技术文件：新的气缸压力传感器帮助优化大型发动机

通过JürgStadler • 9 二月 2018

优化的压力测量方法节省燃油

借助精确监测燃烧过程的气缸压力传感器，可以增加商用船上使用的大型发动机的效率。燃气和双燃料发动机（柴油和天然气）的发展趋势与已经广泛使用的传统柴油发动机并驾齐驱。这些替代发动机类型旨在提高环境兼容性，同时降低油耗和二氧化碳排放。但也有其他的后果：燃烧过程变得越来越复杂，需要借助气缸压力测量（CLCC - 闭环燃烧控制）来控制燃烧过程。燃烧过程的监测确定了优化气瓶压力的可能方法。例如，峰值压力增加1巴可以将燃料消耗降低多达0.2-0.25克/千瓦时。

奇石乐集团的船舶和固定部门在过去的20多年中，提供了使用气缸压力测量的部件和系统，作为优化大型发动机的基础，也包括用于能源生产的部件和系统。奇石的解决方案组合包括定期的发动机诊断和持续的运行监控，以及用于CLCC系统的定制传感器。

大型发动机开发的首要任务包括减少燃料消耗和监测燃烧过程。众多大型发动机制造商，造船商，船公司和发电厂运营商都信赖奇石乐多年来积累的燃烧监测技术。

强大和高度准确

奇石乐6635A1型高性能气缸压力传感器是奇石乐专业测量技术产品系列的新成员。即使在高热负荷和振动引起的应力下，该传感器也能确保高度动态的信号采集，并具有出色的测量精度。奇石乐的新型压电传感器具有许多设计特点，使其成为大型内燃机的理想选择。新型传感器的核心是PiezoStar晶体的高级开发，具有卓越的性能：例如，可以在高达350°C的温度下使用。 6635A1型还有一个专利的膜片，将精度和强度相结合。另外还有：利用FEM（有限元法）模拟对由燃烧火焰前缘引起的急剧的周期性温度波动进行优化，随后对传感器进行测试和验证。奇石乐的专利保护套防止传感器与壳体的机械分离，即使在压力较高的情况下，也能保证稳定的测量信号，从而使缸盖变形。第三个关键的设计特点是密封测量元件的陶瓷贯穿件。

而不是一个非正确的连接，毫伏和皮安范围内所需的信号传输是通过物质与物质的结合来实现的，所以不存在连接器等移动部件。焊接和卷曲接头的组合提供了卓越的抗冲击性，正如在长期测试中已经清楚地证明的那样。为了对新型传感器进行全面的验证，奇石乐开发了一种特殊的寿命试验测试装置，可以对大型发动机的复杂应力进行时间跟踪。测试系列显示，新设计的6635A1型气缸压力传感器具有出色的耐用性和恒定的测量特性 - 确保长期稳定性。尽管如此，对于确定性验证，始终需要使用具体引擎进行现场测试。

高度敏感的压电元件

自1998年以来，奇石乐已经在瑞士温特图尔的公司自己的五轴数控机床上生产了自己的PiezoStar晶体。这些晶体属于石英类化合物，如镓硅酸镧（La3Ga5SiO14），它具有以下特点：

新一代晶体专门针对气缸压力测量进行了优化。它们非常耐用，因为它们的灵敏度对温度的依赖性非常低，并且具有高度的电绝缘性。

作者

JürgStadler是奇石乐发动机船舶和固定部门的负责人。