Τι είναι ένας μετρητής ροής αέρα αυτοκινήτου
Ο αισθητήρας ροής αέρα, γνωστός και ως μετρητής ροής αέρα, είναι ένας από τους σημαντικούς αισθητήρες στους κινητήρες ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου. Μετατρέπει τη ροή του εισπνεόμενου αέρα σε ηλεκτρικό σήμα και το στέλνει στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), η οποία χρησιμεύει ως ένα από τα βασικά σήματα για τον προσδιορισμό του ψεκασμού καυσίμου και είναι ένας αισθητήρας για τη μέτρηση της ροής του εισπνεόμενου αέρα στον κινητήρα.
Σε μια ηλεκτρονικά ελεγχόμενη συσκευή ψεκασμού καυσίμου, ο αισθητήρας που μετρά την ποσότητα αέρα που εισπνέεται από τον κινητήρα, δηλαδή ο αισθητήρας ροής αέρα, είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία που καθορίζουν την ακρίβεια ελέγχου του συστήματος. Όταν η ακρίβεια ελέγχου της αναλογίας αέρα-καυσίμου (A/F) του αέρα και του μείγματος που αναρροφάται από τον κινητήρα ορίζεται σε ±1,0, το επιτρεπόμενο σφάλμα του συστήματος είναι ± 6% έως 7%. Όταν αυτό το επιτρεπόμενο σφάλμα κατανέμεται σε κάθε στοιχείο του συστήματος, το επιτρεπόμενο σφάλμα του αισθητήρα ροής αέρα είναι ± 2% έως 3%.
Η αναλογία της μέγιστης προς την ελάχιστη ροή αέρα εισαγωγής ενός βενζινοκινητήρα, max/min, είναι 40 προς 50 σε ένα σύστημα φυσικής αναρρόφησης και 60 προς 70 σε ένα σύστημα υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα. Εντός αυτού του εύρους, ο αισθητήρας ροής αέρα θα πρέπει να είναι σε θέση να διατηρεί ακρίβεια μέτρησης ±2 έως 3[%]. Ο αισθητήρας ροής αέρα που χρησιμοποιείται στη ηλεκτρονικά ελεγχόμενη συσκευή ψεκασμού καυσίμου θα πρέπει όχι μόνο να διατηρεί την ακρίβεια μέτρησης σε ένα ευρύ εύρος μέτρησης, αλλά και να έχει εξαιρετική απόκριση μέτρησης, να είναι ικανός να μετρά παλμική ροή αέρα και η επεξεργασία του σήματος εξόδου θα πρέπει να είναι απλή.
Σύμφωνα με τα διαφορετικά χαρακτηριστικά του αισθητήρα ροής αέρα, το σύστημα ελέγχου καυσίμου ταξινομείται σε έλεγχο τύπου L που μετρά άμεσα τον όγκο εισαγωγής και σε έλεγχο τύπου D που μετρά έμμεσα τον όγκο εισαγωγής με βάση τη μέθοδο μέτρησης του όγκου εισαγωγής. Ο όγκος εισαγωγής μετριέται έμμεσα σύμφωνα με την αρνητική πίεση της πολλαπλής εισαγωγής και τις στροφές του κινητήρα. Στη λειτουργία ελέγχου τύπου D, η μνήμη ROM του μικροϋπολογιστή προαποθηκεύει τον όγκο αέρα εισαγωγής σε διάφορες καταστάσεις με τις στροφές του κινητήρα και την πίεση στον σωλήνα εισαγωγής ως παραμέτρους. Με βάση την πίεση και την ταχύτητα εισαγωγής που μετρώνται σε κάθε κατάσταση λειτουργίας και αναφερόμενος στον όγκο αέρα εισαγωγής που έχει αποθηκευτεί στη μνήμη ROM, ο μικροϋπολογιστής μπορεί να υπολογίσει την κατανάλωση καυσίμου. Ο μετρητής ροής αέρα που χρησιμοποιείται στον έλεγχο τύπου L είναι βασικά ο ίδιος με αυτόν ενός γενικού βιομηχανικού αισθητήρα ροής. Ωστόσο, μπορεί να προσαρμοστεί στο σκληρό περιβάλλον των αυτοκινήτων, αλλά έχει επίσης την απαίτηση να ανταποκρίνεται στις απότομες αλλαγές στη ροή όταν πατιέται το γκάζι και την απαίτηση ανίχνευσης υψηλής ακρίβειας στην ανομοιόμορφη ροή αέρα που προκαλείται από το σχήμα των πολλαπλών εισαγωγής πριν και μετά τον αισθητήρα.
