Przepływomierz sprężonego powietrza koncentruje się na przetwarzaniu informacji o ilości masy wchodzącej do cylindrów silnika spalinowego. Urządzenia są powszechne w silnikach benzynowych i wysokoprężnych ze sterowaniem elektronicznym. Urządzenia te są podzielone na kilka typów, które rozważymy poniżej.
Modyfikacje z zaworami motylkowymi
Przepływomierz sprężonego powietrza w tej konfiguracji znajduje się pomiędzy korpusem przepustnicy a filtrem powietrza. Zasada działania urządzenia oparta jest na rezystancji medium. Urządzenie mierzy siłę przyłożoną do amortyzatora, który pod wpływem przepływu powietrza obraca się pod pewnym kątem, pokonując działanie sprężyny śrubowej.
To powoduje nieznaczną utratę ciśnienia. Aby uniknąć wahań tłumika ciśnienia, w tym na biegu jałowym, w konstrukcji uwzględniono komorę tłumiącą, w której znajduje się również tłumik. Ma taką samą powierzchnię roboczą. Pojemność komory przepustnicy oraz szczelina między elementami roboczymi dobierane są w taki sposób, aby przegroda ciśnieniowa monitorowała szybką przemianę przepływupowietrze podczas wtrysku. Mechaniczny ruch ścianki dociskowej jest przekształcany za pomocą potencjometru na zmianę napięcia elektrycznego, a następnie przekazywany do jednostki sterującej, zapewniając dokładne dawkowanie paliwa.
Działanie potencjometru i powiązanych części
W powyższym typie przepływomierza sprężonego powietrza napięcie akumulatora jest podawane do rezystora przez główny przekaźnik zespołu. Element balastowy zmniejsza wskaźnik do 5,0-10,0 woltów. Wynikowe napięcie jest podawane na styki jednostki sterującej i koniec na wyjściu reostatu potencjometru. Drugi koniec wyjścia jest podłączony do masy. Impulsy potencjometru są pobierane z silnika przez złącza czujników do pinu sterownika.
Wewnętrzna geometria robocza przepływomierza zapewnia logiczną korelację między przepływem powietrza a położeniem przepustnicy. Umożliwia to obliczenie optymalnego składu mieszanki przy niskich obciążeniach. Potencjometr montowany jest w szczelnej obudowie, składa się z podstawy ceramicznej, styków i rezystorów. Rezystancja ostatnich elementów ma stałą wartość, nie zależy od zmian temperatury w zespole silnikowym.
Funkcje
W celu wyeliminowania wpływu napięcia akumulatora na sygnał wytwarzany przez potencjometr przemysłowego przepływomierza sprężonego powietrza, elektronika uwzględnia różnicę między wartością przychodzącą i wychodzącą.
Wskaźnik temperatury powietrza dolotowego (rezystor NTC) jest połączony równolegle z obwodem elektrycznym. Jegoopór maleje wraz ze wzrostem temperatury. Impulsy z czujnika przekształcają sygnał wyjściowy w zależności od temperatury dochodzących strumieni powietrza. Do przepływu powietrza na biegu jałowym służy kanał obejściowy pod przepustnicą.
Opcja podgrzewanego żarnika
Zaletą tego typu przepływomierzy sprężonego powietrza jest brak elementów aktywnych mechanicznie, co zwiększa żywotność urządzenia. W rzeczywistości to urządzenie jest czujnikiem obciążenia termicznego jednostki napędowej. Montowany jest pomiędzy filtrem powietrza a zaworem dławiącym, określając ilość napływającego powietrza. Wersje z podgrzewanym filamentem i folią działają identycznie. Przewodnik, który znajduje się w strumieniu powietrza, jest ogrzewany prądem elektrycznym, chłodzony pod przepływającym przez niego powietrzem.
Czujnik temperatury; 2. pierścień z drutem; 3. reostat
Zasada działania przepływomierza sprężonego powietrza z żarnikiem
Nitka jest podgrzewana pod wpływem prądu elektrycznego, temperatura jest utrzymywana stabilnie. Jeśli element zacznie się schładzać, prąd przywraca wskaźnik do wymaganej wartości. Zmiana natężenia prądu jest odczytywana przez centralkę i dodawana do mierzonych parametrów, które pozwalają określić przepływ powietrza dolotowego. Wbudowany czujnik ma na celu wyeliminowanie zniekształceń wyników końcowych.
