Что такое автомобильный расходомер воздуха?
Датчик расхода воздуха, также известный как расходомер воздуха, является одним из важных датчиков в двигателях с электронным впрыском топлива. Он преобразует всасываемый поток воздуха в электрический сигнал и передает его в электронный блок управления (ЭБУ), который служит одним из основных сигналов для определения впрыска топлива и является датчиком для измерения потока воздуха, всасываемого в двигатель.
В системе электронного управления впрыском топлива датчик, измеряющий количество воздуха, всасываемого двигателем, а именно датчик расхода воздуха, является одним из важных компонентов, определяющих точность управления системой. Если точность управления соотношением воздух/топливо (A/F) воздуха и смеси, всасываемой двигателем, задана как ±1,0, допустимая погрешность системы составляет от ±6% до 7%. Если эта допустимая погрешность распределена между каждым компонентом системы, допустимая погрешность датчика расхода воздуха составляет от ±2% до 3%.
Отношение максимального к минимальному расходу всасываемого воздуха в бензиновом двигателе, макс./мин., составляет от 40 до 50 в системе с естественным всасыванием и от 60 до 70 в системе с турбонаддувом. В этом диапазоне датчик расхода воздуха должен обеспечивать точность измерения от ±2 до 3% [%. Датчик расхода воздуха, используемый в электронно-управляемом устройстве впрыска топлива, должен не только обеспечивать точность измерения в широком диапазоне, но и обладать отличной скоростью отклика, быть способным измерять пульсирующий поток воздуха, а обработка выходного сигнала должна быть простой.
В зависимости от характеристик датчика расхода воздуха, система управления подачей топлива подразделяется на L-тип управления, при котором объем всасываемого воздуха измеряется напрямую, и D-тип управления, при котором объем всасываемого воздуха измеряется косвенно на основе метода измерения. Объем всасываемого воздуха измеряется косвенно на основе отрицательного давления во впускном коллекторе и частоты вращения двигателя. В режиме D-типа управления микрокомпьютер в ПЗУ предварительно сохраняет данные об объеме всасываемого воздуха в различных состояниях, используя в качестве параметров частоту вращения двигателя и давление во впускном патрубке. На основе измеренных давления и частоты вращения во впускном коллекторе в каждом рабочем состоянии и с учетом объема всасываемого воздуха, запомненного в ПЗУ, микрокомпьютер может рассчитать расход топлива. Расходомер воздуха, используемый в L-типе управления, в основном аналогичен датчику расхода воздуха, используемому в промышленности. Однако он может адаптироваться к суровым условиям эксплуатации автомобилей, но также требует реагирования на резкие изменения потока при нажатии на педаль акселератора и высокоточной регистрации неравномерного воздушного потока, вызванного формой впускных коллекторов до и после датчика.
Первоначальная электронная система управления впрыском топлива не использовала микрокомпьютеры. Вместо этого она представляла собой аналоговую схему. В то время использовался датчик расхода воздуха клапанного типа, но по мере применения микрокомпьютеров для управления впрыском топлива появились и другие типы датчиков расхода воздуха.
Конструкция датчика расхода воздуха клапанного типа.
Датчик расхода воздуха клапанного типа устанавливается на бензиновом двигателе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Его функция заключается в определении объема всасываемого воздуха и преобразовании результатов измерения в электрические сигналы, которые затем поступают в микрокомпьютер. Этот датчик состоит из двух частей: расходомера воздуха и потенциометра.
Для начала рассмотрим принцип работы датчика расхода воздуха. Воздух, всасываемый воздушным фильтром, устремляется к клапану. Клапан останавливается в положении, когда объем всасываемого воздуха уравновешивается с возвратной пружиной. Иными словами, степень открытия клапана прямо пропорциональна объему всасываемого воздуха. На вращающемся валу клапана также установлен потенциометр. Скользящий рычаг потенциометра вращается синхронно с клапаном. Падение напряжения на скользящем резисторе используется для преобразования степени открытия измерительной пластины в электрический сигнал, который затем поступает в схему управления.
Датчик воздушного потока Kaman Vortex
Для преодоления недостатков клапанных датчиков расхода воздуха, а именно для расширения диапазона измерений при сохранении точности и исключения скользящих контактов, был разработан небольшой и легкий датчик расхода воздуха, а именно датчик расхода воздуха на основе вихря Кармана. Вихрь Кармана — это физическое явление. Метод обнаружения вихря и электронная схема управления никак не влияют на точность измерения. Точность измерения определяется площадью воздушного канала и изменением размера вихревого столба. Кроме того, поскольку выходной сигнал этого типа датчика представляет собой электронный сигнал (частоту), при подаче сигналов в схему управления системы можно обойтись без аналого-цифрового преобразователя. Таким образом, по сути, датчик расхода воздуха на основе вихря Кармана представляет собой сигнал, пригодный для обработки микрокомпьютером. Этот датчик обладает следующими тремя преимуществами: высокая точность измерения, возможность выдачи линейных сигналов и простота обработки сигнала; его характеристики не изменяются даже после длительного использования. Поскольку он предназначен для измерения объемного расхода, нет необходимости в коррекции температуры и атмосферного давления.
При образовании вихря Кармана он изменяется в зависимости от скорости и давления. Основной принцип обнаружения потока заключается в использовании изменения скорости внутри него. Сигналы представляют собой прямоугольные волны и цифровые сигналы. Чем больше объем всасываемого воздуха, тем выше частота вихря Кармана и тем выше частота выходного сигнала датчика расхода воздуха.
Датчик расхода воздуха с температурной и барометрической компенсацией в основном используется для измерения расхода различных сред в промышленных трубопроводах, таких как газ, жидкость, пар и т. д. Его особенности включают низкие потери давления, широкий диапазон измерений, высокую точность, а также практически полное отсутствие влияния таких параметров, как плотность жидкости, давление, температура и вязкость, при измерении объемного расхода в рабочих условиях. Отсутствие движущихся механических частей обеспечивает высокую надежность и минимальное техническое обслуживание. Параметры прибора остаются стабильными в течение длительного времени. В этом приборе используются пьезоэлектрические датчики напряжения, которые отличаются высокой надежностью и могут работать в диапазоне рабочих температур от -10℃ до +300℃. Он имеет как аналоговые стандартные сигналы, так и цифровые импульсные сигналы, что позволяет легко использовать его в сочетании с цифровыми системами, такими как компьютеры. Это относительно передовой и идеальный датчик расхода.
Главное преимущество датчиков расхода воздуха заключается в том, что коэффициент прибора не зависит от физических свойств измеряемой среды и может быть расширен от одной типичной среды к другим. Однако из-за существенной разницы в диапазонах расхода жидкости и газа диапазоны частот также сильно различаются. В схеме усилителя для обработки сигналов вихревого потока полоса пропускания фильтра различна, как и параметры схемы. Поэтому одни и те же параметры схемы нельзя использовать для измерения различных поверхностей раздела фаз.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Чжуо Мэн Шанхайская автомобильная компания, ООО стремится продавать MG&МАКСУСАвтозапчасти приветствуются купить.