Το αρχικό ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου ψεκασμού καυσίμου δεν χρησιμοποιούσε μικροϋπολογιστές. Αντίθετα, ήταν ένα αναλογικό κύκλωμα. Εκείνη την εποχή, χρησιμοποιούνταν ένας αισθητήρας ροής αέρα τύπου βαλβίδας, αλλά καθώς οι μικροϋπολογιστές εφαρμόστηκαν για τον έλεγχο της ψεκασμού καυσίμου, εμφανίστηκαν και αρκετοί άλλοι τύποι αισθητήρων ροής αέρα.
Η δομή του αισθητήρα ροής αέρα τύπου βαλβίδας.
Ο αισθητήρας ροής αέρα τύπου βαλβίδας εγκαθίσταται στον βενζινοκινητήρα, ανάμεσα στο φίλτρο αέρα και το γκάζι. Η λειτουργία του είναι να ανιχνεύει τον όγκο αέρα εισαγωγής του κινητήρα και να μετατρέπει τα αποτελέσματα της ανίχνευσης σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια εισάγονται στον μικροϋπολογιστή. Αυτός ο αισθητήρας αποτελείται από δύο μέρη: ένα ροόμετρο αέρα και ένα ποτενσιόμετρο.
Αρχικά, ας δούμε τη λειτουργία του αισθητήρα ροής αέρα. Ο αέρας που εισέρχεται από το φίλτρο αέρα ορμάει προς τη βαλβίδα. Η βαλβίδα σταματά στη θέση όπου ο όγκος εισαγωγής εξισορροπείται με το ελατήριο επαναφοράς. Δηλαδή, ο βαθμός ανοίγματος της βαλβίδας είναι άμεσα ανάλογος με τον όγκο εισαγωγής. Ένα ποτενσιόμετρο είναι επίσης εγκατεστημένο στον περιστρεφόμενο άξονα της βαλβίδας. Ο συρόμενος βραχίονας του ποτενσιόμετρου περιστρέφεται συγχρονισμένα με τη βαλβίδα. Η πτώση τάσης της συρόμενης αντίστασης χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του βαθμού ανοίγματος της πλάκας μέτρησης σε ηλεκτρικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια εισάγεται στο κύκλωμα ελέγχου.
Αισθητήρας ροής αέρα Kaman vortex
Για να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματα του αισθητήρα ροής αέρα τύπου βαλβίδας, δηλαδή για να επεκταθεί το εύρος μέτρησης, διασφαλίζοντας παράλληλα την ακρίβεια μέτρησης και εξαλείφοντας τις ολισθαίνουσες επαφές, αναπτύχθηκε ένας μικρός και ελαφρύς αισθητήρας ροής αέρα, ο αισθητήρας ροής αέρα Karman vortex. Ο στρόβιλος Karman είναι ένα φυσικό φαινόμενο. Η μέθοδος ανίχνευσης του στροβίλου και το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου δεν έχουν καμία σχέση με την ακρίβεια ανίχνευσης. Η περιοχή της διόδου αέρα και η αλλαγή μεγέθους της στήλης που δημιουργεί τον στρόβιλο καθορίζουν την ακρίβεια ανίχνευσης. Επίσης, επειδή η έξοδος αυτού του τύπου αισθητήρα είναι ένα ηλεκτρονικό σήμα (συχνότητα), κατά την εισαγωγή σημάτων στο κύκλωμα ελέγχου του συστήματος, μπορεί να παραλειφθεί ένας μετατροπέας AD. Επομένως, ουσιαστικά, ο αισθητήρας ροής αέρα Karman vortex είναι ένα σήμα κατάλληλο για επεξεργασία σε μικροϋπολογιστή. Αυτός ο αισθητήρας έχει τα ακόλουθα τρία πλεονεκτήματα: υψηλή ακρίβεια δοκιμών, δυνατότητα εξόδου γραμμικών σημάτων και απλή επεξεργασία σήματος. Η απόδοση δεν θα αλλάξει ακόμη και μετά από μακροχρόνια χρήση. Δεδομένου ότι προορίζεται για την ανίχνευση ογκομετρικού ρυθμού ροής, δεν χρειάζεται διόρθωση για θερμοκρασία και ατμοσφαιρική πίεση.