Napływający strumień powietrza pokrywa ogrzewany przewodnik wbudowany w miernik. Elektroniczny system sterowania monitoruje stałą wartośćtemperatura przewodu w stosunku do podobnego parametru powietrza wlotowego. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu żarnik ostygnie. W rezultacie wielkość prądu wymagana do utrzymania stabilnej temperatury przewodnika jest uważana za miarę masy powietrza wchodzącego do komory silnika. Prąd przetwarzany jest na impulsy napięciowe przetwarzane przez sterownik jako charakterystyka wejściowa wraz z prędkością obrotową wału korbowego „silnika”. Sterownik otrzymuje również informacje o temperaturze czynnika chłodniczego i przepływach powietrza wlotowego. Analizując informacje o przychodzących sygnałach, jednostka generuje impulsy okresu wtrysku paliwa do wtryskiwaczy.
Czujnik filmu
Inny rodzaj przepływomierza sprężonego powietrza to analog z anemometrem z gorącą błoną. Tu rura pomiarowa jest zintegrowana z analogiem masy, który może mieć różne rozmiary, w zależności od nominalnego zużycia powietrza przez silnik. Wkład jest montowany za filtrem powietrza na wlocie.
Napływający strumień powietrza wchodzi do kolektora, otaczając czuły wskaźnik, który zawiera również obwód obliczeniowy. Powietrze przechodzi następnie przez komorę obejściową za elementem czujnika. Czułość urządzenia można poprawić poprzez ulepszenie konstrukcji kanału obejściowego z możliwością określenia prądów wstecznych masy powietrza. Wskaźnik jest podłączony do ECU za pomocą specjalnych pinów.
1. Łańcuch pomiarowy; 2. przepona; 3. komora ciśnieniowa; 4.część pomiarowa; 5. podłoże ceramiczne.
Jak działa przepływomierz masowy?
Zasada działania omawianego urządzenia składa się z następujących kroków:
- Mechaniczna mikroskopijna membrana jest podgrzewana przez centralny rezystor.
- Jednocześnie następuje gwałtowny spadek temperatury w każdej części strefy grzewczej.
- Nagrzewanie membrany jest wykrywane przez parę niezależnych rezystorów zainstalowanych przed i za elementem grzejnym.
- Jeśli nie ma dopływu powietrza do wlotu, temperatura po obu stronach jest taka sama.
- Po rozpoczęciu przepływu wokół czułego czujnika, rozkład parametru temperatury na membranie zmienia się.
Ciepło jest rozpraszane w powietrzu, powodując przepływ masy wokół elementu czujnikowego wskaźnika. Jednocześnie przeznaczenie przepływomierza sprężonego powietrza określa różnicę temperatur w taki sposób, aby pomiar całkowitego natężenia przepływu nie był zależny od temperatury bezwzględnej. W rezultacie dane urządzenie rejestruje ilość i kierunek napływającego powietrza.
Przepływomierz „Wzrost”
To urządzenie, w przeciwieństwie do analogów omówionych powyżej, służy do pomiaru średniego natężenia przepływu i objętości różnych cieczy przewodzących prąd elektryczny, a nie mas powietrza. Urządzenia są dostępne w kilku modyfikacjach, ale mają podobne urządzenie i zasadę działania opartą na działaniu elektromagnetycznym. Urządzenia te mogą być produkowane w jednej wersji lub zblok wysuwany. Część wyjściowa działa na wskaźniku prądu lub impulsu częstotliwości. Głównym zakresem zastosowania są rurociągi Du 10-Du 200 mm, błąd względny wynosi 0,2-2,0%. W porównaniu z czujnikami mechanicznymi przepływomierze elektromagnetyczne Vzlet mają szereg zalet. Głównym z nich jest brak przecieków ciśnienia w kontrolowanym obszarze, co pozwala na zmniejszenie zużycia energii. Ponadto są bardziej odporne na agresywne i inne problematyczne środowiska.
