發(fā)動(dòng)機傳感器：置身“水深火熱”之中
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如果要想滿(mǎn)足未來(lái)的尾氣排放標準，對燃燒室內燃燒過(guò)程的規律有一個(gè)準確而全面的認識是十分必要的。
越來(lái)越嚴格的尾氣排放標準要求發(fā)動(dòng)機無(wú)故障的準確地按照規定的參數工作，點(diǎn)火時(shí)的誤差、燃燒過(guò)程中的熄火以及其他的種種故障都必須能夠馬上被識別出來(lái)，讓發(fā)動(dòng)機控制器得以迅速作出調整。否則，發(fā)動(dòng)機排出的不僅僅是非常糟糕的尾氣，在嚴重的時(shí)候還可能引起三元催化器的損壞。而將各種傳感器安裝在燃燒室內是發(fā)現問(wèn)題最快、最直接的途徑。因此，對發(fā)動(dòng)機燃燒過(guò)程的了解是進(jìn)一步研制發(fā)動(dòng)機的重要前提條件。
寶馬M5轎車(chē)的動(dòng)力達到了500馬力，其燃燒室內裝有NGK的傳感火花塞
利用離子進(jìn)行測量
為了防護壓力傳感火花塞中測量裝置不受損壞，設計師們在火花塞上為壓力傳感器找到一處最有利的工作環(huán)境。他們成功地將測溫桿設計成為一個(gè)可以“活動(dòng)”的彈性部件，而沒(méi)有像傳統的做法那樣與火花塞體制成一體?？勺杂苫顒?dòng)的測溫桿將壓力傳遞到壓力傳感器的膜片上。
在研發(fā)PSG壓力傳感火花塞時(shí)，Beru公司也將離子流的測量作為壓力測量的一種替代方案進(jìn)行了試驗?；诳焖俜磻芰?、基于很高的測量精度和很長(cháng)的穩定工作時(shí)間等因素，工程師們最終還是選定了壓電晶體的設計方案。歐洲的一家汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)已經(jīng)簽定了一份訂貨合同，首批采用這種火花塞的汽車(chē)可望于2006年大批量投放市場(chǎng)。
Bosch公司也在積極研制離子流－柴油火花塞，因為離子流測量技術(shù)在汽油發(fā)動(dòng)機的直噴系統中也能識別出熄火和爆震?；鸹ㄈa(chǎn)廠(chǎng)NGK 公司已經(jīng)首先將離子流傳感火花塞用于大批量生產(chǎn)的汽車(chē)中，新型的寶馬M5轎車(chē)中就采用了LKR 8AP型離子流系統傳感火花塞。
在這種火花塞的幫助下，發(fā)動(dòng)機的控制系統可以及時(shí)地識別到發(fā)動(dòng)機的爆震、點(diǎn)火、熄火和燃燒熄火。這種離子流傳感火花塞除了擁有傳統的點(diǎn)火系統以外，還有一個(gè)監測系統，即離子流測量系統，可以對點(diǎn)火電極之間的離子流進(jìn)行檢測。它用于檢測燃燒室中的離子流程度，并對燃燒時(shí)的爆震作出反應，使發(fā)動(dòng)機控制器能及時(shí)地對各缸的工作情況進(jìn)行調節。即在接收到第一個(gè)爆震信號后，將點(diǎn)火時(shí)刻向后延遲。
西門(mén)子VDO公司也開(kāi)始利用傳感器監控發(fā)動(dòng)機燃燒室的工作情況。西門(mén)子VDO公司與著(zhù)名的火花塞生產(chǎn)廠(chǎng)Federal Mogul公司（其產(chǎn)品Champion型火花塞在市場(chǎng)上享有盛名）一起，打算研制生產(chǎn)一種集成了壓電式的燃燒傳感器火花塞。
晶體的力量
NGK公司的離子流傳感火花塞，已經(jīng)安裝在批量生產(chǎn)的大功率賽車(chē)的發(fā)動(dòng)機上；
PSG公司生產(chǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機用火花塞，可以大大減少柴油機有害物質(zhì)的排放
這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：可實(shí)現準確的定量噴射，改善了燃油霧化。由于噴油器極高的開(kāi)關(guān)控制速度，可以減少各次噴射時(shí)噴油器柱塞的移動(dòng)距離，可以對噴射曲線(xiàn)進(jìn)行靈活的調節。噴油器定量控制的每次噴油量差異極小，結合使用第三代共軌噴射系統可以將發(fā)動(dòng)機有害物質(zhì)排量再減少20％。
不受主噴射影響的二次噴射，或稱(chēng)為補充噴射，可以降低發(fā)動(dòng)機的煙塵排放。如果有再次的補充噴射，將可大大有利于顆粒過(guò)濾器的再生。Bosch公司計劃在2006年時(shí)，推出噴油壓力高于2000bar的可變噴油口尺寸的壓電式噴油器。
汽油發(fā)動(dòng)機的缺點(diǎn)
長(cháng)期以來(lái)，汽油直噴系統還沒(méi)有達到人們所期望的要求，這主要是因為：有關(guān)尾氣排放的規定對柴油發(fā)動(dòng)機更加嚴格。另一方面，非常節油的分層充氣工作方式，即僅在火花塞附近噴射少量的燃油進(jìn)行油－氣混合氣的燃燒方式，僅在較少的車(chē)輛行駛過(guò)程中才能實(shí)現。然而，西門(mén)子VDO公司研制的PDI汽油直噴系統則相反，它在發(fā)動(dòng)機的各種工作狀況下都直接將燃油噴射到火花塞前，對分層充氣技術(shù)的應用有了重要的推動(dòng)和促進(jìn)。相應的是，這種技術(shù)也對噴射壓力、動(dòng)態(tài)性能、噴射的油流霧化和噴油器的測量精度提出了極高的要求，而長(cháng)期以來(lái)一直使用的噴油器零部件不必更換。測試的結果證明：利用PDI汽油直噴吸入可以減少油耗20％。直接作用在噴嘴柱塞上的壓電晶體可以在0.2ms的時(shí)間內打開(kāi)噴嘴，在這樣的開(kāi)關(guān)控制速度下，分層充氣最大的誤差也僅為2％。
西門(mén)子VDO公司計劃利用壓電式柴油機直噴系統將油耗再降低20％
不容忽視的是，有關(guān)法律法規的要求越來(lái)越嚴格。而下一代汽油直噴系統，可給汽車(chē)駕駛員帶來(lái)更大的功率和更少的油耗。
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