Όταν δημιουργείται μια δίνη Karman, αυτή αλλάζει με την μεταβολή της ταχύτητας και της πίεσης. Η βασική αρχή της ανίχνευσης ροής είναι η αξιοποίηση της μεταβολής της ταχύτητας που περιέχεται σε αυτήν. Τα σήματα είναι τετραγωνικά κύματα και ψηφιακά σήματα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο όγκος εισαγωγής, τόσο υψηλότερη είναι η συχνότητα της δίνης Karman και τόσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του σήματος εξόδου του αισθητήρα ροής αέρα.
Ο αισθητήρας ροής αέρα αντιστάθμισης θερμοκρασίας και πίεσης χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση ροής διαφόρων μέσων σε βιομηχανικούς αγωγούς, όπως αέριο, υγρό, ατμό κ.λπ. Τα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνουν χαμηλή απώλεια πίεσης, ευρύ εύρος μέτρησης, υψηλή ακρίβεια και σχεδόν δεν επηρεάζεται από παραμέτρους όπως η πυκνότητα του ρευστού, η πίεση, η θερμοκρασία και το ιξώδες κατά τη μέτρηση του ρυθμού ροής όγκου υπό συνθήκες εργασίας. Δεν υπάρχουν κινούμενα μηχανικά μέρη, επομένως έχει υψηλή αξιοπιστία και απαιτεί ελάχιστη συντήρηση. Οι παράμετροι του οργάνου μπορούν να παραμείνουν σταθερές για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό το όργανο χρησιμοποιεί πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες τάσης, οι οποίοι είναι εξαιρετικά αξιόπιστοι και μπορούν να λειτουργούν σε εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από -10℃ έως +300℃. Διαθέτει αναλογικά τυπικά σήματα και ψηφιακή έξοδο παλμικών σημάτων, καθιστώντας εύκολη τη χρήση του σε συνδυασμό με ψηφιακά συστήματα όπως υπολογιστές. Είναι ένας σχετικά προηγμένος και ιδανικός ρυθμός ροής.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των αισθητήρων ροής αέρα είναι ότι ο συντελεστής του οργάνου δεν επηρεάζεται από τις φυσικές ιδιότητες του μετρούμενου μέσου και μπορεί να επεκταθεί από ένα τυπικό μέσο σε άλλα μέσα. Ωστόσο, λόγω της σημαντικής διαφοράς στα εύρη ρυθμού ροής υγρού και αερίου, τα εύρη συχνότητας ποικίλλουν επίσης σημαντικά. Στο κύκλωμα ενισχυτή για την επεξεργασία σημάτων στροβίλου δρόμου, η ζώνη διέλευσης του φίλτρου είναι διαφορετική, όπως και οι παράμετροι του κυκλώματος. Επομένως, η ίδια παράμετρος κυκλώματος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση διαφορετικών διεπαφών.
Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, συνεχίστε να διαβάζετε τα υπόλοιπα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο!
Παρακαλούμε καλέστε μας αν χρειάζεστε τέτοια προϊόντα.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. έχει δεσμευτεί να πουλήσει την MG&ΜΑΞΟΥΣανταλλακτικά αυτοκινήτων ευπρόσδεκτα να αγοράσω.
