Расходомер сжатого воздуха: виды, принцип работы, назначение

Расходомер сжатого воздуха ориентирован на обработку информации о поступающем количестве масс в цилиндры ДВС. Устройства распространены на бензиновых и дизельных моторах с электронным управлением. Указанные приборы делятся на несколько типов, которые рассмотрим ниже.

Фото расходомера сжатого воздуха

Модификации с поворотными заслонками

Расходомер сжатого воздуха этой конфигурации размещается между остовом дроссельной заслонки и воздушным очистителем. Принцип работы приспособления основан на сопротивлении среды. Прибор измеряет усилие, подаваемое на заслонку, которая под потоком воздуха поворачивается под определенным углом, преодолевая действие спиралевидной пружины.

При этом создается несущественная потеря напора. Чтобы избежать колебаний напорной заслонки, в том числе и на холостых оборотах, в конструкцию включен демпфирующий отсек, в котором также имеется заслонка. Она имеет аналогичную рабочую поверхность. Вместимость демпферной камеры и зазор между рабочими элементами подобраны таким образом, чтобы напорная перегородка отслеживала стремительные преобразования расхода воздуха при нагнетании. Механическое перемещение напорной перегородки трансформируется в изменение электрического напряжения при помощи потенциометра, далее передается в управляющий блок, обеспечивая точную дозировку горючего.

Работа потенциометра и сопряженных деталей

В указанном выше типе расходомера для сжатого воздуха, напряжение аккумулятора подается на резистор через основное реле узла. Балластный элемент уменьшает показатель до 5,0-10,0 вольт. Полученное напряжение подводится к контактам блока управления и концу на выводе реостата потенциометра. Второй выходной конец соединяется с массой. Импульсы потенциометра снимаются с мотора посредством разъемов датчика на контакт контроллера.

Геометрические особенности внутренней работы расходомера обеспечивают логическую корреляцию между воздушным потоком и позицией заслонки. Это дает возможность рассчитать оптимальный состав смеси на малых нагрузках. Потенциометр смонтирован в герметичном корпусе, состоит из керамической основы, контактов и резисторов. Сопротивление последних элементов имеет постоянную величину, не зависит от перепадов температуры в моторном блоке.

Характеристики расходомера воздуха

Особенности

Чтобы исключить влияние напряжения АБ на сигнал, выдаваемый потенциометром промышленного расходомера сжатого воздуха, электроника учитывает разницу между поступающим и выходным показателем.

Параллельно электрической цепи подключен индикатор температуры всасываемого воздуха (резистор с отрицательным термическим коэффициентом). Его сопротивление снижается при росте температурного параметра. Импульсы от датчика трансформируют выходной сигнал, в зависимости от температуры входящих воздушных потоков. Для прохода воздуха на холостых оборотах используется обводной канал под заслонкой.

Вариант с нагреваемой нитью

Преимущества расходомеров сжатого воздуха этого типа заключается в отсутствии механически активных элементов, что повышает рабочий ресурс узла. По сути, этот прибор является термическим датчиком нагрузки силового агрегата. Он монтируется между воздушным фильтром и заслонкой дросселя, определяя объем поступающего воздуха. Варианты с нагреваемой нитью и пленкой функционируют идентичным образом. Проводник, находящийся в воздушном потоке, нагревается от электротока, охлаждается под обдающим его воздухом.

Схема расходомера сжатого воздуха с нагревательной нитью
  1. Температурный датчик; 2. кольцо с проволокой; 3. реостат.

Принцип работы расходомера сжатого воздуха с нитью накаливания

Нить под воздействием электротока нагревается, температура поддерживается стабильно. Если элемент начинает остывать, ток восстанавливает показатель до требуемой величины. Изменение токовой силы считывается блоком управления и причисляется к измеряемым параметрам, позволяющим определить расход всасываемого воздуха. Встроенный датчик предназначен для исключения искажений итоговых результатов.

Поступающий воздушный поток охватывает нагретый проводник, встроенный в измеритель. Электронная система управления следит за постоянным показателем температуры проводника по отношению аналогичного параметра входящего воздуха. При увеличении объема потока, нить будет охлаждаться. В итоге величина тока, необходимого для поддержания стабильной температуры проводника, считается мерой массы воздуха, поступающего в моторный отсек. Ток трансформируется в импульсы напряжения, обрабатываемые управляющим блоком в качестве входной характеристики, наравне с частотой вращения коленвала «движка». Также контроллер получает сведения о температуре хладагента и поступающих воздушных потоков. Анализируя информацию входящих сигналов, блок выдает импульсы периода впрыска горючего на форсунки.

Электронный расходомер воздуха

Пленочный датчик

Еще один вид расходомера сжатого воздуха — аналог с пленочным термоанемометром. Здесь измерительный патрубок встроен в массовый аналог, который может иметь разные размеры, в зависимости от номинального расхода воздуха двигателем. Устанавливается элемент за воздушным фильтром на впускном канале.

Входящий воздушный поток поступает в коллектор, обволакивая чувствительный индикатор, в состав которого также входит вычислительный контур. Далее воздух проходит через обводной отсек за элементом датчика. Чувствительность прибора может улучшаться за счет усовершенствования конструкции обводного канала с возможностью определения обратных токов воздушной массы. Индикатор подключается к ЭБУ при помощи специальных выводов.

Схема пленочного расходомера сжатого воздуха

1. Цепь измерительная; 2. диафрагма; 3. камера давления; 4. измерительная деталь; 5. подложка из керамики.

Как работает массовый расходомер?

Принцип действия рассматриваемого приспособления заключается в следующих этапах:

  1. Механическая микроскопическая диафрагма нагревается центральным резистором.
  2. При этом наблюдается резкое понижение температуры на каждой части нагревательной зоны.
  3. Нагрев диафрагмы регистрируется парой независимых резисторов, установленных перед и после нагревательного элемента.
  4. Если на впуске отсутствует подача воздуха, температура на каждой стороне одинакова.
  5. После начала обтекания чувствительного датчика потоком, распределение температурного параметра по диафрагме изменяется.

Тепло рассеивается в воздухе, что обуславливает массовый расход потоков вокруг чувствительного элемента индикатора. При этом назначение расходомера сжатого воздуха определяет разницу температур таким образом, чтобы мера общего расхода потоков не зависела от абсолютной температуры. В результате рассматриваемый прибор регистрирует количество и направление входящего воздуха.

Установка расходомера сжатого воздуха

Расходомер «Взлет»

Это приспособление, в отличие от рассмотренных выше аналогов, служит для измерения усредненного расхода и объема не воздушных масс, а различных электропроводящих жидкостей. Приборы выпускаются в нескольких модификациях, однако имеют схожее устройство и принцип работы, основанный на электромагнитном действии. Указанные устройства могут выпускаться в едином исполнении либо с выносным блоком. Выходная часть работает на токовом или частотно-импульсном показателе. Основная сфера применения — трубопроводы Ду 10-Ду 200 мм, относительная погрешность составляет 0,2-2,0%. По сравнению с механическими датчиками, электромагнитные расходомеры «Взлет» обладают рядом преимуществ. Основным из них является отсутствие утечек давления на контролируемом участке, что дает возможность снизить расход электроэнергии. Кроме того, они устойчивее к агрессивным и прочим проблемным средам.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Добавить смайл
  • :smile:
  • :wink:
  • :frowning:
  • :stuck_out_tongue_winking_eye:
  • :smirk:
  • :open_mouth:
  • :grinning:
  • :pensive:
  • :relaxed:
  • :heart:
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 7
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.