Датчики массового расхода воздуха

Датчики массового расхода воздуха служат для определения количества воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчики устанавливаются во впускном тракте после воздушного фильтра и подсоединяются к электрическому жгуту системы управления. Они работают по принципу тепловых расходомеров, к которым относятся термоанемометры. Эти датчики позволяют измерять расход по охлаждению нагретого тела, помещенного в поток, либо по переносу тепловой энергии между двумя точками, расположенными вдоль потока. При помещении в движущуюся воздушную среду нагреваемого током терморезистора снос тепла потоком воздуха является основным фактором, влияющим на теплоотдачу терморезистора.

На рис. 3.13 показана схема термоанемометра в канале измерения расхода.

Рис. 3.13. Схема термоанемометра:

1 — нагреватель с терморезистором, 2 — измеритель температуры

Ток нагревает терморезистор до температуры выше температуры окружающей среды. При этом теплоотвод осуществляется потоком воздуха. Расход воздуха V и температура Т связаны между собой определенной зависимостью, в результате чего схема работает как датчик расхода.

Терморезисторы обычно включаются в мостовую измерительную цепь. При нулевой скорости потока воздуха через герморезистор проходит некоторый начальный ток, нагревающий его до номинальной температуры, при которой мост находится в равновесии. При движении потока воздуха происходит охлаждение терморезистора, сопротивление его изменяется, равновесие моста нарушается и на выходе усилителя появляется дополнительный ток, часть которого проходит через терморезистор. Выделяемое тепло компенсирует потери тепла, уносимого движущимся потоком воздуха. При этом температура и сопротивление терморезистора восстанавливаются до их номинальных значений. Расход воздуха определяется по значению тока, питающего мост.

Датчики массового расхода воздуха могут иметь различную геометрическую форму. Внешний вид одного из них показан на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Внешний вид датчика массового расхода воздуха

Схема конструктивного выполнения датчика массового расхода воздуха приведена на рис. 3.15.

Рис. 3. IS. Конструкция датчика массового расхода:

I — решетка стабилизатора, 2 — корпус, 3 — измерительные элементы,

• 4 — колодка. 5 — разъем, 6 — термические компенсационные элементы,
• 7 — диффузор, 8 — проточный канал, 9 — опора, 10- обводный канал

Датчик состоит из корпуса, проточного канала с размещенной на входе решеткой стабилизатора и диффузора на выходе. В обводном канале размещены измерительные и термические компенсационные элементы. Датчик устанавливается во впускном тракте между воздушным фильтром и корпусом дроссельной заслонки.

Измерительные элементы представляют собой сетку из тонких платиновых нитей, нагретых электрическим током до 170 °C, через которую проходит весь объем поступающего в цилиндры воздуха. Чем больше поток, тем выше должна быть сила тока для поддержания температуры нитей.

Электронная схема датчика обеспечивает постоянство температуры измерительной нити, даже если она на 120 °C выше температуры поступающего воздуха.

Обобщенная схема электрических соединений датчика дана на рис. 3.16.

Рис. 3.16. Схема электрических соединении датчика:

• 1,2 — измерительные элементы, 3, 4- термические компенсационные резисторы, 5 — блок усиления сигнала; 6, 7 -линии питания:
• 8 — линия выходного сигнала

Электрическая схема содержит два измерительных элемента, два термических компенсационных резистора и блок усиления сигналов, соединенный с контроллером. Контроллер использует информацию от датчика массового расхода воздуха для определения длительности импульса открытия форсунок.

Загрязнение нити может привести к неправильному определению параметров горючей смеси. Функция прокаливания нити включается, когда система отключена. В этом случае происходит нагревание нити до 1000 °C, что позволяет удалить скопившиеся на ней отложения.

Контрольные вопросы

• 1. На чем основан принцип действия логометрических термометров?
• 2. Каково устройство датчика давления масла?
• 3. На каком принципе основана работа датчиков частоты вращения коленчатого вала?
• 4. Из чего состоит потенциометрический преобразователь?
• 5. Что позволяют измерять термоанемометры?