Що таке автомобільний витратомір повітря
Датчик витрати повітря, також відомий як витратомір повітря, є одним із важливих датчиків у двигунах з електронним уприскуванням палива. Він перетворює потік вдихуваного повітря на електричний сигнал і надсилає його до електронного блоку керування (ЕБУ), який служить одним із основних сигналів для визначення уприскування палива та є датчиком для вимірювання потоку повітря, що вдихається в двигун.
У пристрої впорскування палива з електронним керуванням датчик, який вимірює кількість повітря, що вдихається двигуном, а саме датчик витрати повітря, є одним із важливих компонентів, що визначають точність керування системою. Коли точність керування співвідношенням повітря-паливо (A/F) повітря та суміші, що всмоктуються двигуном, визначена як ±1,0, допустима похибка системи становить від ±6% до 7%. Коли ця допустима похибка розподіляється на кожен компонент системи, допустима похибка датчика витрати повітря становить від ±2% до 3%.
Співвідношення максимального та мінімального впускного потоку повітря бензинового двигуна, макс./мін., становить 40 до 50 в атмосферній системі та 60 до 70 в турбонаддувній системі. У цьому діапазоні датчик витрати повітря повинен підтримувати точність вимірювання від ±2 до 3[%]. Датчик витрати повітря, що використовується в електронно-керованому пристрої впорскування палива, повинен не тільки підтримувати точність вимірювання в широкому діапазоні вимірювань, але й мати відмінну чутливість до вимірювання, бути здатним вимірювати пульсуючий потік повітря, а обробка вихідного сигналу має бути простою.
Відповідно до різних характеристик датчика витрати повітря, системи керування подачею палива класифікуються на L-тип керування, яке безпосередньо вимірює об'єм впускного повітря, та D-тип керування, яке опосередковано вимірює об'єм впускного повітря на основі методу вимірювання об'єму впускного повітря. Об'єм впускного повітря вимірюється опосередковано відповідно до негативного тиску впускного колектора та швидкості двигуна. У режимі керування D-типу мікрокомп'ютер ROM попередньо зберігає об'єм впускного повітря в різних станах, використовуючи швидкість двигуна та тиск у впускній трубі як параметри. На основі тиску впускного повітря та швидкості, виміряних у кожному робочому стані, та посилаючись на об'єм впускного повітря, збережений у ROM, мікрокомп'ютер може розрахувати витрату палива. Витратомір повітря, що використовується в L-тип керування, по суті такий самий, як і в загальнопромисловому датчику витрати. Однак він може адаптуватися до суворих умов експлуатації автомобілів, але також має вимогу реагувати на різкі зміни потоку при натисканні на педаль акселератора та вимогу високоточного виявлення нерівномірного потоку повітря, спричиненого формою впускних колекторів до та після датчика.
Початкова електронна система керування впорскуванням палива не використовувала мікрокомп'ютери. Натомість це була аналогова схема. У той час використовувався датчик витрати повітря клапанного типу, але з появою мікрокомп'ютерів для керування впорскуванням палива з'явилося також кілька інших типів датчиків витрати повітря.
Будова датчика витрати повітря клапанного типу.
Датчик витрати повітря клапанного типу встановлений на бензиновому двигуні між повітряним фільтром та дросельною заслінкою. Його функція полягає у визначенні об'єму впускного повітря двигуна та перетворенні результатів вимірювання на електричні сигнали, які потім надходять на мікрокомп'ютер. Цей датчик складається з двох частин: витратоміра повітря та потенціометра.
Спочатку розглянемо принцип роботи датчика витрати повітря. Повітря, що всмоктується повітряним фільтром, спрямовується до клапана. Клапан зупиняється в положенні, де об'єм всмоктуваного повітря збалансований зворотною пружиною. Тобто ступінь відкриття клапана прямо пропорційний об'єму всмоктуваного повітря. На обертовому валу клапана також встановлено потенціометр. Ковзний важіль потенціометра обертається синхронно з клапаном. Падіння напруги на опорі ковзання використовується для перетворення ступеня відкриття вимірювальної пластини в електричний сигнал, який потім подається в схему керування.
Датчик вихрового потоку повітря Камана
Щоб подолати недоліки датчиків витрати повітря клапанного типу, тобто розширити діапазон вимірювання, забезпечуючи при цьому точність вимірювання та уникаючи ковзних контактів, було розроблено невеликий та легкий датчик витрати повітря, а саме вихровий датчик витрати повітря Кармана. Вихор Кармана – це фізичне явище. Метод виявлення вихору та електронна схема керування взагалі не мають нічого спільного з точністю виявлення. Точність виявлення визначається площею повітряного проходу та зміною розміру стовпця, що генерує вихор. Крім того, оскільки вихідним сигналом цього типу датчика є електронний сигнал (частота), при введенні сигналів у схему керування системи можна виключити аналого-цифровий перетворювач. Таким чином, по суті, вихровий датчик витрати повітря Кармана є сигналом, придатним для обробки мікрокомп'ютером. Цей датчик має такі три переваги: висока точність випробувань, здатність видавати лінійні сигнали та проста обробка сигналу; продуктивність не змінюється навіть після тривалого використання. Оскільки він призначений для визначення об'ємної витрати, немає потреби в корекції на температуру та атмосферний тиск.
Коли генерується вихор Кармана, він змінюється зі зміною швидкості та тиску. Основний принцип виявлення потоку полягає у використанні зміни швидкості всередині нього. Сигнали являють собою прямокутні хвилі та цифрові сигнали. Чим більший об'єм впускного отвору, тим вища частота вихору Кармана і тим вища частота вихідного сигналу датчика витрати повітря.
Датчик витрати повітря з компенсацією температури та тиску в основному використовується для вимірювання витрати різних середовищ у промислових трубопроводах, таких як газ, рідина, пара тощо. Його характеристики включають низькі втрати тиску, широкий діапазон вимірювання, високу точність і практично не залежить від таких параметрів, як густина рідини, тиск, температура та в'язкість, під час вимірювання об'ємної витрати в робочих умовах. Він не має рухомих механічних частин, тому має високу надійність і потребує мінімального обслуговування. Параметри приладу можуть залишатися стабільними протягом тривалого часу. Цей прилад використовує п'єзоелектричні датчики напруги, які є високонадійними та можуть працювати в робочому діапазоні температур від -10℃ до +300℃. Він має як аналогові стандартні сигнали, так і цифрові імпульсні вихідні сигнали, що дозволяє легко використовувати його разом із цифровими системами, такими як комп'ютери. Це відносно передовий та ідеальний показник витрати.
Найбільшою перевагою датчиків витрати повітря є те, що коефіцієнт приладу не залежить від фізичних властивостей вимірюваного середовища та може бути поширений з одного типового середовища на інші. Однак через значну різницю в діапазонах швидкості потоку рідини та газу, діапазони частот також сильно відрізняються. У схемі підсилювача для обробки сигналів вихрової вулиці смуга пропускання фільтра різна, як і параметри схеми. Тому один і той самий параметр схеми не може бути використаний для вимірювання різних меж розділу.
Якщо хочете дізнатися більше, продовжуйте читати інші статті на цьому сайті!
Будь ласка, зателефонуйте нам, якщо вам потрібні такі товари.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. прагне продавати MG&МАКСУСавтозапчастини вітаються купити.
