Многие разработчики интересуются датчиками для измерения температуры выхлопных газов для экологически чистых двигателей. Важная часть информации необходимой для сокращения выбросов дизельных двигателей внутреннего сгорания заключается в знании температуры выхлопных газов – давайте подробнее рассмотрим эту тему. Начиная с начала 90-х годов для защиты окружающей среды, законодатели во всем мире начали ограничивать количество загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортными средствами. При этом, не смотря на озабоченность по поводу выбросов CO2 бензиновыми двигателями, основной акцент делается на выбросы дизельными двигателями.
В результате, несмотря на все негативные моменты, на сегодняшний день дизельные транспортные средства значительно чище, чем 10-15 лет назад. Было сделано много улучшений, но одно из самых важных это датчики, которые измеряют температуру выхлопных газов непосредственно в выхлопной трубе. Начиная с момента введения в 2008 году стандарта выбросов EURO 5, который требует использования сажевых фильтров для дизельных двигателей, TT Electronics активно участвует в выполнении этого требования.
Сажевые фильтры требуют температурного зондирования для процесса регенерации
Чтобы быть эффективными, сажевые фильтры должны регулярно регенерироваться во время работы. Регенерация – это процесс внутреннего горения, который начинается при температуре около 500°C и происходит без какого-либо участия водителя. Ввиду того, что происходящая химическая реакция является экзотермической, во время нее достигаются температуры в диапазоне от 700°С до 800°С, что в свою очередь позволяет сжигать накопленную сажу. В дополнение к мониторингу давления, который в данной статье обсуждаться не будет, определение температуры в этом процессе играет наиважнейшую роль.
Разработки такого рода TT Electronics начали вести в 2005 году. В то время TT Electronics смогла приобрести лицензию на очень надежную конструкцию температурного датчика. Впоследствии, основываясь на многолетнем опыте разработки температурных датчиков и благодаря дополнительным инвестициям в инженерные разработки, TT Electronics усовершенствовала конструкцию датчика выхлопных газов для массового производства.
Термопарные датчики PT 200
Прочная конструкция является ключевой для суровых условий эксплуатации в выхлопной трубе дизельных двигателей
Результатом является очень надежный датчик температуры, основанный на пассивном измерительном элементе сопротивления, который выдает различные значения сопротивления при разных температурах. В качестве материала сопротивления используется платина, так как этот элемент характеризуется номинальным сопротивлением 200 Ом при 0°C (термопары PT 200).
Важнейшим преимуществом этого высокотемпературного датчика является его прочная конструкция. Измерительный элемент встроен в монолитно закрытую трубку, изготовленную из специальной нержавеющей стали с использованием специальной керамической порошковой смеси. Безпузырьковое заполнение наконечника датчика гарантирует, что вибрация двигателя не повлияют на его срок службы. Кроме того, датчик может быть согнут в диапазоне от 0° до 120°, а специально разработанные уплотнители гарантируют долгий срок службы даже в суровых условиях использования в выхлопной трубе и вокруг нее.
Следующий уровень высокотемпературных конструкций – до 1200°C
Опыт, накопленный TT Electronics за последние несколько лет, позволил разработать новое поколение высокотемпературных датчиков. Целью этой разработки было создание датчика, подходящей для использования в транспортных средствах для измерения температуры до 1200°C, что имеет место в бензиновых двигателях.
Доступны различные электронные интерфейсы
Электрический сигнал обрабатывается электронным способом. Пользователи могут выбирать между различными цифровыми интерфейсами. На сегодняшний день TT Electronics реализовала PWM, SENT и CAN (в соответствии с SAE J1939). Как и весь датчик, электронный блок соответствует классу защиты IP69K (с его соединительным разъемом).
PT 200 подходит для измерения температуры в диапазоне от -40°C до 1200°C. Благодаря широкому диапазону рабочих температур датчик можно использовать в любой точке выхлопной трубы бензиновых двигателей. Производители двигателей с турбонаддувом могут также использовать этот датчик в выпускном коллекторе (перед турбонагнетателем), чтобы предупреждать о чрезмерных температурах, которые может быть опасны для турбонагнетателя.
Для следующего поколения бензиновых двигателей потребуются двойные датчики высокой температуры
С введение новейшего экологического стандарта (EURO 6c), бензиновые двигатели с прямым впрыском также должны будут оснащаться фильтрами твердых частиц. Они используют несколько иные процессы регенерации, которые, подобно фильтрам твердых частиц в дизельных двигателях, должны работать при более высоких температурах и требуют измерения температуры в двух точках.
Именно для этого применения TT Electronics разработала термопарный датчик в виде двойного модуля, который объединяет два датчика с одним электронным блоком. Помимо преимуществ, связанных с затратами, это позволяет устанавливать датчики с допусками +/- 1°C.
