当今汽车正朝着提供高能效同时,对环境影响降至最低的方向发展。就目前而言,利用传感技术感测汽车内燃发动机内的废弃浓度,经过合理处理降低废弃排放是最直接的手段。本期快包案例中,从事汽车领域的雇主,便是想通过开发“
氧及氮氧传感器开发及信号处理”项目,检测、处理汽车尾气中的废气含量,达到降低环境污染的效果。
国五标准出台 雇主急求废气检测处理方法
据雇主介绍,在2016年起草的机动车国五排放标准中,国家对汽车排放的尾气有了更严格的要求,其中,氮氧化合物的排放限制严格了25%到28%,这个标准将于2017年1月1日正式实施。新的标准已经超过了他们目前生产的汽车尾气实际排放量。
基于这种情况,雇主希望通过更精确的传感技术与废气处理方案实现这一标准,考虑到时间因素,雇主选择做核心的废气处理部分,将废气的检测外包交给专业的团队完成,也因为时间紧迫,这个项目开出了10万元的外包高价。
争取努力出线 开发团队直接给出应对方案
项目一经发布,立刻吸引了超过十余个开发团队的申请,甚至,来自深圳的一个研发团队在雇主还没选中时直接将方案给了出来。
据此服务商反馈,他们一直是做传感方案开发的,之前曾做过一个柴油车的传感器检测模块,这个雇主的虽然是汽油车,但检测部分大同小异,不需要做什么改动,有现成的方案可以直接用。谈到方案可行性,服务商很自信的说到,气体化合物的检测主要是含量与浓度检测精度的确认,这需要经过反复的测试以及调试,我们之前已经过长时间的验证,检测精度完全可以达到要求,雇主时间紧迫,选择我们是最正确的决定。
那么,这个废气检测的传感方案是怎样实现的呢?快包通过与平台服务商沟通,服务商同意开放氮氧传感检测方案的大概设计框架,为其他有需求的开发者或者工程师学习参考!接下来,我们来看一看这个传感方案的具体设计。
氧及氮氧传感方案的实现原理
据服务商介绍,氧传感器是电子控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器,安装在排气管上。“我们采用的是闭环的反馈控制。在这种控制方式中,利用氧传感器检测排气中氧分子的浓度,检测实际可燃混合气的空燃比较理论空燃比偏离的程度,并将其转换成电压信号输入电控单元,控制喷油脉冲宽度,满足最佳排气净化要求。”图一为王总团队给出的氮氧传感器示意图。
1-气孔 2-锆管 3-排气管 4-铂电极 5-弹簧 6-铂电极座 7-导线
图一:快包服务商给出的氮氧传感器示意图
氧及氮氧传感方案的设计框图
基于上述原理,服务商给出了氧及氮氧传感方案的部分设计框图。发动机工作时,排气从氧传感器锆管的外表面流过。在高温下氧分子发生电离,而且总是从氧离子浓度大的锆管内表面向浓度小的锆管外表面移动,从而在锆管的内外电极之间产生微小的电压。当发动机燃用浓混合气时,排气中无氧,传感器中氮氧离子移动强烈,产生0.9V 的电压;当发动机燃用稀混合气时,排气中氧分子较多,锆管中氧离子移动能力减弱,只产生约0.1V 的电压。因此,氧传感器输出的电压信号随混合气成分的不同而变化,并以理论空燃比为界发生突变。
图二:氧及氮氧传感方案的设计框图
如此,只需将输出的信号反馈到发动机的控制单元(ECU),控制单元则可根据反馈具体信号进行废气的处理。经过快包产品经理的努力,服务商已经与雇主接洽成功,只待方案性能验证完毕,便可直接走完选中托管流程。
这个案例也给了笔者很深的感触,在产品开发过程中,虽然应用场景不同,但实现原理有很多却是相通的。此案例雇主选择自己做核心的处理模块,将检测模块外包,快包通过平台汇集的百万工程师库,找到了有类似开发技术的工程团队,帮助雇主节省人力成本的同时,抢在国家标准落地之前,使产品快速面世,抢占先机。