提高发动机进气及排气性能的传感器

 

 

在迎来变革时代的节点，对于汽车而言，电动化的技术革新与普及成为了重要的课题。
另一方面，在通过环境问题对策举措削减CO2以及减少尾气排放的举措中，发动机高效化开发的对策不可或缺。
本文将介绍能够为解决此类课题做出贡献，并且在提升发动机进气及排气性能方面所不可或缺的传感器、TDK温度传感器（NTC热敏电阻）、压力传感变送器/压力传感器元件。

目录

关于以高效化为目标的发动机管理系统

关于供排气系统用温度传感器(NTC)

关于供排气系统用压力传感变送器/压力传感器元件

总结

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关于以高效化为目标的发动机管理系统

汽油发动机、柴油发动机中均采用各类传感器（流量传感器、气体浓度传感器、NOx传感器、PM传感器等）与执行器（喷油器、加浓阀、EGR阀等）作为发动机管理系统，从而提高发动机效率，满足环境法律法规（燃油效率标准、尾气限制）。这些发动机管理系统的发展取决于传感器的高精度、高响应化以及合理流程开发的算法发展（图1）。TDK提供的供排气系统温度传感器（NTC热敏电阻）、压力传感变送器/压力传感器元件也在其中扮演重要角色，其重要性在不断提升（图2）。

图1：需要高精度、多数量的传感器以及高度发动机控制的示例

图2：供排气系统图与TDK传感器产品线

 

汽车电子/进气和排气系统传感器

关于供排气系统用温度传感器（NTC）

水温传感器、机油温度传感器、歧管压力温度传感器、燃料温度传感器、进气温度传感器以及空气流量传感器可作为用于汽车排气系统的NTC元件使用。TDK的NTC热敏电阻灵敏度高，长期稳定性优异，种类丰富，可用于广泛应用之中。玻璃密封型通过其紧凑的设计实现了极短的响应时间。环氧树脂密封型耐湿性优异，精度高，且适用温度范围广。

温度传感器（NTC）元件的产品概要

特点

由于属于玻璃密封轴向引线结构，因此使其能够抵抗高温高湿环境，并具有高可靠性。

能够将电阻温度特性偏差控制在较低水平。

通过运用半导体量产技术，可实现优异的小型化、量产性以及高性价比。

可配合安装状态进行导线弯曲加工。

可涂覆环氧涂层来改善耐候性，缓解玻璃部受到的应力。

表1　温度传感器（NTC）元件的产品线

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	玻璃封装	树脂涂层	可接合
类型	径向引线	轴向引线	微传感器	正在开发	芯片
图片
类型 (零件编号)	G15*0/G15*1 (B575*0G1*/B575*1G1*)	NTCDS/NTCDA /NTCDE/NTCDZ	S864 (B57864S*)	L862 (开发中)	S860 (B57860S*)
特点	响应时间非常短 尺寸小	硬质引线，容易操作	耐湿性改善 响应时间短	无引线 温度容许差小 长期稳定性极强 耐热冲击性强	无引线 获得UL认证（E69802） 上下表面金属镀层（金或银） 有高耐温性等级
温度范围	-40 °C to 300 °C	-40 °C to 250 °C	-55 °C to 155 °C	-55 °C to 155 °C	-40 °C to 150 °C
引线	杜美丝（包铜FeNi） 用于的电气绝缘，玻璃主体和引线可选绝缘涂层，（G15*1）,最高到260ºC 可选引线间距	镀镍CP线，可提供镀锡线 可选引线折弯（NTCDA、NTCDE） 绝缘或减少应力的可选涂层（NTCDZ），最高到160ºC	绝缘镀银镍线 AWG30	绝缘镀银镍线	无引线 可接合NTC芯片
包装	散装、编带	散装、编带折叠	散装	散装、编带	胶带上 (在8英寸框内)

 

 

产品概要

NTC元件 - 各种高精度温度测量产品组合

关于供排气系统用压力传感变送器/压力传感器元件

用于汽车排气系统中的压力传感变送器内置有压力传感器元件。燃料控制方面可用作油箱压力传感器、燃油泵压力传感器，进气系统中可用作二次进气压力传感器，排气系统中可用作DPF（Diesel particulate filter；柴油机微粒过滤器）与GPF（Gasoline Particulate Filter；汽油机微粒过滤器）间压差传感器以及尿素水压传感器。在提升汽车燃油效率、削减有害尾气方面，如果要满足最新系统条件，必须进行传感器的长期稳定性与高精度压力检测。

供排气系统用压力传感器元件产品概要

通过在公司内部进行晶圆制造、调整、封装等一条龙生产，可实现传感器高精度化。同时还具有优异的鲁棒性，从而可长期输出稳定信号。

耐环境性优异

使用温度范围大

可支持模拟/数字（SENT）输出

此外，本产品可根据客户要求的规格进行定制，详情敬请咨询。
图5中内置了实现本产品所需的适用于各种方式的TDK制压力传感器元件。

图3　压力传感器元件感应的各种方法

 

绝对压力

表压		压差

 

图4　压力传感器元件产品线

 

产品概要

压力传感器元件 – 压力测量方法

总结

虽然提高了燃油效率，大幅削减了尾气排放，但全世界的限制也在不断强化。为了进行应对与解决，TDK集团在不断发展从长年交货实绩中获得的专业知识以及培养的技术的同时，不断为汽车社会做出贡献。

        审核编辑：彭菁