N.m。

2.EGR溫度傳感器

2.1.作用:測量EGR氣體的溫度,用於計算EGR流量;

2.2.安裝位置:

①.需要安裝在EGR冷卻器和孔板流量計之間;

②.EGRT需安裝離EGR冷卻器出口三倍管徑之內,需離EGR孔板流量計大於三倍管徑;

③.EGRT傳感器探頭位置位於EGR氣流中間位置

EGR溫度傳感器、EGR高壓傳感器、EGR壓差傳感器、EGR流量計共同組成了國六氣體機的EGR流量測量系統。


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3.孔板流量計

3.1.作用:配合上下游EGR壓力、溫度、壓差傳感器,實時計算通過的EGR廢氣流量,進行EGR閉環控制。

3.2.降低零部件成本,提高通用性:

①.所有機型孔板流量計外部尺寸、安裝尺寸相同;

②.根據不同機型的EGR流量需求,只需更換孔板喉口處不同直徑的零件。

4.EGR高壓傳感器(ECI/ESI)

4.1.作用:測量EGR氣體的壓力,用於計算EGR流量;

4.2.安裝位置:

①.需要安裝在孔板流量計和EGR閥之間

②.EGRP傳感器需安裝在離EGR閥1-4倍管徑範圍內,同時不能位置彎管處。


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EGR溫度傳感器、EGR高壓傳感器、EGR壓差傳感器、EGR流量計共同組成了國六氣體機的EGR流量測量系統。

5.氧傳感器

5.1.相關控制策略:

①.空燃比閉環

②.燃料噴射精確控制


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5.2.作用:通用尾氣含氧量(UEGO)傳感器用於稀薄燃燒應用中,以確定進口處空氣/燃料供給當量比。

5.3.構造:

①.UEGO傳感器比標準的開關式傳感器(如加熱尾氣含氧量傳感器)要複雜得多。

②.UEGO傳感器由一個窄頻帶含氧量傳感器(HEGO)以及一個加壓室、一個小擴散箱組成。


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5.4、Smart ZFAS-U A(產品規格)

①工作溫度:-40~105℃

②電源電壓: 12V系(可選10~16V、24V系)

③測定範圍: 10A/F~大氣

④輸出信號: CAN通信

路由協議配置: CAN 2.0B (ISO1 1898);

波特率: 500kbps or 250kbps;

格式: 標準CAN (11 bit ID) or J1939 (29bit ID);

信號: [輸出]: 02(%), 02可用信號;


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⑤傳感器修正機能

⑥連接器:北美USCAR防水認證連接器(4針)

⑦線束長度: 1m(控制器-傳感器間)

⑧自己診斷機能


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6.排氣氧傳感器(催化器後)

6.1工作原理

①在傳感器正常運行過程中,讓尾氣氣流通過加壓室。根據混合物在化學計量中是富還是貧,參比電池會相應地產生一個高電壓或低電壓;

②如排出氣流在化學計量中是富,則會在傳感器內產生一個“泵”電流來消耗未燃燒的燃料;如排出氣流在化學計量中是貧,則產生一個反向泵電流來消耗過剩氧或遊離氧。當遊離氧或遊離燃料被中和後,電壓反饋信號則返回至其基準值。產生該平衡所需的泵電流與進口供給當量比成比例。

③該傳感器避免了窄頻帶傳感器固有的平均遲延的缺點,可允許ECU對大功率發動機管理系統的燃料輸送和點火定時進行快速地調節,這比使用窄頻帶含氧量傳感器(HEGO)要快速得多。

④Phi值:1.008±0.005,超出這個窗口偏稀或者偏濃都會導致排放超標。


國六柴油機部分傳感器詳解(2)


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7.爆震傳感器(ECI/ESI)

爆震傳感器直接安裝在發動機機體上

作用:用來探測由異常燃燒導致的缸體震動(爆震),ECM根據爆震情況即時調整點火提前角,使發動機避免在爆震區域工作,保護髮動機可靠運行。

爆震是對天然氣發動機損害非常大的因素,為了儘可能的減少爆震對發動機的傷害,需要設置爆震傳感器。當傳感器探測到爆震信號時,立即修正發動機點火角度等參數,減少爆震。

每臺發動機會安裝2個爆震傳感器。


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